标签：分数 put 自动装箱 ken ltm 进制 获取 输出 color
本文对JDK8中的java.lang.Integer包装类的部分数值缓存技术、valueOf()、stringSize()、toString()、getChars()、parseInt()等进行简要分析。
先来看一段代码：
Integer a1 = Integer.valueOf(13); Integer a2 = Integer.valueOf(13); Integer a3 = Integer.valueOf(133); Integer a4 = Integer.valueOf(133); System.out.println(a1 == a2); // 输出 true System.out.println(a3 == a4); // 输出 false
两个输出语句具有不同的输出，在于Integer使用了一个静态内部类（嵌套类），里面包含了一个缓存数组cache[]，默认情况下，[-128, 127]之间的整数会在第一次使用时（类加载时）被自动装箱，放在cache[]数组里。区间的上限值high设置JVM参数-XX:AutoBoxCacheMax来改变，默认情况下参数为127（byte类型的范围），存储在java.lang.Integer.IntegerCache.high属性中。
// 静态内部类实现[-128, 127]的缓存 private static class IntegerCache { static final int low = -128; static final int high; static final Integer cache[]; static { // high 值通过JVM进行设置，默认为127 int h = 127; String integerCacheHighPropValue = sun.misc.VM.getSavedProperty("java.lang.Integer.IntegerCache.high"); if (integerCacheHighPropValue != null) { try { int i = parseInt(integerCacheHighPropValue); i = Math.max(i, 127); // 最大缓存上限 Integer.MAX_VALUE h = Math.min(i, Integer.MAX_VALUE - (-low) -1); } catch( NumberFormatException nfe) { // If the property cannot be parsed into an int, ignore it. } } high = h; cache = new Integer[(high - low) + 1]; int j = low; for(int k = 0; k < cache.length; k++) cache[k] = new Integer(j++); // range [-128, 127] must be interned (JLS7 5.1.7) assert IntegerCache.high >= 127; } private IntegerCache() {} }
而使用Integer.valueOf()进行构造时，就使用了cache[]缓存数组。因此使用该方法构造的Integer对象如果在缓存区间内，会直接返回cache[]数组内的相应的引用，自然就是同一个对象；否则将生成一个全新的Integer对象。与此对应的，如果使用构造函数Integer()直接构造，根本没有使用到缓存数组，生成的一定是全新的Integer对象。因此使用Integer.valueOf()构造能够节省资源，提高效率。
// 使用cache[]数组构造 public static Integer valueOf(int i) { if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high) return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)]; return new Integer(i); } // 使用构造函数构造 public Integer(int value) { this.value = value; }
这个函数不是个public权限的函数，作为内部工具方法使用。这个方法的实现是很巧妙的，避免除法、求余等，判断条件简单，效率高（采用静态field分析，而不是负责逻辑判断可以明显提高效果）。（int 最大长只有10）
final static int [] sizeTable = { 9, 99, 999, 9999, 99999, 999999, 9999999, 99999999, 999999999, Integer.MAX_VALUE }; // Requires positive x 参数必须为正数 static int stringSize(int x) { for (int i=0; ; i++) if (x <= sizeTable[i]) return i+1; }
一个整数在给定进制的字符串表示。
public static String toString(int i, int radix) { if (radix < Character.MIN_RADIX || radix > Character.MAX_RADIX) radix = 10; /* 如果是10进制，使用更加快速的转换方式 */ if (radix == 10) { return toString(i); } char buf[] = new char[33]; boolean negative = (i < 0); int charPos = 32; // int占4个字节，32bit // 以负数为基准进行处理 if (!negative) { i = -i; } // 代码的简洁！！ radix为进制，最小为2，最高位36 while (i <= -radix) { buf[charPos--] = digits[-(i % radix)]; i = i / radix; } buf[charPos] = digits[-i]; // 负数的符号位 if (negative) { buf[--charPos] = ‘-‘; } return new String(buf, charPos, (33 - charPos)); }
上面的代码使用了一个final static 的字符数组digits[]，直接根据i与进制radix的求余结果从digits[]里面取值，提高运算效率。
/** 所有可能代表数字的字符，最高支持36进制 * All possible chars for representing a number as a String */ final static char[] digits = { ‘0‘ , ‘1‘ , ‘2‘ , ‘3‘ , ‘4‘ , ‘5‘ , ‘6‘ , ‘7‘ , ‘8‘ , ‘9‘ , ‘a‘ , ‘b‘ , ‘c‘ , ‘d‘ , ‘e‘ , ‘f‘ , ‘g‘ , ‘h‘ , ‘i‘ , ‘j‘ , ‘k‘ , ‘l‘ , ‘m‘ , ‘n‘ , ‘o‘ , ‘p‘ , ‘q‘ , ‘r‘ , ‘s‘ , ‘t‘ , ‘u‘ , ‘v‘ , ‘w‘ , ‘x‘ , ‘y‘ , ‘z‘ };
toString()方法返回当前Integer对象的字符串表示。可能有人觉得上面的toString(int i, int radix)已经是通用算法了，但是JDK在并没有这样(即radix是10的情况），而是采用了效率更高的方法。
public String toString() { return toString(value); } // toString()的调用方法 // 必须先判断Integer.MIN_VALUE，因为getChars()方法中使用了i=-i // 以负数为基准，对于i=Integer.MIN_VALUE将会产生溢出 public static String toString(int i) { if (i == Integer.MIN_VALUE) return "-2147483648"; // 获取字符串表示的字符串长度，考虑了负数的符号位 int size = (i < 0) ? stringSize(-i) + 1 : stringSize(i); // 将Integer数读入到char[]数组 char[] buf = new char[size]; getChars(i, size, buf); return new String(buf, true); }
这个算法的核心是getChars的实现，即将一个整数高效地逐位存入一个char数组中。
// 核心代码，从后向前将Integer读入char[]字符表示数组，如果i = MIN_VALUE将会发生大数溢出 // fail if i == Integer.MIN_VALUE static void getChars(int i, int index, char[] buf) { int q, r; int charPos = index; char sign = 0; if (i < 0) { sign = ‘-‘; i = -i; } // 处理超过2的16次方的大数 // Generate two digits per iteration while (i >= 65536) { q = i / 100; // really: r = i - (q * 100); r = i - ((q << 6) + (q << 5) + (q << 2)); i = q; buf [--charPos] = DigitOnes[r]; // 个位上的数字 buf [--charPos] = DigitTens[r]; // 十位上的数字 } // 处理小于2的16次方的数 // Fall thru to fast mode for smaller numbers for (;;) { q = (i * 52429) >>> (16+3); // 达到q=i/10的效果 r = i - ((q << 3) + (q << 1)); // r = i-(q*10) ... buf [--charPos] = digits [r]; i = q; if (i == 0) break; } // 符号判断 if (sign != 0) { buf [--charPos] = sign; } }
// 个位上的数字数组 final static char [] DigitTens = { ‘0‘, ‘0‘, ‘0‘, ‘0‘, ‘0‘, ‘0‘, ‘0‘, ‘0‘, ‘0‘, ‘0‘, ‘1‘, ‘1‘, ‘1‘, ‘1‘, ‘1‘, ‘1‘, ‘1‘, ‘1‘, ‘1‘, ‘1‘, ‘2‘, ‘2‘, ‘2‘, ‘2‘, ‘2‘, ‘2‘, ‘2‘, ‘2‘, ‘2‘, ‘2‘, ‘3‘, ‘3‘, ‘3‘, ‘3‘, ‘3‘, ‘3‘, ‘3‘, ‘3‘, ‘3‘, ‘3‘, ‘4‘, ‘4‘, ‘4‘, ‘4‘, ‘4‘, ‘4‘, ‘4‘, ‘4‘, ‘4‘, ‘4‘, ‘5‘, ‘5‘, ‘5‘, ‘5‘, ‘5‘, ‘5‘, ‘5‘, ‘5‘, ‘5‘, ‘5‘, ‘6‘, ‘6‘, ‘6‘, ‘6‘, ‘6‘, ‘6‘, ‘6‘, ‘6‘, ‘6‘, ‘6‘, ‘7‘, ‘7‘, ‘7‘, ‘7‘, ‘7‘, ‘7‘, ‘7‘, ‘7‘, ‘7‘, ‘7‘, ‘8‘, ‘8‘, ‘8‘, ‘8‘, ‘8‘, ‘8‘, ‘8‘, ‘8‘, ‘8‘, ‘8‘, ‘9‘, ‘9‘, ‘9‘, ‘9‘, ‘9‘, ‘9‘, ‘9‘, ‘9‘, ‘9‘, ‘9‘, } ; // 十位上的数字数组 final static char [] DigitOnes = { ‘0‘, ‘1‘, ‘2‘, ‘3‘, ‘4‘, ‘5‘, ‘6‘, ‘7‘, ‘8‘, ‘9‘, ‘0‘, ‘1‘, ‘2‘, ‘3‘, ‘4‘, ‘5‘, ‘6‘, ‘7‘, ‘8‘, ‘9‘, ‘0‘, ‘1‘, ‘2‘, ‘3‘, ‘4‘, ‘5‘, ‘6‘, ‘7‘, ‘8‘, ‘9‘, ‘0‘, ‘1‘, ‘2‘, ‘3‘, ‘4‘, ‘5‘, ‘6‘, ‘7‘, ‘8‘, ‘9‘, ‘0‘, ‘1‘, ‘2‘, ‘3‘, ‘4‘, ‘5‘, ‘6‘, ‘7‘, ‘8‘, ‘9‘, ‘0‘, ‘1‘, ‘2‘, ‘3‘, ‘4‘, ‘5‘, ‘6‘, ‘7‘, ‘8‘, ‘9‘, ‘0‘, ‘1‘, ‘2‘, ‘3‘, ‘4‘, ‘5‘, ‘6‘, ‘7‘, ‘8‘, ‘9‘, ‘0‘, ‘1‘, ‘2‘, ‘3‘, ‘4‘, ‘5‘, ‘6‘, ‘7‘, ‘8‘, ‘9‘, ‘0‘, ‘1‘, ‘2‘, ‘3‘, ‘4‘, ‘5‘, ‘6‘, ‘7‘, ‘8‘, ‘9‘, ‘0‘, ‘1‘, ‘2‘, ‘3‘, ‘4‘, ‘5‘, ‘6‘, ‘7‘, ‘8‘, ‘9‘, } ;
getChars()分别对int型的高位的两个字节、低位的两个字节进行遍历。while部分的思想是，DigitOnes是代表个位，DigitTens代表十位，每次r可以迭代两位（r就是除以100的余数），每次找出两位数，这样有效的减少了乘除法的次数。至于移位运算，是为了提高运算速度，q*100 = q*(2^6) +q*(2^5) + q*(2^2) = 64q+32q+4q.
for循环部分，q得到i截断个位的值(q = i / 10 )。至于采用上述复杂的移位的目的是提高速度(>>>无符号右移)。q=i*(52429/216)/23≈≈i*0.1。因为这里要用i*52429>>>16更精确的表示乘以十分之八的作用，而高位的两个字节的数再乘会溢出，所以源码里进行了高位与低位用两种方式分开循环。
将String转为Int，相关的编程题参加剑指offer（56）：表示数值的字符串
public static int parseInt(String s) throws NumberFormatException { return parseInt(s,10); }
public static int parseInt(String s, int radix) throws NumberFormatException { /* * WARNING: This method may be invoked early during VM initialization * before IntegerCache is initialized. Care must be taken to not use * the valueOf method. */ if (s == null) { throw new NumberFormatException("null"); } if (radix < Character.MIN_RADIX) { throw new NumberFormatException("radix " + radix + " less than Character.MIN_RADIX"); } if (radix > Character.MAX_RADIX) { throw new NumberFormatException("radix " + radix + " greater than Character.MAX_RADIX"); } int result = 0; boolean negative = false; int i = 0, len = s.length(); int limit = -Integer.MAX_VALUE; int multmin; int digit; if (len > 0) { char firstChar = s.charAt(0); if (firstChar < ‘0‘) { // Possible leading "+" or "-" if (firstChar == ‘-‘) { negative = true; limit = Integer.MIN_VALUE; } else if (firstChar != ‘+‘) throw NumberFormatException.forInputString(s); if (len == 1) // Cannot have lone "+" or "-" throw NumberFormatException.forInputString(s); i++; } multmin = limit / radix; while (i < len) { // Accumulating negatively avoids surprises near MAX_VALUE digit = Character.digit(s.charAt(i++),radix); if (digit < 0) { throw NumberFormatException.forInputString(s); } if (result < multmin) { throw NumberFormatException.forInputString(s); } result *= radix; if (result < limit + digit) { throw NumberFormatException.forInputString(s); } result -= digit; } } else { throw NumberFormatException.forInputString(s); } return negative ? result : -result; }
源码中注意的几点：
转载自： https://blog.csdn.net/u011080472/article/details/51406198
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原文地址：https://www.cnblogs.com/rsty/p/9210964.html
