[Java源碼]Integer
此次咱們來看看Integer的源代碼，基於 jdk1.8.0_181.jdk 版本，若有錯誤，歡迎聯繫指出。java
類定義
public final class Integer extends Number implements Comparable<Integer> 複製代碼
帶有final標識，也就是說不可繼承的。另外繼承了Number類，而Number類實現了Serializable接口，因此Integer也是能夠序列化的；實現了Comparable接口。git
屬性
@Native public static final int MIN_VALUE = 0x80000000;
@Native public static final int MAX_VALUE = 0x7fffffff;
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MIN_VALUE表示了Integer最小值，對應爲-2^31MAX_VALUE表示了Integer最大值，對應爲2^31 - 1
這裏的兩個常量都帶有@Native註解，表示這兩個常量值字段能夠被native代碼引用。當native代碼和Java代碼都須要維護相同的變量時，若是Java代碼使用了@Native標記常量字段時，編譯時能夠生成對應的native代碼的頭文件。算法
@Native public static final int SIZE = 32;
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表示了Integer的bit數，32位。也使用了@Native註解，這裏有個比較有意思的問題，Why is the SIZE constant only @Native for Integer and Long? 能夠進行深刻閱讀了解。segmentfault
public static final int BYTES = SIZE / Byte.SIZE;
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表示了Integer的字節數，計算值固定爲4數組
@SuppressWarnings("unchecked")
public static final Class<Integer> TYPE = (Class<Integer>) Class.getPrimitiveClass("int");
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獲取類信息，Integer.TYPE == int.class，二者是等價的。緩存
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'
};
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表明了全部可能字符。由於容許二進制至36進制，全部必須有36個字符表明全部可能狀況。less
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',
} ;
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定義了兩個數組，DigitTens存放了0~99之間的數字的十位數字符；DigitOnes存放了0~99之間的數字的個位數字符。dom
final static int [] sizeTable = { 9, 99, 999, 9999, 99999, 999999, 9999999,
99999999, 999999999, Integer.MAX_VALUE };
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數組，存放了範圍各位數整數的最大值。ide
private final int value;
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Integer是int的包裝類，這裏就是存放了int類型對應的數據值信息post
@Native private static final long serialVersionUID = 1360826667806852920L;
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內部類
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) {
try {
int i = parseInt(integerCacheHighPropValue);
i = Math.max(i, 127);
// Maximum array size is 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() {}
}
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IntegerCache是Integer的靜態內部類，內部定義了一個數組，用於緩存經常使用的數值範圍，避免後續使用時從新實例化，提高性能。其默認緩存的範圍是-128～127，咱們能夠經過-XX:AutoBoxCacheMax=<size>選項自行配置緩存最大值，可是必需要大於等於127。
方法
構造方法
public Integer(int value) {
this.value = value;
}
public Integer(String s) throws NumberFormatException {
this.value = parseInt(s, 10);
}
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存在兩個構造方法，一個參數爲int類型，一個爲String類型；參數爲String對象時，內部調用了parseInt方法使用十進制進行處理。
parseInt 方法
public static int parseInt(String s) throws NumberFormatException {
return parseInt(s,10);
}
public static int parseInt(String s, int radix) throws NumberFormatException {
/* * 注意：這個方法在VM初始化時可能會早於 IntegerCache 的初始化過程，因此值得注意的是不要使用 valueOf 方法 */
// 判斷空值
if (s == null) {
throw new NumberFormatException("null");
}
// Character.MIN_RADIX = 2
// 判斷最小進制
if (radix < Character.MIN_RADIX) {
throw new NumberFormatException("radix " + radix +
" less than Character.MIN_RADIX");
}
// Character.MAX_RADIX = 36
// 判斷最大進制
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') { // 第一個字符多是"+" or "-"
if (firstChar == '-') {
negative = true;
limit = Integer.MIN_VALUE;
} else if (firstChar != '+')
throw NumberFormatException.forInputString(s);
if (len == 1) // 不能單獨只存在 "+" or "-"
throw NumberFormatException.forInputString(s);
i++;
}
multmin = limit / radix;
while (i < len) {
// Character.digit 返回對應字符對應進制的數字值，若是輸入進制不在範圍內或者字符無效，返回-1
digit = Character.digit(s.charAt(i++),radix);
if (digit < 0) {
throw NumberFormatException.forInputString(s);
}
// 判斷結果是否溢出
if (result < multmin) {
throw NumberFormatException.forInputString(s);
}
result *= radix;
// 判斷增長當前位後的計算結果是否溢出
if (result < limit + digit) {
throw NumberFormatException.forInputString(s);
}
// 採用了負數的形式存放結果
result -= digit;
}
} else {
throw NumberFormatException.forInputString(s);
}
return negative ? result : -result;
}
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存在兩個parseInt方法，第一個內部調用了第二個方法實現，因此具體來看看第二個方法的實現。相關的代碼已經增長了註釋，不重複介紹了。這裏存在一個比較有意思的地方，代碼邏輯上經過計算負數，而後結果判斷符號位的邏輯進行運算，這樣子能夠避免正負邏輯分開處理。另外具體不採用正數邏輯應該是Integer.MIN_VALUE轉換成正數時會產生溢出，須要單獨處理。
parseUnsignedInt 方法
public static int parseUnsignedInt(String s) throws NumberFormatException {
return parseUnsignedInt(s, 10);
}
public static int parseUnsignedInt(String s, int radix) throws NumberFormatException {
// null空值判斷
if (s == null) {
throw new NumberFormatException("null");
}
int len = s.length();
if (len > 0) {
char firstChar = s.charAt(0);
// 判斷第一個字符，無符號字符串處理，出現了非法符號‘-’
if (firstChar == '-') {
throw new
NumberFormatException(String.format("Illegal leading minus sign " +
"on unsigned string %s.", s));
} else {
if (len <= 5 || // Integer.MAX_VALUE以36進制形式表示爲6位字符
(radix == 10 && len <= 9) ) { // Integer.MAX_VALUE以十進制表示爲10位字符
// 這個範圍內，徹底確保在int的數值範圍
return parseInt(s, radix);
} else {
long ell = Long.parseLong(s, radix);
// 判斷是否是超過32bit的範圍
if ((ell & 0xffff_ffff_0000_0000L) == 0) {
return (int) ell;
} else {
throw new
NumberFormatException(String.format("String value %s exceeds " +
"range of unsigned int.", s));
}
}
}
} else {
throw NumberFormatException.forInputString(s);
}
}
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存在兩個parseUnsignedInt方法，第一個方法內部調用了第二個方法實現。咱們來看看第二個方法，首先判斷字符串是否符合格式要求；而後判斷範圍，在int範圍內的使用parseInt處理，不然使用Long.parseLong處理，再強制轉成int數據類型返回對應結果。
getChars 方法
static void getChars(int i, int index, char[] buf) {
int q, r;
int charPos = index;
char sign = 0;
// 不支持Integer.MIN_VALUE，轉換成正數時會產生溢出
if (i < 0) {
sign = '-';
i = -i;
}
// 每次循環，處理兩位數字
// 從低位開始，因此索引是在向前走，從後往前
while (i >= 65536) {
q = i / 100;
// 至關於 r = i - (q * 100);
r = i - ((q << 6) + (q << 5) + (q << 2));
i = q;
buf [--charPos] = DigitOnes[r];
buf [--charPos] = DigitTens[r];
}
// 對於小於等於 65536 的數字，採用快速降低模式
// assert(i <= 65536, i);
for (;;) {
q = (i * 52429) >>> (16+3);
// 至關於 r = i - (q * 10)
r = i - ((q << 3) + (q << 1));
buf [--charPos] = digits [r];
i = q;
if (i == 0) break;
}
if (sign != 0) {
buf [--charPos] = sign;
}
}
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該方法主要的邏輯就是將輸入int類型數據轉換成字符形式放入char數組中，不支持 Integer.MIN_VALUE。
當輸入值大於65536時，每次處理兩位數字，進行效率的提高；另外中間乘法操做也都使用位移運算來替代。
這裏比較有意思的是當數字小於等於65536時的計算邏輯，中間計算使用了52429這個數字，那麼爲何是它呢？這裏說一下個人見解，僅我的觀點，若有錯誤歡迎指出。先看下代碼的註釋信息：
// I use the "invariant division by multiplication" trick to
// accelerate Integer.toString. In particular we want to
// avoid division by 10.
//
// The "trick" has roughly the same performance characteristics
// as the "classic" Integer.toString code on a non-JIT VM.
// The trick avoids .rem and .div calls but has a longer code
// path and is thus dominated by dispatch overhead. In the
// JIT case the dispatch overhead doesn't exist and the
// "trick" is considerably faster than the classic code.
//
// TODO-FIXME: convert (x * 52429) into the equiv shift-add
// sequence.
//
// RE: Division by Invariant Integers using Multiplication
// T Gralund, P Montgomery
// ACM PLDI 1994
//
52429 / 2^(16+3) = 0.10000038146972656，實際這裏的操做就是除以10的邏輯。- 主要是使用乘法和移位操做來代替除法操做，提高性能。具體原理說明能夠參考論文 Division by Invariant Integers using Multiplication
- 這裏爲何選擇
65536做爲界限說實話本身也沒有看明白，各處都沒有看到相關的說明。若是你瞭解，歡迎評論指出。 - 咱們要確保乘法操做以後不能溢出，由於上面邏輯中
i已經進行負數判斷，全部i一定爲正數，咱們能夠認爲乘積是個無符號整數，最大值爲2^32（後續的無符號右移能夠對應）；也就是對應的乘數必須小於 2^32 / 65536，即65536。 (i * 52429) >>> (16+3);其中52429爲乘數，設爲a，16+3爲指數，設爲b。也就是a / (2^b) = 0.1，即a = 2^b / 10。可是呢這樣可能會因爲除數向下取整，致使結果錯誤的問題，舉個例子：
System.out.println((1120 * 52428) >>> (16+3)); // 111
System.out.println((1120 * 52429) >>> (16+3)); // 112
複製代碼
因此進行修正，改爲a = 2^b / 10 + 1，避免向下取整可能帶來的問題
- 而後進行多組數據測試
乘數: 2, 指數：4, 除法: 2 / 16.0 = 0.125
乘數: 4, 指數：5, 除法: 4 / 32.0 = 0.125
乘數: 7, 指數：6, 除法: 7 / 64.0 = 0.109375
乘數: 13, 指數：7, 除法: 13 / 128.0 = 0.1015625
乘數: 26, 指數：8, 除法: 26 / 256.0 = 0.1015625
乘數: 52, 指數：9, 除法: 52 / 512.0 = 0.1015625
乘數: 103, 指數：10, 除法: 103 / 1024.0 = 0.1005859375
乘數: 205, 指數：11, 除法: 205 / 2048.0 = 0.10009765625
乘數: 410, 指數：12, 除法: 410 / 4096.0 = 0.10009765625
乘數: 820, 指數：13, 除法: 820 / 8192.0 = 0.10009765625
乘數: 1639, 指數：14, 除法: 1639 / 16384.0 = 0.10003662109375
乘數: 3277, 指數：15, 除法: 3277 / 32768.0 = 0.100006103515625
乘數: 6554, 指數：16, 除法: 6554 / 65536.0 = 0.100006103515625
乘數: 13108, 指數：17, 除法: 13108 / 131072.0 = 0.100006103515625
乘數: 26215, 指數：18, 除法: 26215 / 262144.0 = 0.10000228881835938
乘數: 52429, 指數：19, 除法: 52429 / 524288.0 = 0.10000038146972656
乘數: 104858, 指數：20, 除法: 104858 / 1048576.0 = 0.10000038146972656
乘數: 209716, 指數：21, 除法: 209716 / 2097152.0 = 0.10000038146972656
乘數: 419431, 指數：22, 除法: 419431 / 4194304.0 = 0.10000014305114746
複製代碼
能夠看出來，52429是這個範圍內精度最大的值，因此選擇這個值。另外從結果看當指數大於19時，精度的提高已經很小，因此猜想可能選定了這個指數後肯定了65536的範圍，固然也只是猜想。
上面的說明大體介紹了代碼邏輯，但這也是出於時代的緣由（當時的機器設備性能等），從jdk9的源代碼來看，這裏的代碼已經進行了重構，改爲了簡單易理解的除法操做。具體的這裏有個對應的issue，從目前現狀來看二者的性能差距幾乎能夠忽略不計吧。
stringSize 方法
static int stringSize(int x) {
for (int i=0; ; i++)
if (x <= sizeTable[i])
return i+1;
}
複製代碼
獲取對應數據的字符串長度，經過sizeTable去遍歷查詢；從邏輯能夠看出，只支持正數，負數的結果是錯誤的。
toString 方法
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);
}
複製代碼
輸入int數據類型的參數，對於Integer.MIN_VALUE進行了特殊判斷，相等就返回固定字符串"-2147483648"，這裏的邏輯是由於後續的getChars方法不支持Integer.MIN_VALUE。判斷正負數，負數的數組大小比正數多1，用於存放-符號。最後調用的String的構造方法，返回結果字符串。
public String toString() {
return toString(value);
}
複製代碼
直接調用了上面的toString方法進行處理
public static String toString(int i, int radix) {
// 判斷進制範圍，不在範圍內，默認設爲十進制
if (radix < Character.MIN_RADIX || radix > Character.MAX_RADIX)
radix = 10;
// 若是是十進制，調用上面的toString方法返回結果
if (radix == 10) {
return toString(i);
}
char buf[] = new char[33];
boolean negative = (i < 0);
int charPos = 32;
// 正數轉換成負數，統一後續處理邏輯
if (!negative) {
i = -i;
}
while (i <= -radix) {
buf[charPos--] = digits[-(i % radix)];
i = i / radix;
}
buf[charPos] = digits[-i];
if (negative) {
buf[--charPos] = '-';
}
return new String(buf, charPos, (33 - charPos));
}
複製代碼
這個方法帶了進制信息，若進制不在設定範圍內，默認使用十進制進行處理。而後轉換成對應的字符串，代碼邏輯比較簡單。
toUnsignedLong 方法
public static long toUnsignedLong(int x) {
return ((long) x) & 0xffffffffL;
}
複製代碼
轉換成無符號的long類型數據，保留低32位bit數據，高32位設爲0。0和正數等於其自身，負數等於輸入加上2^32。
divideUnsigned 方法
public static int divideUnsigned(int dividend, int divisor) {
// In lieu of tricky code, for now just use long arithmetic.
return (int)(toUnsignedLong(dividend) / toUnsignedLong(divisor));
}
複製代碼
轉換成無符號long類型數據相除，返回無符號整數結果。
remainderUnsigned 方法
public static int remainderUnsigned(int dividend, int divisor) {
// In lieu of tricky code, for now just use long arithmetic.
return (int)(toUnsignedLong(dividend) % toUnsignedLong(divisor));
}
複製代碼
轉換成無符號long類型數據，進行取餘操做，返回無符號整數結果。
numberOfLeadingZeros 方法
public static int numberOfLeadingZeros(int i) {
// HD, Figure 5-6
if (i == 0)
return 32;
int n = 1;
if (i >>> 16 == 0) { n += 16; i <<= 16; }
if (i >>> 24 == 0) { n += 8; i <<= 8; }
if (i >>> 28 == 0) { n += 4; i <<= 4; }
if (i >>> 30 == 0) { n += 2; i <<= 2; }
n -= i >>> 31;
return n;
}
// 相似二分查找的思想，經過左右移位縮小1所在bit位置的範圍。舉個例子看下
// 開始輸入 i = 00000000 00000000 00000000 00000001 n = 1
// i >>> 16 == 0， i = 00000000 00000001 00000000 00000000 n = 17
// i >>> 24 == 0， i = 00000001 00000000 00000000 00000000 n = 25
// i >>> 28 == 0, i = 00010000 00000000 00000000 00000000 n = 29
// i >>> 30 == 0, i = 01000000 00000000 00000000 00000000 n = 31
// n = n - i >>> 31, i >>> 31 = 0, 因此n = 31
複製代碼
判斷二進制格式下，最高位的1左邊存在多少個0。這裏使用了二分查找的思想，經過左右移位的操做一步步縮小1所在的bit位置範圍，最後經過簡單計算獲取0的個數。開始增長了對特殊值0的判斷。
numberOfTrailingZeros 方法
public static int numberOfTrailingZeros(int i) {
// HD, Figure 5-14
int y;
if (i == 0) return 32;
int n = 31;
y = i <<16; if (y != 0) { n = n -16; i = y; }
y = i << 8; if (y != 0) { n = n - 8; i = y; }
y = i << 4; if (y != 0) { n = n - 4; i = y; }
y = i << 2; if (y != 0) { n = n - 2; i = y; }
return n - ((i << 1) >>> 31);
}
// 相似二分查找的思想，經過左移縮小0所在bit位置的範圍。舉個例子看下
// 開始輸入 i = 11111111 11111111 11111111 11111111 n = 31
// i << 16 != 0， i = 11111111 11111111 00000000 00000000 n = 15
// i << 8 != 0， i = 11111111 00000000 00000000 00000000 n = 7
// i << 4 != 0, i = 11110000 00000000 00000000 00000000 n = 3
// i << 2 != 0, i = 11000000 00000000 00000000 00000000 n = 1
// (i << 1) >>> 31 => 00000000 00000000 00000000 00000001 => 1
// 結果爲 1 - 1 = 0
複製代碼
與上面的numberOfLeadingZeros方法對應，獲取二進制格式下尾部的0的個數。具體邏輯與上面相似，就再也不贅述了。
formatUnsignedInt 方法
/** * 將無符號整數轉換成字符數組 * @param val 無符號整數 * @param shift 基於log2計算， (4 對應十六進制, 3 對應八進制, 1 對應二進制) * @param buf 字符寫入數組 * @param offset 數組起始位置偏移量 * @param len 字符長度 * @return 字符寫入數組後對應的起始位置 */
static int formatUnsignedInt(int val, int shift, char[] buf, int offset, int len) {
int charPos = len;
int radix = 1 << shift;
int mask = radix - 1;
do {
// val & mask，獲取最後一位數字值
buf[offset + --charPos] = Integer.digits[val & mask];
// 移位去除最後一位數字，相似於十進制除10邏輯
val >>>= shift;
} while (val != 0 && charPos > 0);
return charPos;
}
複製代碼
將無符號整數轉換成字符串寫入對應的數組位置，返回寫入數組後的起始位置。
toUnsignedString 方法
public static String toUnsignedString(int i, int radix) {
return Long.toUnsignedString(toUnsignedLong(i), radix);
}
複製代碼
將輸入整數按進制轉換成無符號的字符串，內部調用了toUnsignedLong獲取無符號的long類型數據，而後轉換成對應的字符串。
toXxxString 方法
public static String toHexString(int i) {
return toUnsignedString0(i, 4);
}
public static String toOctalString(int i) {
return toUnsignedString0(i, 3);
}
public static String toBinaryString(int i) {
return toUnsignedString0(i, 1);
}
private static String toUnsignedString0(int val, int shift) {
// assert shift > 0 && shift <=5 : "Illegal shift value";
int mag = Integer.SIZE - Integer.numberOfLeadingZeros(val);
int chars = Math.max(((mag + (shift - 1)) / shift), 1);
char[] buf = new char[chars];
// 調用formatUnsignedInt，獲取對應字符串數組信息
formatUnsignedInt(val, shift, buf, 0, chars);
// Use special constructor which takes over "buf".
return new String(buf, true);
}
複製代碼
toHexString, toOctalString, toBinaryString三個方法如名字同樣獲取不一樣進制的字符串，內部調用了toUnsignedString0方法進行處理，傳入了不用的進制數參數。
valueOf 方法
public static Integer valueOf(String s) throws NumberFormatException {
return Integer.valueOf(parseInt(s, 10));
}
public static Integer valueOf(String s, int radix) throws NumberFormatException {
return Integer.valueOf(parseInt(s,radix));
}
public static Integer valueOf(int i) {
if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
return new Integer(i);
}
複製代碼
存在三個valueOf方法，主要看看第三個方法。當參數在緩存範圍內時，直接從緩存數組中獲取對應的Integer對象；超出範圍時，實例化對應的參數對象返回結果。
xxxValue 方法
public byte byteValue() {
return (byte)value;
}
public short shortValue() {
return (short)value;
}
public int intValue() {
return value;
}
public long longValue() {
return (long)value;
}
public float floatValue() {
return (float)value;
}
public double doubleValue() {
return (double)value;
}
複製代碼
直接進行強制類型轉換，返回對應的結果
hashCode
@Override
public int hashCode() {
return Integer.hashCode(value);
}
public static int hashCode(int value) {
return value;
}
複製代碼
對應的值做爲其hashCode。
equals 方法
public boolean equals(Object obj) {
if (obj instanceof Integer) {
return value == ((Integer)obj).intValue();
}
return false;
}
複製代碼
判斷obj是否是Integer的實例對象，而後判斷二者的值是否相等。這裏能夠看出來，咱們能夠不須要對obj進行null判斷。
decode 方法
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);
// 判斷負數
if (firstChar == '-') {
negative = true;
index++;
} else if (firstChar == '+')
index++;
// 判斷十六進制
if (nm.startsWith("0x", index) || nm.startsWith("0X", index)) {
index += 2;
radix = 16;
}
// 判斷十六進制
else if (nm.startsWith("#", index)) {
index ++;
radix = 16;
}
// 判斷八進制
else if (nm.startsWith("0", index) && nm.length() > 1 + index) {
index ++;
radix = 8;
}
// 字符串格式不合法
if (nm.startsWith("-", index) || nm.startsWith("+", index))
throw new NumberFormatException("Sign character in wrong position");
try {
// 若是是 Integer.MIN_VALUE，轉換成正數會溢出拋出異常
result = Integer.valueOf(nm.substring(index), radix);
result = negative ? Integer.valueOf(-result.intValue()) : result;
} catch (NumberFormatException e) {
// 處理 數字是 Integer.MIN_VALUE的異常錯誤信息，若是存在錯誤，會繼續拋出異常
String constant = negative ? ("-" + nm.substring(index))
: nm.substring(index);
result = Integer.valueOf(constant, radix);
}
return result;
}
複製代碼
將對應的字符串轉換成整數，支持十進制，0x, 0X, #開頭的十六進制數，0開頭的八進制數。
getInteger 方法
// 返回對應數值或者null
public static Integer getInteger(String nm) {
return getInteger(nm, null);
}
// 返回對應的數值或者val默認值
public static Integer getInteger(String nm, int val) {
Integer result = getInteger(nm, null);
return (result == null) ? Integer.valueOf(val) : result;
}
public static Integer getInteger(String nm, Integer val) {
String v = null;
try {
// 獲取對應的系統配置信息
v = System.getProperty(nm);
} catch (IllegalArgumentException | NullPointerException e) {
}
if (v != null) {
try {
return Integer.decode(v);
} catch (NumberFormatException e) {
}
}
return val;
}
複製代碼
三個getInteger方法，主要是最後一個方法。傳入一個配置的key以及默認值，獲取對應的系統配置值，若爲空或者爲null，返回對應的默認值。
compare 方法
public static int compare(int x, int y) {
return (x < y) ? -1 : ((x == y) ? 0 : 1);
}
複製代碼
比較兩個整數，x < y 返回-1，x == y 返回0，x > y 返回1
compareTo 方法
public int compareTo(Integer anotherInteger) {
return compare(this.value, anotherInteger.value);
}
複製代碼
內部調用compare方法實現具體邏輯
compareUnsigned 方法
public static int compareUnsigned(int x, int y) {
return compare(x + MIN_VALUE, y + MIN_VALUE);
}
複製代碼
兩個輸入數看成無符號整數進行比較，這裏經過加上MIN_VALUE確保在範圍內。有個小技巧，-1加上MIN_VALUE後會變成最大正數。
System.out.println((-1 + Integer.MIN_VALUE) == Integer.MAX_VALUE); // true
複製代碼
highestOneBit 方法
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);
return i - (i >>> 1);
}
// 移位或邏輯，保證1+2+4+8+16=31位最後都爲1，相減最後保留最高位1
// 輸入 00010000 00000000 00000000 00000001
// i |= (i >> 1) 00011000 00000000 00000000 00000000
// i |= (i >> 2) 00011110 00000000 00000000 00000000
// i |= (i >> 4) 00011111 11100000 00000000 00000000
// i |= (i >> 8) 00011111 11111111 11100000 00000000
// i |= (i >> 16) 00011111 11111111 11111111 11111111
// i - (i >>> 1) 00010000 00000000 00000000 00000000
複製代碼
獲取最高位爲1，其他爲0的整數值。經過位移或邏輯，將最高位右邊1位設爲1，而後2倍增加左移或操做，1的位數不斷增長，最後1+2+4+8+16=31，能夠確保覆蓋全部可能性。而後使用i - (i >>> 1)保留最高位1返回結果。
lowestOneBit 方法
public static int lowestOneBit(int i) {
// HD, Section 2-1
return i & -i;
}
// 輸入 00000000 00000000 00000000 11101010
// -i 11111111 11111111 11111111 00010110
// 結果 00000000 00000000 00000000 00000010
複製代碼
獲取最低位1，其他位爲0的值。負數以正數的補碼錶示，對整數的二進制進行取反碼而後加1，獲得的結果與輸入二進制進行與操做，結果就是最低位1保留，其餘位爲0。
bitCount 方法
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;
}
複製代碼
統計二進制格式下1的數量。代碼第一眼看着是懵的，都是位運算，實際裏面實現的算法邏輯仍是很巧妙的，着實佩服，這裏就不介紹了，感興趣的能夠看下別人的具體分析文章 java源碼Integer.bitCount算法解析，分析原理（統計二進制bit位）這篇文章，我以爲已經說得很清晰了。
rotateXXX 方法
public static int rotateLeft(int i, int distance) {
return (i << distance) | (i >>> -distance);
}
public static int rotateRight(int i, int distance) {
return (i >>> distance) | (i << -distance);
}
複製代碼
旋轉二進制，rotateLeft將特定位數的高位bit放置低位，返回對應的數值；rotateRight將特定位數的低位bit放置高位，返回對應的數值。當distance是負數的時候，rotateLeft(val, -distance) == rotateRight(val, distance)以及rotateRight(val, -distance) == rotateLeft(val, distance)。另外，當distance是32的任意倍數時，實際是沒有效果的 ，至關於無操做。
這裏須要說一下(i >>> -distance)，diatance爲正數時，右移一個負數邏輯至關於i >>> 32+(-distance)
reverse 方法
public static int reverse(int i) {
// HD, Figure 7-1
i = (i & 0x55555555) << 1 | (i >>> 1) & 0x55555555;
i = (i & 0x33333333) << 2 | (i >>> 2) & 0x33333333;
i = (i & 0x0f0f0f0f) << 4 | (i >>> 4) & 0x0f0f0f0f;
i = (i << 24) | ((i & 0xff00) << 8) |
((i >>> 8) & 0xff00) | (i >>> 24);
return i;
}
複製代碼
看着是否是和bitCount有點相似，其實核心邏輯類似。先是交換相鄰1位bit的順序，而後再交換相鄰2位bit順序，再繼續交換相鄰4位bit順序，這樣子每個byte內的bit流順序已經翻轉過來了，而後採用和reverseBytes同樣的邏輯，將對應bit位按字節爲單位翻轉，這樣子就完成了全部bit的翻轉操做，甚是絕妙。
signum 方法
public static int signum(int i) {
// HD, Section 2-7
return (i >> 31) | (-i >>> 31);
}
// 輸入 1 00000000 00000000 00000000 00000001
// i >> 31 00000000 00000000 00000000 00000000
// -i 11111111 11111111 11111111 11111111
// -i >>> 31 00000000 00000000 00000000 00000001
// 結果返回1
複製代碼
獲取符號數，若爲負數，返回-1；若爲0則返回0；爲正數，則返回1。
reverseBytes 方法
public static int reverseBytes(int i) {
return ((i >>> 24) ) |
((i >> 8) & 0xFF00) |
((i << 8) & 0xFF0000) |
((i << 24));
}
複製代碼
按照輸入參數二進制格式，以字節爲單位翻轉，返回對應的結果數值。(i >>> 24) | (i << 24)交換最高8位和最低8位bit位置。((i >> 8) & 0xFF00) | ((i << 8) & 0xFF0000)爲交換中間16位bit位置的邏輯。
sum、max、min方法
public static int sum(int a, int b) {
return a + b;
}
public static int max(int a, int b) {
return Math.max(a, b);
}
public static int min(int a, int b) {
return Math.min(a, b);
}
複製代碼
這個就不說了，很簡單的方法。
總結
因爲存在不少的位運算邏輯，第一眼感受代碼邏輯是比較複雜的，可是當慢慢品味時，發現代碼思路甚是奇妙，算法之神奇，只能拍手稱讚👏。爲了性能，所作的各類小優化也是體現其中，不過部分這個比較hack的值設定缺少完整的註釋理解也是比較困難。總而言之，只能感慨代碼實現之奇妙。
最後
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- 3. Integer源碼閱讀
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- 7. Java 基礎：Integer 源碼分析
- 8. java Integer 源碼 面試必備
- 9. Java源碼閱讀筆記之Integer
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