JDK:Integer.getChars(int i, int index, char[] buf

在Integer類的源碼中,toString方法中調用getChars方法,getChars方法是獲取數值對應的字符串,其中有兩個地方使用了非常巧妙的方式來進行除法運算和取餘運算。在計算機中,a/b 和 a%b相比較位運算,都是比較費時的計算的。下面來看看jdk中是如何優化計算的

// Generate two digits per iteration
while (i >= 65536) {
        q = i / 100;
// really: r = i - (q * 100);
        r = i - ((q << 6) + (q << 5) + (q << 2));
        i = q;
        buf [--charPos] = DigitOnes[r];
        buf [--charPos] = DigitTens[r];
}
// Fall thru to fast mode for smaller numbers
// assert(i <= 65536, i);
for (;;) {
        q = (i * 52429) >>> (16+3);
        r = i - ((q << 3) + (q << 1));  // r = i-(q*10) ...
        buf [--charPos] = digits [r];
        i = q;
        if (i == 0) break;
}
if (sign != 0) {
        buf [--charPos] = sign;
}

思路是這樣:
當 i >= 65536時,是每兩位取出數字,i /= 100,例如 i = 567235474,
(1)先取最後兩位 7 和 4 放入buf數組中,i = 5672354,buf = { , , , , , , , '7', '4'};
(2)再取最後兩位 5 和 4 放入buf數組中,i = 56723,buf = { , , , , , '5', '4', '7', '4'};
當 i < 65536 時,跳出循環,採用每一次取出一位數字,也就是 i /= 10
(3)取最後一位 3 放入buf數組中,i = 5672,buf = { , , , , '3', '5', '4', '7', '4'};
(4)取最後一位 2 放入buf數組中,i = 567,buf = { , , , '2', '3', '5', '4', '7', '4'};
(5)取最後一位 7 放入buf數組中,i = 56,buf = { , , '7', '2', '3', '5', '4', '7', '4'};
(6)取最後一位 6 放入buf數組中,i = 5,buf = { , '6', '7', '2', '3', '5', '4', '7', '4'};
(7)取最後一位 5 放入buf數組中,i = 0,buf = { '5', '6', '7', '2', '3', '5', '4', '7', '4'},結束。
但在jdk中,並不都是直接用 a/b 除法 和 a%c 取餘來獲取 商 和 餘數的

1、對100除法:q = i / 100,直接除法

2、對100取餘:r = i - ((q << 6) + (q << 5) + (q << 2));
推導如下:
       r = i - (q x 100)
       r = i - (q x 64 + q x 32 + q x 4)
       r = i - ((q << 6) + (q << 5) + (q << 2))

3、對10除法:q = (i x 52429) >>> (16+3);
推導如下:
2 >>> 19 爲 524288,
q = (52429 x i) / 524288 = (52428.8 x i + 0.2 x i) >>> (16+3),
i 拆分爲兩部分,i = a x 10 + b(保證a, b 均爲正數,且 0 <= b <= 9,
q = ((10a + b) x 52428.8 + 0.2b) >>> 19
q = (524288a + 52428.8b + 0.2i) >>> 19
其中,
52428.8b 最大值爲52428.8 x 9, 0.2i 最大值爲 13107.2
所以,
52428.8b + 0.2i 最大值爲 484966.4, 小於 524288 (1 >>> 19), 對應二進制會被右移掉
所以,
q = (a x 524288) >>> 19 + (52428.8 x b + i * 0.2) >>>19 = (a x 524288) >>> 524288 = a

4、對10取餘:r = i - ((q << 3) + (q << 1));
推導如下:
       r = i - (q x 10)
       r = i - (q x 8 + q * 2)
       r = i - ((q << 3 + q << 1)

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