java中int转string与string转int的效率对比

时间：2023-02-26 08:35:13|栏目：JAVA代码|点击：次

int转string与string转int的效率对比

string转int，两种方法

Interger.parseInt(String)
Interger.valueOf(String).intValue()

第二种方法可以去看源码，实现了第一种方法。

注释大概就是这样的意思

/**
      *返回一个包含整数的对象
      *指定的{@ String String}的值。 这个说法是
      *被解释为表示一个有符号的十进制整数
      *就好像这个论据是给予{@link的
      * #parseInt（java.lang.String）}方法。 结果是一个
      表示整数值的整数对象
      *由字符串指定。
     *
      换句话说，这个方法返回一个{@code Integer}
      *对象等于以下值：
     *
      * <blockquote>
      * {@code new Integer（Integer.parseInt（s））}
      * </ blockquote>
     *
      * @param是要解析的字符串。
      * @返回一个保存值的{整数}对象
      *由字符串参数表示。
      * @exception NumberFormatException如果字符串不能被解析
      *作为一个整数。
     */

在valueOf()里面实现了parseInt()方法。时间对比第二种比第一种要快了很多。

 Integer.parseInt(str) : 21
 Integer.valueOf(str).intValue() : 14

int 转string一般用三种方法

第一种：number + ""
第二种：string.valueOf()
第三种：.toString()
先说第一种，简单粗暴。
第二种方法：底层使用的依旧是.toString()方法
第三种就是toString()

上代码。

int num = 888888;
 
        //(1)num + ""
        long start = System.currentTimeMillis();//得到开始运行时系统时间
        for(int i=0; i<100000; i++){
            String str = num + "";
        }
        long end = System.currentTimeMillis();//得到结束运行时系统时间
        System.out.println("num + \"\" : " + (end - start));
 
        //(2)String.valueOf(num)
        start = System.currentTimeMillis();
        for(int i=0; i<100000; i++){
            String str = String.valueOf(num);
        }
        end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("String.valueOf(num) : " + (end - start));
 
        //(3)Integer.toString(num)
        start = System.currentTimeMillis();
        for(int i=0; i<100000; i++){
            String str = Integer.toString(num);
        }
        end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("Integer.toString(num) : " + (end - start));

结果就是

num + "" : 82
String.valueOf(num) : 32
Integer.toString(num) : 9

经过多次的反复测试，toString()是最快的，num+""是最慢的，在使用String.valueOf()中源码是这样的。

public static String valueOf(Object obj) {
    return (obj == null) ? "null" : obj.toString();
}

也就是说在使用的时候，不用去判断所传的对象是否为null，但是尤其注意，如果传的为空，返回来的是一个为null的字符串而不是null值，这个地方需要谨记。

string转int问题分析

相信很多同学在面试时都遇到过这样一个问题，要求封装一个函数，将String类型转换为int类型。这个看似简单的问题其实隐藏着很多细节，要想真正封装好这个函数并不容易。面试官要考察的其实并不是算法本身的难度，这个问题的算法其实没有什么难度可言，主要要考察的是程序员写代码的仔细程度，考虑问题是否全面，也就是说，我们要尽可能的让代码具有鲁棒性。下面我们一步步的分析这个问题中隐藏的细节。

分析一波

首先我们不考虑任何的异常处理，假设函数的调用者传入的数据都是正确的，很容易就可以写出下面的代码：

    public int strToInt(String str) {
        int number = 0;
        for (int i=0; i<str.length(); i++) {
            number *= 10;
            number += (str.charAt(i) - '0');
        }
        return number;
    }

上面的代码将遍历字符串的每一位字符，并将其转换为对应的整数，然后将其一一融入到整形数据number中。

如果你给面试官提交的是这样一份代码，结果肯定不会满意。因为你没有考虑到程序的鲁棒性，我们封装的函数相当于API接口，是提供给所有开发者调用的，难免其他开发者不会传入一些奇怪的参数，而这段代码对异常参数没有做任何处理，一旦传入异常参数，程序将直接崩溃。下面我们一步步来完善这个函数，提高其鲁棒性。

1、针对传入的字符串为空对象或者字符串为空的字符串

    public int strToInt(String str) throws NumberFormatException{
        if (str == null || str.contentEquals("")) { // 如果传入的字符串为空对象或者传入的字符串为空字符串，则抛出异常
            throw new NumberFormatException("null or empty string"); // 这里直接利用java封装好的异常类，当然我们也可以自己封装异常类，面试官要考察的不是对异常类的封装，而是你要知道要处理异常情况
        }
        int number = 0;
        for (int i=0; i<str.length(); i++) {
            number *= 10;
            number += (str.charAt(i) - '0');
        }
        return number;
    }

首先我们字符串是否为空或者是否为空的字符串，如果是，则直接抛出异常，这里我们使用的是Java封装好的异常类NumberFormatException，当然我们也可以自己封装异常类，面试官要考察的不是对异常类的封装，而是你要知道要处理异常情况。

2、针对符号位的处理

这个我们最好提前问一下面试官，有没有可能传入的是负数，当为正数时，是否允许带符号位，如果是的话，我们就要针对符号位进行处理，负数的第一个字符是“-”，我们只要判断第一个字符是否为“-”就可以知道传入的是否为负数了，如果正数允许带符号位，那边第一个字符有可能是“+”，我们也要做对应的处理：

    public int strToInt(String str) throws NumberFormatException{
        if (str == null || str.contentEquals("")) { // 如果传入的字符串为空对象或者传入的字符串为空字符串，则抛出异常
            throw new NumberFormatException("null or empty string"); // 这里直接利用java封装好的异常类，当然我们也可以自己封装异常类，面试官要考察的不是对异常类的封装，而是你要知道要处理异常情况
        }
        boolean negative = false; // negative为true表示是负数，反之为正数
        int pos = 0;
        if (str.charAt(0) == '-') { // 如果为负数
            negative = true;
            pos++; // 调过第一位符号位
        } else if (str.charAt(0) == '+') {
            pos++; // 调过第一位符号位
        }
        int number = 0;
        while (pos < str.length()) {
            number *= 10;
            number += (str.charAt(pos) - '0');
            pos++;
        } 
        return negative ? -number : number; // 如果为负数则返回对应的负数
    }

3、针对错误字符的处理

函数的调用者可能会传入一下乱七八糟的字符串，比如“abc23123”，针对这种情况我们也要做对应的处理，应该给调用者抛出一个异常，告知其传入的字符串是非法字符串：

    public int strToInt(String str) throws NumberFormatException{
        if (str == null || str.contentEquals("")) { // 如果传入的字符串为空对象或者传入的字符串为空字符串，则抛出异常
            throw new NumberFormatException("null or empty string"); // 这里直接利用java封装好的异常类，当然我们也可以自己封装异常类，面试官要考察的不是对异常类的封装，而是你要知道要处理异常情况
        }
        boolean negative = false; // negative为true表示是负数，反之为正数
        int pos = 0;
        if (str.charAt(0) == '-') { // 如果为负数
            negative = true;
            pos++; // 调过第一位符号位
        } else if (str.charAt(0) == '+') {
            pos++; // 调过第一位符号位
        }
        int number = 0;
        while (pos < str.length()) {
            if (str.charAt(pos) >= '0' && str.charAt(pos) <= '9') { // 只有字符在'0'到'9'的范围内，才算正确的字符
                number *= 10;
                number += (str.charAt(pos) - '0');
                pos++; 
            } else {
                throw new NumberFormatException("invalid string"); // 当字符是其他字符时，抛出异常告知调用者传入的字符串错误
            }
        } 
        return negative ? -number : number; // 如果为负数则返回对应的负数
    }

4、针对整形数据超出范围的处理

调用者传入的字符串可能是一个很长的字符串，转换为整数可能超出了整数的存储范围，比如“12345678674324334”，在这种情况下，我们要抛出一个异常告知调用者传入的字符串超出了整形的范围：

    public int strToInt(String str) throws NumberFormatException{
        if (str == null || str.contentEquals("")) { // 如果传入的字符串为空对象或者传入的字符串为空字符串，则抛出异常
            throw new NumberFormatException("null or empty string"); // 这里直接利用java封装好的异常类，当然我们也可以自己封装异常类，面试官要考察的不是对异常类的封装，而是你要知道要处理异常情况
        }
        boolean negative = false; // negative为true表示是负数，反之为正数
        int pos = 0;
        if (str.charAt(0) == '-') { // 如果为负数
            negative = true;
            pos++; // 调过第一位符号位
        } else if (str.charAt(0) == '+') {
            pos++; // 调过第一位符号位
        }
        int limit = negative ? (-Integer.MIN_VALUE) : Integer.MAX_VALUE;
        int mult = limit / 10; // 记录最大数/10，让number和这个数比较，如果大于它，则number * 10肯定也就大于最大数
        int number = 0;
        while (pos < str.length()) {
            if (str.charAt(pos) >= '0' && str.charAt(pos) <= '9') { // 只有字符在'0'到'9'的范围内，才算正确的字符
                if (number > mult) {// 让number和mult比较，如果大于它，则number * 10肯定也就大于最大数
                    throw new NumberFormatException("input string beyond int size");
                }
                number *= 10;
                int digit = str.charAt(pos) - '0';
                if (number > limit - digit) { // 这里不能用number + digit > limit来判断，因为number + digit可能超出整数的存储范围，相加后的数可能是一个负数，但是limit - digit肯定不会超出
                    throw new NumberFormatException("input string beyond int size");
                } else {
                    number += digit;
                }
                pos++;
            } else {
                throw new NumberFormatException("invalid string"); // 当字符是其他字符时，抛出异常告知调用者传入的字符串错误
            }
        } 
        return negative ? -number : number; // 如果为负数则返回对应的负数
    }

上面的代码中，我们判断number是否会超出最大整数时首先是先让其(最大整数/10)的值比较，而不是让其乘以10与最大整数比较，这是因为number * 10如果超出了整数范围，则会造成数据溢出，其得到的值可能是一个负数，而（最大整数/10）的值是不会数据溢出的，这也是一个小细节。可能你以为这样这个函数就完美了，但是现在我要告诉你，上面的写法是错误的。

为什么呢？这要从整数的范围说起，整数的取值范围是（-2^31）至（2^31 - 1），从绝对值的角度看，最小负数相比于最大正数大1。所以上面代码中(-Integer.MIN_VALUE)会超出整形的范围，造成数据溢出，也就是说上面的代码对负数最小范围的限制的处理是错误的。那么怎么解决这个问题呢？

我们换个角度思考，最小负数的绝对值比最大正数的绝对值大1，那（-Integer.MAX_VALUE）的值肯定不会超出整数的范围，我们现在的程序是以正数的方式处理，如果反过来已负数的方式处理，问题不就解决了吗？修改代码如下：

    public int strToInt(String str) throws NumberFormatException{
        if (str == null || str.contentEquals("")) { // 如果传入的字符串为空对象或者传入的字符串为空字符串，则抛出异常
            throw new NumberFormatException("null or empty string"); // 这里直接利用java封装好的异常类，当然我们也可以自己封装异常类，面试官要考察的不是对异常类的封装，而是你要知道要处理异常情况
        }
        boolean negative = false; // negative为true表示是负数，反之为正数
        int pos = 0;
        if (str.charAt(0) == '-') { // 如果为负数
            negative = true;
            pos++; // 调过第一位符号位
        } else if (str.charAt(0) == '+') {
            pos++; // 调过第一位符号位
        }
        int limit = negative ? Integer.MIN_VALUE : (-Integer.MAX_VALUE);
        int mult = limit / 10;
        int number = 0;
        while (pos < str.length()) {
            if (str.charAt(pos) >= '0' && str.charAt(pos) <= '9') { // 只有字符在'0'到'9'的范围内，才算正确的字符
                if (number < mult) {
                    throw new NumberFormatException("input string beyond int size");
                }
                number *= 10;
                int digit = str.charAt(pos) - '0';
                if (number < limit + digit) {
                    throw new NumberFormatException("input string beyond int size");
                } else {
                    number -= digit;
                }
                pos++;
            } else {
                throw new NumberFormatException("invalid string"); // 当字符是其他字符时，抛出异常告知调用者传入的字符串错误
            }
        } 
        return negative ? number : -number;
    }

OK，现在我们把能够想到的异常情况处理了。再来考虑一个问题，为什么整形数据的范围是（-2^31）至（2^31 - 1），最小负数的绝对值比最大正数的绝对值要大1呢？

5、int数据范围的讨论

我们知道，一个int类型占四个字节，也就是32位，其中第一位是符号位，符号位为0表示正数，为1表示负数，其余31位表示数值。正常来说int类型的数据范围应该是(-2^31-1)到（2^31-1），为什么负数会多一位呢？

我们首先看一下Java代码中对Integer.MAX_VALUE和Integer.MIN_VALUE的定义：

    /**
     * A constant holding the minimum value an {@code int} can
     * have, -2<sup>31</sup>.
     */
    public static final int   MIN_VALUE = 0x80000000;
 
    /**
     * A constant holding the maximum value an {@code int} can
     * have, 2<sup>31</sup>-1.
     */
    public static final int   MAX_VALUE = 0x7fffffff;

原码、反码、补码

我们知道，在计算机中，数据都是以二进制的形式存储的，比如，数字10，其二进制形式就是1010。

一个字节有8位，每位可以存储一个01字符，byte类型占1个字节，也就是8位，其中，最高位是符号位，用来表示数值是正数还是负数，符号位为0表示正数，符号位为1表示负数。我们先来看一下原码、反码、补码的定义：

原码：符号位加上真值的绝对值，即用第一位表示符号，其余位表示值。
反码：正数的反码是其本身；负数的反码是在其原码的基础上，符号位不变，其余各个位取反。
补码：补码的表示方法是:正数的补码就是其本身；负数的补码是在其原码的基础上，符号位不变，其余各位取反，最后+1。 (即在反码的基础上+1)

正数的原码、反码、补码都是其本身；负数的反码是在其原码的基础上，符号位不变，其余个位取反，负数的补码是其反码的基础上+1。

举例说明（下面都以byte类型进行举例）：

数据	原码	反码	补码
10	00001010	00001010	00001010
-10	10001010	11110101	11110110

计算机中，数据都是以补码的形式存储的。为什么要以补码的形式存储呢？有两个原因：

1、如果数值以补码的形式保存，对一个数进行求补运算，可以得到其相反值

求补运算：将一个数（包括正数和负数）所有二进制位（包括符号位和数值位）取反，然后在最低位加上1。

为什么对一个数进行求补运算，可以得到其相反值呢？我们先来分析一下求补运算的定义，现将所有的二进制取反，然后+1，首先一个数和它所有位取反得到的数相加，其结果肯定是11111111，这是因为它们每一位都不一样，然后将结果+1，即11111111 + 1，结果是1 00000000，最高位的1已经溢出，换种方式说，如果以f(n)表示对n进行求补运算，那么对于任意的范围内的数，可以得到：

n + f(n) = 1 00000000

即

f(n) = 1 00000000 - n

而对于一个正数来说，对其进行求补运算其实得到的就是它的相反数的补码（负数的补码符号位保持不变，其他为全部取反再+1，因为正数和负数的符号位本来就不一样，所以对一个正数进行求补其实得到的就是它的相反数的补码）。

那么对于一个负数来说呢？对其进行求补运算是否能够得到其对应的正数的补码呢？

假设n>0，根据上面可知：

f(n) = 1 00000000 - n

对f(n)进行求补运算，有：

f(f(n)) = f(1 00000000 - n) = 1 00000000 - (1 00000000 - n) = n

其中，1 00000000 - n表示n对应负数的补码，对其进行求补运算得到的就是n，正数的补码就是其原码。

由上可知：如果数值以补码的形式保存，对一个数进行求补运算，可以得到其相反值，即：f(n) = -n

2、方便减法运算

如果数值以补码的方式存储，可以将减法变为加法，省去了减法器，通过上面的推导，如果数据以补码的方式存储，以f(n)表示对n进行求补运算，可以得到：

f(n) = -n

那么现在我们需要计算m - n，应该要怎么计算呢？如果以补码的方式存储，那么就有：

m - n = m + (-n) = m + f(n)

也就是说，减去一个数只需要加上对其进行求补运算后得到的值即可。

3、使用补码存储数据，可以对任意的两个数直接进行相加运算，不用考虑符号位

4、通过补码形式存储，规定10000000对应的负数的最小值，也就是-128。

由上面可知，如果是byte类型，数据范围应该为[-128,127]，最小负数要比最大正数多一位。

小结一下

我们在写代码时，不能仅仅注意代码的功能，还要考虑到代码的鲁棒性，比如参数的正确性、参数的范围以及异常情况的处理等等。只有这样，我们写出的程序才能更加健壮，这也是一个优秀开发者的基本素质。

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