Java開發筆記（三十五）字符串格式化

前面介紹了字符串變量的四種賦值方式，對於簡單的賦值來講徹底夠用了，即使是兩個字符串拼接，也只需經過加號把兩個目標串連起來便可。但對於複雜的賦值來講就麻煩了，假設如今須要拼接一個很長的字符串，字符串內部包含了各類類型的變量，有整型，有雙精度型，有布爾型，有字符型，中間還夾雜着一些起粘合做用的子串，如此一來只能使勁地填寫加號，把各類變量努力加加加加上去，就像有時打印日誌調用System.out.println就很是痛苦，加號多到讓你眼花繚亂。
爲了避免讓加號如此橫行霸道，String類型從Java5開始，額外提供了format方法對填入字符串的各類變量進行格式化。具體地說，是在一個模板字符串中填寫相似「%s」、「%d」、「%f」這樣的記號先佔幾個位置，而後給format方法的輸入參數分別指定對應位置的變量名稱，表示這些變量值依次替換模板中的「%s」、「%d」、「%f」等等記號。以上模板串用到的佔位記號也叫作格式轉換符，分別說明以下：
%s : 這是字符串的佔位記號，可原樣展現字符串如"Hello"。
%c : 這是字符的佔位記號，可原樣展現字符如'A'。
%b : 這是布爾值的佔位記號，可原樣展現true或者false。
%d : 這是十進制整數（含字節型、短整型、整型、長整型）的佔位記號，可原樣展現十進制數如255。
%o : 這是八進制整數的佔位記號，填寫十進制數，格式化後會轉換成八進制數。例如，輸入整數255會輸出八進制數377。
%x : 這是十六進制整數的佔位記號，填寫十進制數，格式化後會轉換成十六進制數。例如，輸入整數255會輸出十六進制數ff。
%f : 這是浮點數的佔位記號，格式化後會轉換成七位小數（整數部分與小數部分加起來）。
下面是利用format方法格式化單個變量值與多個變量值的代碼例子：

		// 往字符串填入另外一個字符串
		String fromString = String.format("格式化子串的字符串：%s", "Hello");
		System.out.println("fromString="+fromString);
		// 往字符串填入字符
		String fromChar = String.format("格式化字符的字符串：%s", 'A');
		System.out.println("fromChar="+fromChar);
		// 往字符串填入布爾值
		String fromBoolean = String.format("格式化布爾值的字符串：%b", false);
		System.out.println("fromBoolean="+fromBoolean);
		// 往字符串填入十進制整數
		String fromInt = String.format("格式化整型數的字符串：%d", 255);
		System.out.println("fromInt="+fromInt);
		// 往字符串填入十六進制數
		String fromOct = String.format("格式化十六進制數的字符串：%o", 255);
		System.out.println("fromOct="+fromOct);
		// 往字符串填入八進制數
		String fromHex = String.format("格式化八進制數的字符串：%x", 255);
		System.out.println("fromHex="+fromHex);
		// 往字符串填入浮點數
		String fromFloat = String.format("格式化浮點數的字符串：%f", 3.14);
		System.out.println("fromFloat="+fromFloat);
		// 格式化字符串的時候，同時填充多個變量
		String manyVariable = String.format("如下字符串包括了多個變量值：%s，%c，%b，%d，%o，%x，%f",
				"Hello", 'A', false, 255, 255, 255, 3.14);
		System.out.println("manyVariable="+manyVariable);

 

觀察上面的代碼，可見大部分的基本類型都支持格式化，除了雙精度型。若是雙精度數的精度恰好在浮點數範圍以內，還能借助標記%f來格式化，要是雙精度數超過了浮點數的精度，還能使用%f格式化嗎？接下來經過如下的測試代碼，看看3.1415926這個雙精度數會被%f格式化成什麼樣子：

		// 注意，雙精度數如果經過%f格式化雙精度數，則會強制轉成浮點數
		String fromDouble = String.format("雙精度數格式化後丟失精度的字符串：%f", 3.1415926);
		System.out.println("fromDouble="+fromDouble);

 

運行以上的測試代碼，打印的日誌結果以下所示：

fromDouble=雙精度數格式化後丟失精度的字符串：3.141593

 

可見使用%f格式化雙精度數，超出範圍的小數部分被強行四捨五入了，於是%f並不適合用於直接格式化雙精度型。若想讓雙精度數在格式化時不損失精度，須要程序員指定小數點後面的保留位數，好比%.8f表示格式化時保留八位小數部分，f前面的數字越大表明保留的位數越多，雙精度數的數值精度就越高。利用%.8f改寫以前的雙精度數格式化代碼，改寫後的演示代碼以下：

		// 所以，格式化雙精度數之時，須要指定小數點後面的保留位數
		String fromDecimal = String.format("格式化雙精度數的字符串：%.8f", 3.1415926);
		System.out.println("fromDecimal="+fromDecimal);

 

運行如上的演示代碼，程序運行結果以下所示：

fromDecimal=格式化雙精度數的字符串：3.14159260

 

從日誌信息可見，此時雙精度數的小數部分得以完整地保存了下來。

所謂的格式化，不僅僅是按照標記填寫具體數值，還要求字符串格式整齊劃一。譬如統計世界各國人口，列表中的各國人口數值應當右對齊，這樣誰多誰少方能一目瞭然。既然要求支持對齊，那麼得先明確該列數字的最大位數，以後才能在位數範圍內選擇左對齊仍是右對齊。整數部分最大位數的標記方式與小數部分的保留位數相似，惟一的區別是整數位數的標記不加點號，而小數位數的標記要加點號，例如%8d表示待格式化的整數將佔據八個字符空間，而且默認右對齊、左補空格。假若要求左對齊，則格式化標記需添加符號，像%-8d表示待格式化的整數在八位空間內左對齊，而且右補空格。有時候數字表明一串編碼，即便未達到最大位數也得在左邊補0，此時格式化標記要在位數前面補充0，表明空出來的位置填0而不是填空格，如標記%08d表示待格式化的整數要求右對齊、左補0。下面是對整數位數進行各類格式化的代碼例子：

		// 對整數分配固定長度，該整數默認右對齊、左補空格
		String fromLenth = String.format("格式化固定長度（默認右對齊）的整數字符串：(%8d)", 255);
		System.out.println("fromLenth="+fromLenth);
		// 對整數分配固定長度，且該整數左對齊、右補空格
		String fromLeft = String.format("格式化固定長度且左對齊的整數字符串：(%-8d)", 255);
		System.out.println("fromLeft="+fromLeft);
		// 對整數分配固定長度，該整數默認右對齊、左補0
		String fromZero = String.format("格式化固定長度且左補0的整數字符串：(%08d)", 255);
		System.out.println("fromZero="+fromZero);

 

運行上述的格式化代碼，獲得下列的日誌打印結果：

fromLenth=格式化固定長度（默認右對齊）的整數字符串：(     255)
fromLeft=格式化固定長度且左對齊的整數字符串：(255     )
fromZero=格式化固定長度且左補0的整數字符串：(00000255)

 

因而可知，格式化後的數字既實現了右對齊，也實現了左對齊，還支持在空位補0。

一旦格式化用得多了，便會出現某個變量須要屢次填入的狀況，好比說「重要的事情說三遍」，後面的句子就得輸入三次，像如下代碼所示的那樣，「別遲到」三字反覆寫了三次：

		// 字符串格式化的時候，可能出現某個變量被屢次填入的狀況
		String fromRepeat1 = String.format("重要的事情說三遍：%s，%s，%s", "別遲到", "別遲到", "別遲到");
		System.out.println("fromRepeat1="+fromRepeat1);

 

這種作法無疑很是拖沓，不但寫起來費勁，看起來也費神。爲此格式化又設計了形如「%n$s」的標記，其中n表示當前標記取的是第幾個參數值，尾巴的s就是普通的格式化標記，中間的美圓符號$把二者隔開。例如標記%1$s表示當前要取第一個參數，且該參數類型爲字符串，因而前述的「重要的事情說三遍」便可簡化爲如下代碼：

		// 重複填入某個變量值，可利用「%數字$」的形式，其中「數字$」表示這裏取後面的第幾個變量值
		String fromRepeat2 = String.format("重要的事情說三遍：%1$s，%1$s，%1$s", "別遲到");
		System.out.println("fromRepeat2="+fromRepeat2);

　　

如今有個比較常見的業務要求，金額數字一般都要保留小數點後面兩位，像餘額寶的每日收益就精確到小數點後兩位的單位分。此時採起標記%.2f便可實現要求，可是餘額寶內部對帳可不能僅僅保留兩位小數，通常至少保留小數點後三位的單位釐，那麼對帳用的格式化標記就變成了%.3f。這樣有的場合要求更高精度，有的場合精度要求不高，意味着標記%.nf中間的n值是隨時變化着的。若要處理變化的輸入數值，必須經過方法實現相關功能，也就是須要設計一個新方法，該方法的輸入參數包括待格式化的數字，以及須要保留的小數位數，方法的返回值爲截取指定小數位的字符串。
對於雙精度數字來講，此時要先根據小數位數構建一個形如%.nf的格式化標記串，再依據該標記格式化最終的數值字符串。因爲百分號%是格式化的保留字符，所以要用兩個百分號%%來表達一個百分符號%，因而雙精度數的小數位數格式化代碼書寫以下：

	// 對雙精度類型的變量截取小數位，多餘部分的數字默認四捨五入
	public static String formatWithDouble(double value, int digit) {
		// 先根據小數位數構建格式化標記串。兩個百分號%%可轉義爲一個百分符號%
		String format = String.format("%%.%df", digit);
		// 再依據該標記對具體數字進行字符串格式化
		String result = String.format(format, value);
		return result;
	}

 

對於大小數類型而言，BigDecimal提供了專門的setScale方法，該方法不但容許指定截取的小數位，還支持設置特定的舍入規則，固然一般狀況使用RoundingMode.HALF_UP表明四捨五入便可。下面即是截取大小數的方法代碼例子：

	// 對大小數類型的變量截取小數位，可指定多餘部分數字的舍入規則
	public static String formatWithBigDecimal(BigDecimal value, int digit) {
		// 大小數類型的setScale方法須要指定明確的舍入規則，其中HALF_UP表示四捨五入
		BigDecimal result = value.setScale(digit, RoundingMode.HALF_UP);
		return result.toString();
	}

 

接下來外部分別調用上面的雙精度數格式化方法formatWithDouble，以及大小數格式化方法formatWithBigDecimal，具體的測試調用代碼以下所示：

		double normalDecimal = 19.895;
		// 保留雙精度數的小數點後面兩位
		String normalResult = formatWithDouble(normalDecimal, 2);
		System.out.println("normalResult="+normalResult);
		BigDecimal bigDecimal = new BigDecimal("123456789012345678.901");
		// 保留大小數的小數點後面兩位
		String bigResult = formatWithBigDecimal(bigDecimal, 2);
		System.out.println("bigResult="+bigResult);

 

運行上述的精度格式化代碼，輸出如下的日誌打印信息：

normalResult=19.90
bigResult=123456789012345678.90

 

可見不論是雙精度格式化，仍是大小數格式化，都實現了四捨五入保留兩位小數的目標。


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