JAVA類Integer
- 2019 年 12 月 15 日
- 筆記
今天帶來的是Integer，想必大家都不會陌生，下面會大家從屬性、內部類、好玩的幾個方法入手，來簡單解析下Integer這個類。
屬性：
代表Integer邊界的最大值MAX_VALUE和最小值MIN_VALUE
MIN_VALUE = 0x80000000 MAX_VALUE = 0x7fffffff 眾所周知數值在電腦中以補碼形式存儲： MIN_VALUE: 補碼：1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 反碼：1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 = 補碼 - 1 (最高位是符號位不能變哦) 原碼：1000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 = -2^31 MAX_VALUE: 源碼 = 反碼 = 補碼 ：0111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 = 2^31 - 1 不太熟悉的小夥伴可能有點好奇： MIN_VALUE -2^31 MAX_VALUE 2^31 - 1 這倆個怎麼相差1呢？是這樣的，當把符號位加入後為零的情況就出現了倆種 一種是 +0 一種是 -0，所以不能浪費啊，仔細看上面-2^31其實就是-0啦，是不是很巧妙！
VALUE 存儲Integer的數值
SIZE 存儲Integer是多少位（32位）
BYTES 就是說一個int是多少位元組（8 * 4）4位元組
上圖中屬性里還有一些char的數組，主要是用來方便後面方法的快速計算這裡就不一一介紹，後面會給出幾個例子。
內部類：
IntegerCache：相信很多小夥伴從名字就能看出，這是個快取，那麼Integer為什麼要這個快取能？這個快取的作用是什麼呢？下面進行簡單的介紹。
IntegerCache: 三個屬性： int low = -128; int high; // 可從外部傳入 默認是127 Integer cache[]; 然後有個靜態程式碼塊，在類載入的時候運行： static { // high value may be configured by property int h = 127; // 外部配置high，未配置默認127（上面的h） String integerCacheHighPropValue = sun.misc.VM.getSavedProperty("java.lang.Integer.IntegerCache.high"); if (integerCacheHighPropValue != null) { try { int i = parseInt(integerCacheHighPropValue); i = Math.max(i, 127); // 加上128個負數 最大不能超過Integer能表示的最大值 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; } 由程式碼來看負數的範圍好像只能到-128 既然有快取那麼經典的例子就出現啦： 採用默認的high大小： Integer i1 = 127; Integer i2 = 127; Integer i3 = 128; Integer i4 = 128; // 取快取了 System.out.println(i1 == i2);// true // 沒得快取取 System.out.println(i3 == i4);// false
下面就開始介紹一些好玩的方法啦：
valueOf()
// 返回數值i包裝類型 publicstatic Integer valueOf(int i) { // 判斷範圍看是否能從快取里拿 if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high) return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)]; // 快取里沒有的話直接建對象 return new Integer(i); } 由此可見以下程式碼也成立： Integer i1 = Integer.valueOf(127); Integer i2 = Integer.valueOf(127); Integer i3 = Integer.valueOf(128); Integer i4 = Integer.valueOf(128); // 取快取了 System.out.println(i1 == i2);// true // 沒得快取取 System.out.println(i3 == i4);// false 請注意：下面這樣的肯定不行 Integer i1 = new Integer(127); Integer i2 = new Integer(127); i1 == i2 // false 很明顯是在new對象嘛，所以肯定是false咯！
getChars()
// 將int數字轉換放進一個字元數組 static void getChars(int i, int index, char[] buf) { int q, r; int charPos = index; char sign = 0; // 如果是負數則轉成正數 方便運算 if (i < 0) { sign = '-'; i = -i; } // 為什麼這裡要區分大於65536的呢？ // 相對於除法運算電腦更喜歡乘法運算，當然如果能用加法最好不用乘除，影響性能，那用乘除法和這裡區分 // i的大小明顯沒啥關係啊，咋一看好像沒什麼關係，我們注意到在while循環里用的是除法i/100，前面提到 // 電腦更加喜歡性能高的乘法，所以這裡把i分塊是為了讓後面的i做乘法運算。那問題來了，為什麼不直接 // 做乘法運算呢？仔細看程式碼，發現這裡用的是 i - 10*(i/10)由於i是int類型會拋棄餘數，這樣減法得出i的個位數，從而換成char字元， // 當然當i>=65536的時候是進行倆位一起轉換 // // Generate two digits per iteration while (i >= 65536) { // 每次處理倆個字元 q = i / 100; // really: r = i - (q * 100); r = i - ((q << 6) + (q << 5) + (q << 2)); i = q; // 這裡看了DigitOnes和DigitTen數組你就會豁然開朗了下面貼出來 buf [--charPos] = DigitOnes[r]; buf [--charPos] = DigitTens[r]; } // Fall thru to fast mode for smaller numbers // assert(i <= 65536, i); for (;;) { // 這裡是做乘法運算2的19次方是52488 這裡相當於i * 52429/524288 這樣相當於i/10這個操作了 // 這裡們其實可以找出很多對 如 104858/1048576(2的10次方) 209716/2097152(2的21次方)而且這些式子得出結果的精度也差不多， // 那麼現在就要考慮i的問題，前面已經說了電腦對乘法運算更加喜愛，所以這裡我們儘可能的讓i大，所以我們要儘可能的把與i相乘 // 的這個數（52429）縮小，但是精度要高一點，不然會有誤差。 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; } } // 上面出現了這倆行程式碼： buf [--charPos] = DigitOnes[r]; buf [--charPos] = DigitTens[r]; 舉個例子比如： buf [--charPos] = DigitOnes[67]; buf [--charPos] = DigitTens[67]; 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', } ; 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', } ; 有沒有被驚艷到啊？
stringSize()
// 求十進位表示幾位數 static int stringSize(int x) { for (int i=0; ; i++) if (x <= sizeTable[i]) return i+1; } final static int [] sizeTable = { 9, 99, 999, 9999, 99999, 999999, 9999999, 99999999, 999999999, Integer.MAX_VALUE };
highestOneBit()
// 取最高位的1其他全取0 如 14 = 1110 = 8+4+2=14 // highestOneBit(14) 會返回8 1000 因為只要最高位的1其他全0 public static int highestOneBit(int i) { // HD, Figure 3-1 i |= (i >> 1); i |= (i >> 2); i |= (i >> 4); i |= (i >> 8); i |= (i >> 16); //上面這段程式碼就是將你最高位的1往所有低位複製 //如 100000 運行完就是111111 // 11111 - 01111 return i - (i >>> 1); } 類似的程式碼在HashMap里有個tableSizeFor(int cap)方法用來找 最接近cap且大於cap的2的冪的數值 如 cap = 11 返回 16 2^4 cap = 24 返回 32 2^5
和上面這個方法一對的
lowerOneBit()
public static int lowestOneBit(int i) { // HD, Section 2-1 return i & -i; } 6 & -6 = 2 int有32位 前面的0自行腦補哈！ 6 = 0000...110 -6 = 1111...010 // 電腦存的是補碼哈 &一下就是 0000....10 = 2 這就取到最低位的1 其他位全置零
numberOfLeadingZeros()
// 求一個數二進位的表示 前面有多少零 public static int numberOfLeadingZeros(int i) { // HD, Figure 5-6 if (i == 0) return 32; int n = 1; // 前16位為零的話 就剔除這16個 if (i >>> 16 == 0) { n += 16; i <<= 16; } // 前8位為零的話 就剔除這8個 if (i >>> 24 == 0) { n += 8; i <<= 8; } // 前4位為零的話 就剔除這4個 if (i >>> 28 == 0) { n += 4; i <<= 4; } // 前2位為零的話 就剔除這2個 if (i >>> 30 == 0) { n += 2; i <<= 2; } // 最後一個 n -= i >>> 31; return n; }
最後留個作業：求一個數的二進位表示中1的個數，方法在下面給出了：
public static int bitCount(int i) { // HD, Figure 5-2 i = i - ((i >>> 1) & 0x55555555); i = (i & 0x33333333) + ((i >>> 2) & 0x33333333); i = (i + (i >>> 4)) & 0x0f0f0f0f; i = i + (i >>> 8); i = i + (i >>> 16); return i & 0x3f; }
