Integer 原码解读

有一天，突然发现，阅读原码可以发现很多有趣的东西。在Java中，我们知道很多东西都是封装好的，拿来即用，当你有一天去研究它拿来的东西是如何具体操作的，将会是非常有趣的事情。

在上一篇研究HashMap 源码的时候，发现了将任意大于某个数字的最小二次幂的实现，发现别人写的不仅漂亮而且高效。

在Java 的底层，很多高效的算法包含其中，阅读源码是非常有帮助的。

接下来将开始阅读 Integer 的源码，让自己更多的理解Integer 这个类的实现。

一.Integer 中的进制转换，包括将十进制转换为二进制及、八进制、十六进制

1.调用方法

Integer.toBinaryString()
Integer.toOctalString()
Integer.toHexString()

　2.实现方法

 转换为二进制
public static String toBinaryString(int i) {
        return toUnsignedString0(i, 1);
    }
 
 转换为八进制
 public static String toOctalString(int i) {
        return toUnsignedString0(i, 3);
    }

 转换为十六进制
public static String toHexString(int i) {
        return toUnsignedString0(i, 4);
    }

　3.底层实现

发现所有的进制转换都是调用的 toUnsignedString0（）这个方法，其实现如下

 方法调用一
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];

        formatUnsignedInt(val, shift, buf, 0, chars);

        // Use special constructor which takes over "buf".
        return new String(buf);
    }

方法调用二
 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 {
            buf[offset + --charPos] = digits[val & mask];
            val >>>= shift;
        } while (val != 0 && charPos > 0);

        return charPos;
    }

方法调用三
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'
    };

二. Integer 中的方法

方法1：比较2个数字的大小，若第一个小于第二个，返回-1；若相等，返回0；若第一个大于第二个，返回1

 public static int compare(int x, int y) {
        return (x < y) ? -1 : ((x == y) ? 0 : 1);
    }

方法2: 返回该数字二进制补码中 1 的个数

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;
    }

方法3：返回String 或者 int 类型的 Integer 实例

第一步：
public static Integer valueOf(String s) throws NumberFormatException {
        return Integer.valueOf(parseInt(s, 10));
    }

第二步：
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);
                if (digit < 0) {
                    throw NumberFormatException.forInputString(s);
                }
                if (result < multmin) {
                    throw NumberFormatException.forInputString(s);
                }
                result *= radix;
                if (result < limit + digit) {
                    throw NumberFormatException.forInputString(s);
                }
                result -= digit;
            }
        } else {
            throw NumberFormatException.forInputString(s);
        }
        return negative ? result : -result;
    }

第三步：
 public static Integer valueOf(int i) {
        if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
            return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
        return new Integer(i);
    }

方法4：将String 类型转换为 Int 类型

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

　　parseInt() 调用方法同上