利用Golang怎么將整數轉換為字符串

這篇文章主要為大家詳細介紹了利用Golang怎么將整數轉換為字符串，文中示例代碼介紹的非常詳細，具有一定的參考價值，發現的小伙伴們可以參考一下：

什么是golang

golang 是Google開發的一種靜態強類型、編譯型、并發型，并具有垃圾回收功能的編程語言，其語法與 C語言相近，但并不包括如枚舉、異常處理、繼承、泛型、斷言、虛函數等功能。

fmt.Sprintf

fmt 包應該是最常見的了，從剛開始學習 Golang 就接觸到了，寫 ‘hello, world' 就得用它。它還支持格式化變量轉為字符串。

func Sprintf(format string, a ...interface{}) string
Sprintf formats according to a format specifier and returns the resulting string.
fmt.Sprintf("%d", a)

%d 代表十進制整數。

strconv.Itoa

func Itoa(i int) string
Itoa is shorthand for FormatInt(int64(i), 10).
strconv.Itoa(a)

strconv.FormatInt

func FormatInt(i int64, base int) string
FormatInt returns the string representation of i in the given base, for 2 <= base <= 36. The result uses the lower-case letters ‘a' to ‘z' for digit values >= 10.

參數 i 是要被轉換的整數， base 是進制，例如2進制，支持2到36進制。

strconv.Format(int64(a), 10)

Format 的實現

[0, 99)的兩位整數

對于小的（小于等于100）十進制正整數有加速優化算法：

if fastSmalls && 0 <= i && i < nSmalls && base == 10 {
 return small(int(i))
}

加速的原理是提前算好100以內非負整數轉換后的字符串。

const smallsString = "00010203040506070809" +
 "10111213141516171819" +
 "20212223242526272829" +
 "30313233343536373839" +
 "40414243444546474849" +
 "50515253545556575859" +
 "60616263646566676869" +
 "70717273747576777879" +
 "80818283848586878889" +
 "90919293949596979899"

可以看出來，轉換后的結果是從1到99都有，而且每個結果只占兩位。當然個人數的情況還得特殊處理，個位數結果只有一位。

func small(i int) string {
 off := 0
 if i < 10 {
  off = 1
 }
 return smallsString[i*2+off : i*2+2]
}

如果被轉換的數字是個位數，那么偏移量變成了1，默認情況是0。

只支持2到36進制的轉換。36進制是10個數字加26個小寫字母，超過這個范圍無法計算。

var a [64 + 1]byte

整形最大64位，加一位是因為有個符號。轉換計算時，要分10進制和非10進制的情況。

10進制轉換

10進制里，兩位兩位轉換，為什么這么干？兩位數字時100以內非負整數轉換可以用上面的特殊情況加速。很有意思。

us := uint(u)
for us >= 100 {
 is := us % 100 * 2
 us /= 100
 i -= 2
 a[i+1] = smallsString[is+1]
 a[i+0] = smallsString[is+0]
}

2、4、8、16、32進制的轉換。

const digits = "0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"

var shifts = [len(digits) + 1]uint{
  1 << 1: 1,
  1 << 2: 2,
  1 << 3: 3,
  1 << 4: 4,
  1 << 5: 5,
}

if s := shifts[base]; s > 0 {
 // base is power of 2: use shifts and masks instead of / and %
 b := uint64(base)
 m := uint(base) - 1 // == 1<<s - 1
 for u >= b {
 i--
 a[i] = digits[uint(u)&m]
 u >>= s
 }
 // u < base
 i--
 a[i] = digits[uint(u)]
}

通過循環求余實現。進制的轉換也是這種方式。

for u >= b {
  i--
  a[i] = uint(u)&m
  u >>= s
}

上面的代碼實現了進制的轉換。而 digits[uint(u)&m] 實現了轉換后的結果再轉成字符。

常規情況

b := uint64(base)
for u >= b {
 i--
 q := u / b
 a[i] = digits[uint(u-q*b)]
 u = q
}
// u < base
i--
a[i] = digits[uint(u)]

依然是循環求余來實現。這段代碼更像是給人看的。和上面2的倍數的進制轉換的區別在于，上面的代碼把除法 / 換成了右移（ >> ） s 位，把求余 % 換成了邏輯與 & 操作。

Sprintf 的實現

switch f := arg.(type) {
  case bool:
    p.fmtBool(f, verb)
  case float32:
    p.fmtFloat(float64(f), 32, verb)
  case float64:
    p.fmtFloat(f, 64, verb)
  case complex64:
    p.fmtComplex(complex128(f), 64, verb)
  case complex128:
    p.fmtComplex(f, 128, verb)
  case int:
    p.fmtInteger(uint64(f), signed, verb)
  ...
}

判斷類型，如果是整數 int 類型，不需要反射，直接計算。支持的都是基礎類型，其它類型只能通過反射實現。

Sprintf 支持的進制只有10 %d 、16 x 、8 o 、2 b 這四種，其它的會包 fmt: unknown base; can't happen 異常。

switch base {
case 10:
 for u >= 10 {
 i--
 next := u / 10
 buf[i] = byte('0' + u - next*10)
 u = next
 }
case 16:
 for u >= 16 {
 i--
 buf[i] = digits[u&0xF]
 u >>= 4
 }
case 8:
 for u >= 8 {
 i--
 buf[i] = byte('0' + u&7)
 u >>= 3
 }
case 2:
 for u >= 2 {
 i--
 buf[i] = byte('0' + u&1)
 u >>= 1
 }
default:
 panic("fmt: unknown base; can't happen")
}

2、8、16進制和之前 FormatInt 差不多，而10進制的性能差一些，每次只能處理一位數字，而不像 FormatInt 一次處理兩位。

性能對比

var smallInt = 35
var bigInt = 999999999999999

func BenchmarkItoa(b *testing.B) {
  for i := 0; i < b.N; i++ {
    val := strconv.Itoa(smallInt)
    _ = val
  }
}

func BenchmarkItoaFormatInt(b *testing.B) {
  for i := 0; i < b.N; i++ {
    val := strconv.FormatInt(int64(smallInt), 10)
    _ = val
  }
}

func BenchmarkItoaSprintf(b *testing.B) {
  for i := 0; i < b.N; i++ {
    val := fmt.Sprintf("%d", smallInt)
    _ = val
  }
}

func BenchmarkItoaBase2Sprintf(b *testing.B) {
  for i := 0; i < b.N; i++ {
    val := fmt.Sprintf("%b", smallInt)
    _ = val
  }
}

func BenchmarkItoaBase2FormatInt(b *testing.B) {
  for i := 0; i < b.N; i++ {
    val := strconv.FormatInt(int64(smallInt), 2)
    _ = val
  }
}

func BenchmarkItoaBig(b *testing.B) {
  for i := 0; i < b.N; i++ {
    val := strconv.Itoa(bigInt)
    _ = val
  }
}

func BenchmarkItoaFormatIntBig(b *testing.B) {
  for i := 0; i < b.N; i++ {
    val := strconv.FormatInt(int64(bigInt), 10)
    _ = val
  }
}

func BenchmarkItoaSprintfBig(b *testing.B) {
  for i := 0; i < b.N; i++ {
    val := fmt.Sprintf("%d", bigInt)
    _ = val
  }
}

壓測有三組對比，小于100的情況，大數字的情況，還有二進制的情況。

BenchmarkItoa-8         300000000     4.58 ns/op    0 B/op    0 allocs/op
BenchmarkItoaFormatInt-8     500000000     3.07 ns/op    0 B/op    0 allocs/op
BenchmarkItoaBase2Sprintf-8   20000000     86.4 ns/op    16 B/op    2 allocs/op
BenchmarkItoaBase2FormatInt-8  50000000     30.2 ns/op    8 B/op    1 allocs/op
BenchmarkItoaSprintf-8      20000000     83.5 ns/op    16 B/op    2 allocs/op
BenchmarkItoaBig-8        30000000     44.6 ns/op    16 B/op    1 allocs/op
BenchmarkItoaFormatIntBig-8   30000000     43.9 ns/op    16 B/op    1 allocs/op
BenchmarkItoaSprintfBig-8    20000000    108 ns/op    24 B/op    2 allocs/op

1. Sprintf 在所有情況中都是最差的，還是別用這個包了。

2. 小于100的情況會有加速，不光是性能上的加速，因為結果是提前算好的，也不需要申請內存。

3. FormatInt 10進制性能最好，其它的情況差一個數量級。

4. Itoa 雖然只是封裝了 FormatInt ，對于性能還是有一些影響的。

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