Java Integer剖析

Java Integer剖析

获取String的整型值的方法

  • public Integer valueOf(String str) Java获取字符串的十进制Integer整型值
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public static Integer valueOf(String s) throws NumberFormatException {
return Integer.valueOf(parseInt(s, 10));
}

底层调用的是Integer.parseInt(String s, int radix),然后通过Integer.valueOf(int i)将parseInt返回的int值封装成Integer对象。

注意:Integer.valueOf(int i)中对需要封装成Integer的int值做了缓存,常用的Integer值,默认[-128~127]可直接通过缓存获取,否则新建Integer。这样也就导致了一个Integer的自动装箱的问题,后面谈到equals==时我们再来分析。

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public static Integer valueOf(int i) {
assert IntegerCache.high >= 127;
if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];//IntegerCache数组中存在,直接返回Integer 对象,否则创建新Integer对象
return new Integer(i);
}

当然这里的缓存int的最大值是可以设置的,通过java.lang.Integer.IntegerCache.high属性来设置。

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private static class IntegerCache {
static final int low = -128;
static final int high;
static final Integer cache[];
static {
// high value may be configured by property
int h = 127;
String integerCacheHighPropValue =
sun.misc.VM.getSavedProperty("java.lang.Integer.IntegerCache.high");
if (integerCacheHighPropValue != null) {
int i = parseInt(integerCacheHighPropValue);
i = Math.max(i, 127);//默认最小的max值是127
// Maximum array size is Integer.MAX_VALUE
h = Math.min(i, Integer.MAX_VALUE - (-low) -1);//确保cache数组的大小不超过Integer的最大限度
}
high = h;
cache = new Integer[(high - low) + 1];//创建缓存数组,给定大小
int j = low;
for(int k = 0; k < cache.length; k++)
cache[k] = new Integer(j++);//初始化缓存数组
}
private IntegerCache() {}
}
  • public int parseInt(String str) 解析String的int值,返回int型数值

parseInt(String str) ,底层调用int parseInt(String s, int radix), radix默认10

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public static int parseInt(String s) throws NumberFormatException {
return parseInt(s,10);
}

parseInt(String s, int radix)的实现如下。这个方法也是很著名的atoi(字符串转int),面试题里面出现的概率很高——想想如果让自己写代码来实现,能否写的出来?

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/**
*@param s 要转换成int的String字符串。parseInt只接收带‘+’,‘-’或纯数值(8进制,16进制,10进制),不自动判断进制数, 需要靠后面的radix来指定———区别于decode(String str)
*@param radix String字符串中的数字的进制数
*@return 转换后的十进制数
*/
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);//获取char的int值
if (digit < 0) {
throw NumberFormatException.forInputString(s);
}
if (result < multmin) {
throw NumberFormatException.forInputString(s);
}
result *= radix;//如传入String为“123”,radix为10.计算过程为i = ((-1*10 - 2)*10 - 3)*10
if (result < limit + digit) {
throw NumberFormatException.forInputString(s);
}
result -= digit;
}
} else {
throw NumberFormatException.forInputString(s);
}
return negative ? result : -result;
}

parseInt(String s,int radix)就是求int radix进制数String sradix进制数是多少。

  • Integer decode(String nm) decode方法可以接收带有’0x’, ‘0X’, ‘#’(16进制),‘0’(8进制)前缀的字符串,自动判断进制数,底层调用的Integer.valueOf(String str, int radix)——>Integer.parseInt(String str, int radix)

decode(String str)相对于parseInt(String str, int radix)多了自动判断进制数的功能,且返回值是Integer对象。

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public static Integer decode(String nm) throws NumberFormatException {
int radix = 10;
int index = 0;
boolean negative = false;
Integer result;
if (nm.length() == 0)
throw new NumberFormatException("Zero length string");
char firstChar = nm.charAt(0);
// Handle sign, if present
if (firstChar == '-') {
negative = true;
index++;
} else if (firstChar == '+')
index++;
// Handle radix specifier, if present
if (nm.startsWith("0x", index) || nm.startsWith("0X", index)) {
index += 2;
radix = 16;
}
else if (nm.startsWith("#", index)) {
index ++;
radix = 16;
}
else if (nm.startsWith("0", index) && nm.length() > 1 + index) {
index ++;
radix = 8;
}
if (nm.startsWith("-", index) || nm.startsWith("+", index))
throw new NumberFormatException("Sign character in wrong position");
try {
result = Integer.valueOf(nm.substring(index), radix);//底层调用valueOf(String str, int radix) --> parseInt(String str, int radix)
result = negative ? Integer.valueOf(-result.intValue()) : result;
} catch (NumberFormatException e) {
// If number is Integer.MIN_VALUE, we'll end up here. The next line
// handles this case, and causes any genuine format error to be
// rethrown.
String constant = negative ? ("-" + nm.substring(index))
: nm.substring(index);
result = Integer.valueOf(constant, radix);
}
return result;
}
  • Integer.getInteger(String str, Integer val); 此方法用于获取系统属性的Integer值
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/**
* 如果需要获取系统的属性值的话,推荐使用getInteger(String nm, Integer val),可以省去一层调用和一个判断
*/
public static Integer getInteger(String nm, int val) {
Integer result = getInteger(nm, null);
return (result == null) ? Integer.valueOf(val) : result;
}
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/**
*@param nm 系统属性的名字,如"java.lang.Integer.IntegerCache.high"
*@param val 获取系统属性失败的情况下的默认值
*@return 属性对应的Integer值
*/
public static Integer getInteger(String nm, Integer val) {
String v = null;
try {
v = System.getProperty(nm);
} catch (IllegalArgumentException e) {
} catch (NullPointerException e) {
}
if (v != null) {
try {
return Integer.decode(v);//底层调用的decode,把str解析成对应的十进制Integer
} catch (NumberFormatException e) {
}
}
return val;
}

总结

Atoi使用推荐 返回值Integer 返回值int
str是十进制 valueOf(String str) parseInt(String str)
str非十进制 decode(String str)(需解析radix) |valueOf(String str, int radix)(不需要解析radix) parseInt(String str, int radix)(str不能带radix标识,但可以带‘+’、‘-’号)

Integer中的其它方法

  • compareTo(Integer anotherInteger) 比较两个Integer数值的大小
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/**
* @param 要比较的另一个Integer
* @return 相等返回0,小于anotherInteger返回-1,大于anotherInteger返回1
*/
public int compareTo(Integer anotherInteger) {
return compare(this.value, anotherInteger.value);
}

底层使用的方法

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public static int compare(int x, int y) {
return (x < y) ? -1 : ((x == y) ? 0 : 1);
}
  • Integer中的equals方法
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public boolean equals(Object obj) {
if (obj instanceof Integer) {
return value == ((Integer)obj).intValue();
}
return false;
}

关于equals(Object obj)==,自动装箱的坑

前两天看到一个面试题,大体就是下面这样的代码:

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public class Test {
public static void main(String[] args) throws Exception {
Integer i1 = 10, i2 = 10, i3 = 128, i4 = 128;
System.out.println(i1 == i2);
System.out.println(i1.equals(i2));
System.out.println(i3 == i4);
System.out.println(i3.equals(i4));
}
}

看这一段代码,我第一反应就是

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true
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true

结果实际执行效果是

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true

仔细研究了一下,发现JVM在自动拆装箱的时候会调用valueOf()方法,让我们来看一下Integer的valueOf()方法:

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public static Integer valueOf(int i) {
if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
return new Integer(i);
}

注释里写明了Integer会缓存[-128, 127]之间的值,结合代码也可以看出如果Integer对象携带的整形如果是[128, 127]之间则直接返回这个Integer,否则新建一个Integer。

这个坑就显而易见了, Java中==比较的是地址,两个不同的对象地址显然不一样,所以会有上面令我匪夷所思的结果。  这坑让我意识到即使Java里有自动拆装箱, 也不能依赖这个特性,否则就是深渊呐,对象还是老老实实的用equals(T)比较吧

  • toString()方法
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public static String toString(int i) {
if (i == Integer.MIN_VALUE)
return "-2147483648";
int size = (i < 0) ? stringSize(-i) + 1 : stringSize(i);
char[] buf = new char[size];
getChars(i, size, buf);
return new String(buf, true);
}

相关的方法实现

  • [ ] stringSize(int x); 返回正整数x的位数
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final static int [] sizeTable = { 9, 99, 999, 9999, 99999, 999999, 9999999,
99999999, 999999999, Integer.MAX_VALUE };
// Requires positive x, 返回正整数x的位数
static int stringSize(int x) {
for (int i=0; ; i++)
if (x <= sizeTable[i])
return i+1;
}
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static void getChars(int i, int index, char[] buf) {
int q, r;
int charPos = index;
char sign = 0;
if (i < 0) {
sign = '-';
i = -i;
}
// 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];
buf [--charPos] = DigitTens[r];
}
// Fall thru to fast mode for smaller numbers
// assert(i <= 65536, i);
for (;;) {
q = (i * 52429) >>> (16+3);
r = i - ((q << 3) + (q << 1)); // r = i-(q*10) ...
buf [--charPos] = digits [r];
i = q;
if (i == 0) break;
}
if (sign != 0) {
buf [--charPos] = sign;
}
}
  • int signum(int i); 判断i的值是否大于0,如果i是正数,返回1;i等于0,返回0;i为负数,返回-1.
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public static int signum(int i) {
// HD, Section 2-7
return (i >> 31) | (-i >>> 31);
}

Integer高级方法总结

  • //highestOneBit。保留最高位的1,同时将低位全部清零

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System.out.println(Integer.highestOneBit(1023));
System.out.println("lowest one bit: " + Integer.lowestOneBit(12));

  • //numberOfLeadingZeros。返回最高位的1之前0的个数。例如:1101000即104返回32-7=25
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System.out.println("number of leading zeros: " + Integer.numberOfLeadingZeros(104));//25
System.out.println("number of leading zeros: " + Integer.numberOfLeadingZeros(2));//30
  • //numberOfTrailingZeros。返回最低位的1之后0的个数。例如:1101000即104返回3

System.out.println("number of trailing zeros: " + Integer.numberOfTrailingZeros(104));//3

  • //reverse。反转二进制补码中位的顺序。即将第32位的值与第1位的值互换,第31位的值与第2位的值互换,等等,依次
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System.out.println("reverse: " + Integer.toBinaryString(Integer.reverse(7)));//得11100000000,即最低位的三个一跑到最高位去了
System.out.println("reverse: " + Integer.toBinaryString(Integer.reverse(13)));//得到101100000
  • //reverseBytes:将第一个字节与第四个字节的位置互换,第二个字节与第三个字节位置互换

System.out.println("reverse bytes: " + Integer.toHexString(Integer.reverseBytes(0x4835)));//打印35480000

  • //rotateLeft。将i左移distance,如果distance为负,则右移-distance
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System.out.println("rotate left: " + Integer.rotateLeft(7, 2));//打印28
System.out.println("rotate left: " + Integer.rotateLeft(28, -2));//实际为向右移2,打印7
  • //rotateRight。将i无符号右移distance,如果distance为负,则左移-distance。负的肯定会移成正的。

System.out.println("rotate left: " + Integer.rotateRight(-7, 2));//打印28

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