Java的字符串轉int算法

面T家，被要求實現一個字符串轉整型數的算法，當時手寫有點遺漏，現在回頭來看看jdk的實現。
常用的是Integer.valueOf方法來實現轉換：

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

默認會調用parseInt方法進行轉換，參數中的10說明是按照10進制進行轉換的。

 

看看parseInt方法：

    public static int parseInt(String s, int radix)
                throws NumberFormatException
    {

        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;
    }

首先看到5-17行是邊界檢查：

• 如果字符串s是空指針，直接拋異常
• 如果進制小於最小進制（常量定義為2），拋異常
• 如果進制大於最大進制（常量定義為36），拋異常

接下來19-24行是局部變量定義，這里需要注意一個就是limit被賦值為int表示的最大正整型數的負值，也就是-2147483647。

再往下看到26-38行，如果字符串s長度大於0，那么首先看看首字符

• 如果首字符小於字符0，那么可能是符號 + 或者 - ，要區別對待了
  • 如果是符號 - ，說明是個負數，將布爾值變量negative設置為true，並將limit設置為int型整數的下限值，也就是-2147483648
  • 如果首字符不是符號 +，說明首字符既不是數字也不是符號，則拋出異常
• 再接下來看，如果首字符是符號 - 或者 +，但是字符串長度只有1，也就是說只有一個符號，那么也是不能夠轉為整型數的，直接拋異常

 

再往下39-54行

局部變量mulmin賦值為limit除以當前轉換的進制。接下來是一個循環，i代表處理的字符串的位數。
用局部變量digit記錄字符串s第i位數字的相應進制的值，接下來又是一些判斷了：

• 如果digit小於0，拋異常
• 如果result變量小於mulmin，拋異常，這里可以限制之后的乘法操作肯定不溢出；之后result變量乘以當前轉換進制。（如果result小於mulmin也就是limit/radix了，那么后面的乘以radix肯定就會小於limit，對於負數就超過了Integer的范圍，對於正數也是超過了Integer.MAX_VALUE）
• 如果此時result小於limit加上digit，拋異常，這里可以限制之后的減法操作不會溢出；之后result變量減去digit的值。（這個拋異常和上一條原因類似，也是為了防止溢出）

 

最后58行，如果negative為true，則直接返回result，否則返回負的result。

這個有點意思，如果是負數直接輸出，如果是正數反而是用負數取負，負負得正來表示的。
個人覺得應該是整型數從絕對值來看，負數的范圍比正數大1，如果用result += digit這樣來進行計算的話，那么最小值-2147483648會無法被正確轉換。因為2147483640+8會得到-2147483648，然后再取負數的話，就變成0了。但是使用-=來計算，因為負數的范圍更大，因此正數是可以全部表示出來的，而且不管是+0還是-0都不會有問題，都可以得到數值0。