判斷一個字符串是否全是數字的多種方法及其性能比較（C#實現）

 摘要：文章：判斷一個字符串是否全是數字的多種方法及其性能比較（C#實現） 摘要：在編程的時候，經常遇到要判斷一個字符串中的字符是否全部是數字(0-9)，本來是一個很容易實現的功能，但程序員首先會想到的，發表於北京聯高軟件有限公司技術文章欄目，代碼以高亮顯示。
關鍵字：字符, 數字, 性能, 判斷, time, seconds, isnumeric, int, end, start, 函數, exception, environment, system, tickcount, str

在編程的時候，經常遇到要判斷一個字符串中的字符是否全部是數字(0-9)，本來是一個很容易實現的功能，但程序員首先會想到的是，這樣簡單的功能有沒有現成的函數可以用呢？VB.NET中有個IsNumeric(object)，C#中只有判斷單個字符的Char.IsNumber()，IsNumeric可以判斷double類型的數字字符串，但無法排除正負號和小數點，如果判斷字符串是否是一個數的話用它挺合適，但不能用來判斷字符串是否全部由數字組成的。沒現成的方法了，只好自己寫函數：

public static bool IsNum(String str)
{
     for(int i=0;i<str.Length;i++)
     {
          if(!Char.IsNumber(str,i))
          return false;
     }
     return true;
}
//或用正則表達式："^\d+$"
//還可以用Int32.Parse()拋出的Exception來判斷：
try
{
     Int32.Parse(toBeTested);
}
catch
{
     //發生了異常，那麼就不是數字了。
}

 

那麼哪一種方法最好呢？各有優劣。我順手寫了一個程序對每一種方法所需要的時間進行了測試。測試程序Main()內容如下：

class ExapleOfLegalsoft
{
     public void fun()
     {
          Regex isNumeric = new Regex(@"^\d+$");
          int times = 10000000;
          int start, end;
          int i;
          string toBeTested = "6741s";
          #region Test user function
          start = System.Environment.TickCount;
          for (i = 0; i < times; i++)
          {
                TimingTest.IsNum(toBeTested);
          }
          end = System.Environment.TickCount;
          Console.WriteLine("User function Time: " + (end - start) / 1000.0 + " Seconds");
          #endregion
          #region Test Regular Expression
          start = System.Environment.TickCount;
          for (i = 0; i < times; i++)
          {
                isNumeric.IsMatch(toBeTested);
          }
          end = System.Environment.TickCount;
          Console.WriteLine("Regular Expression Time: " + (end - start) / 1000.0 + " Seconds");
          #endregion
          #region Test Exception
          start = System.Environment.TickCount;
          for (i = 0; i < times / 100; i++)
          {
                try
                {
                     Int32.Parse(toBeTested);
                }
                catch
                {
                     //發生了異常，那麼就不是數字了。
                }
          }
          end = System.Environment.TickCount;
          Console.WriteLine("Exception Time: " + (end - start) / 10.0 + " Seconds");
          #endregion
          #region Test VB.NET IsNumeric()
          start = System.Environment.TickCount;
          for (i = 0; i < times / 10; i++)
          {
                Microsoft.VisualBasic.Information.IsNumeric(toBeTested);
          }
          end = System.Environment.TickCount;
          Console.WriteLine("VB.NET IsNumeric() Time: " + (end - start) / 100.0 + " Seconds");
          #endregion
     }
}

因爲Exception所用的時間太長，所以只測試了1/100，這樣不太嚴謹，但是數量級不會錯的。
三次運行的結果是：
User function Time: 1.938 Seconds
Regular Expression Time: 11.921 Seconds
Exception Time: 600 Seconds
VB.NET IsNumeric() Time: 40.797 Seconds
User function Time: 1.953 Seconds
Regular Expression Time: 12.016 Seconds
Exception Time: 590.6 Seconds
VB.NET IsNumeric() Time: 40 Seconds
User function Time: 2.000 Seconds
Regular Expression Time: 12 Seconds
Exception Time: 595.3 Seconds
VB.NET IsNumeric() Time: 39.69 Seconds
平均時間：
1.964
11.979
595.3
40.162
速度之比依次約爲：303 : 49.7 : 1 : 14.82
結果很明顯，自定義函數速度最快，異常的速度最慢。假如不需要拋異常的話string toBeTested = "67412";結果就成了：
User function Time: 1.922 Seconds
Regular Expression Time: 9.64 Seconds
Exception Time: 3.1 Seconds
VB.NET IsNumeric() Time: 39.07 Seconds
速度之比依次約爲：20.33 : 4.05 : 12.60 : 1
結論：
自定義函數可以獲得最大的靈活性和最高的性能，而且複雜性也不高，是最佳的方法。
正則表達式法和IsNumeric速度在同一個數量級上，但正則表達式可以確定一種字符串的格式，比如規定一定要有或沒有小數點等，而IsNumeric無法做到。
使用異常是應該避免的。建議僅把Exception作爲處理異常的一種手段，而不是作爲控制流程的一種手段。測試也表明，當有異常拋出時，要消耗大量的資源。
IsNumeric是現成的函數，用起來最省事，只能判斷所給的參數是否是數值（boolean/byte/int16/int32/int64/single/double/decimal），無法作進一步的要求（是否有小數點等）。但IsNumeric的參數是object，不侷限於string。
寫到這裏，我不禁想，還有沒有比自定義函數更快的方法呢？答案是肯定的。在前面的自定義函數中，用的是Char.IsNumber()函數，這個函數不僅能判斷標準ASCII碼中的"1"，甚至對全角中文的"１"的判斷也是true，可見Char.IsNumber()判斷的是所有的Unicode字符中的數字，其他語言中的數字也包括了。假如我們只允許ASCII中的"1"的話，我們可以這樣改：

public static bool IsNum(String str)
{
 for(int i=0;i<str.Length;i++)
 {
  if(str[i]<"0" || str[i]>"9")
    return false;
 }
 return true;
}

 

測試結果也令我吃驚，這樣比原來的IsNum速度提高了近10倍，平均執行時間是0.205秒！
結果全部出來了，該怎樣選擇大家心裏肯定已經有數了，我也不需要再說什麼了。