jdk 源码：Integer.toUnsignedString0

1. 应用：转换成对应进制的字符串

// 转换成二进制字符串
public static String toBinaryString(int i) {
        return toUnsignedString0(i, 1);
    }

// 转换成八进制字符串
public static String toOctalString(int i) {
        return toUnsignedString0(i, 3);
    }

// 转换成十六进制字符串
public static String toHexString(int i) {
        return toUnsignedString0(i, 4);
    }

// 1-二进制， 3-八进制(三位二进制数表示一位八进制数)， 4-十六进制(四位二进制数表示一位十六进制数)
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, true);
    }

2. 测试代码

    public static void main(String[] args) {

        System.out.println(Integer.toBinaryString(10));
        System.out.println(Integer.toOctalString(10));
        System.out.println(Integer.toHexString(10));

        System.out.println(Integer.toBinaryString(-1073741824));
        System.out.println(Integer.toOctalString(-10));
        System.out.println(Integer.toHexString(-10));

    }

运行结果：

1010
12
a
11000000000000000000000000000000
37777777766
fffffff6

3. 源码分析

int mag = Integer.SIZE - Integer.numberOfLeadingZeros(val);

• 32 减去 numberOfLeadingZeros， 表示实际表示此数字只需要的位数。比如 10 的二进制补码是 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1010，它实际只需要 1010 这 4 位数字就可以代表 10. 所以 10 的 mag 就是 4

int chars = Math.max(((mag + (shift - 1)) / shift), 1);

• 表示转换成字符数组所需要的长度，其中 shift 的值 1-二进制，3-八进制，4-十六进制。比如 10 的 mag 是 4，如果要转成二进制 shift=1，则 chars=4,因为需要长度为 4 的字符数组来存放 1010。 如果要转成 16 进制 a,则 shift=4，得出 chars=1，因为只需要长度为 1 的字符串数组来存放结果 a.

char[] buf = new char[chars];
formatUnsignedInt(val, shift, buf, 0, chars);

• formatUnsignedInt(val, shift, buf, 0, chars)此方法将数字转换为字符数据存放在 buf 中

作者 @ 没有故事的老大爷
别想太多，想不过来

4. formatUnsignedInt(val, shift, buf, 0, chars)方法分析

     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] = Integer.digits[val & mask];
            val >>>= shift;
        } while (val != 0 && charPos > 0);

        return charPos;
    }

• charPos 字符位置
• radix 根据 shift 计算出进制
• mask 掩码，比进制 radix 小 1
• 循环体： 巧妙之处是 val & mask 通过与运算和 Integer.digits 数组的设计计算出对应进制的最后一位数据，然后 val 再向右便宜
  比如 val=10，shift=3。表示将 10 转为 8 进制 12.则 radix=8, mask=7
  循环第一次：buf1 = Integer.digits[1010 & 0111] = Integer.digits[0010] = 2

    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'
    };

然后 val 右移三位：1010>>>3 = 0001

循环第二次：buf[0] = Integer.digits[0001 & 0111] = Integer.digits[0001] = 1
至此：buf = ['1','2']， 也就将 10 转为 8 进制 12。二进制和十六进制原理一样。

作者 @ 没有故事的老大爷
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