1. 2.3 strconv — 字符串和基本数据类型之间转换

这里的基本数据类型包括:布尔、整型(包括有 / 无符号、二进制、八进制、十进制和十六进制)和浮点型等。

1.1. 2.3.1 strconv 包转换错误处理

介绍具体的转换之前,先看看 strconv 中的错误处理。

由于将字符串转为其他数据类型可能会出错,strconv 包定义了两个 error 类型的变量:ErrRangeErrSyntax。其中,ErrRange 表示值超过了类型能表示的最大范围,比如将 "128" 转为 int8 就会返回这个错误;ErrSyntax 表示语法错误,比如将 "" 转为 int 类型会返回这个错误。

然而,在返回错误的时候,不是直接将上面的变量值返回,而是通过构造一个 NumError 类型的 error 对象返回。NumError 结构的定义如下:

// A NumError records a failed conversion.
type NumError struct {
    Func string // the failing function (ParseBool, ParseInt, ParseUint, ParseFloat)
    Num  string // the input
    Err  error  // the reason the conversion failed (ErrRange, ErrSyntax)
}

可见,该结构记录了转换过程中发生的错误信息。该结构不仅包含了一个 error 类型的成员,记录具体的错误信息,而且它自己也实现了 error 接口:

func (e *NumError) Error() string {
    return "strconv." + e.Func + ": " + "parsing " + Quote(e.Num) + ": " + e.Err.Error()
}

包的实现中,定义了两个便捷函数,用于构造 NumError 对象:

func syntaxError(fn, str string) *NumError {
    return &NumError{fn, str, ErrSyntax}
}

func rangeError(fn, str string) *NumError {
    return &NumError{fn, str, ErrRange}
}

在遇到 ErrSyntaxErrRange 错误时,通过上面的函数构造 NumError 对象。

1.2. 2.3.2 字符串和整型之间的转换

1.2.1. 2.3.2.1 字符串转为整型

包括三个函数:ParseInt、ParseUint 和 Atoi,函数原型如下:

func ParseInt(s string, base int, bitSize int) (i int64, err error)
func ParseUint(s string, base int, bitSize int) (n uint64, err error)
func Atoi(s string) (i int, err error)

其中,Atoi 是 ParseInt 的便捷版,内部通过调用 ParseInt(s, 10, 0) 来实现的;ParseInt 转为有符号整型;ParseUint 转为无符号整型,着重介绍 ParseInt。

参数 base 代表字符串按照给定的进制进行解释。一般的,base 的取值为 2~36,如果 base 的值为 0,则会根据字符串的前缀来确定 base 的值:"0x" 表示 16 进制; "0" 表示 8 进制;否则就是 10 进制。

参数 bitSize 表示的是整数取值范围,或者说整数的具体类型。取值 0、8、16、32 和 64 分别代表 int、int8、int16、int32 和 int64。

这里有必要说一下,当 bitSize==0 时的情况。

Go 中,int/uint 类型,不同系统能表示的范围是不一样的,目前的实现是,32 位系统占 4 个字节;64 位系统占 8 个字节。当 bitSize==0 时,应该表示 32 位还是 64 位呢?这里没有利用 runtime.GOARCH 之类的方式,而是巧妙的通过如下表达式确定 intSize:

const intSize = 32 << uint(^uint(0)>>63)
const IntSize = intSize // number of bits in int, uint (32 or 64)

主要是 ^uint(0)>>63 这个表达式。操作符 ^ 在这里是一元操作符 按位取反,而不是 按位异或。更多解释可以参考:Go 位运算:取反和异或

问题:下面的代码 n 和 err 的值分别是什么?

n, err := strconv.ParseInt("128", 10, 8)

ParseInt/ParseUint 的实现中,如果字符串表示的整数超过了 bitSize 参数能够表示的范围,则会返回 ErrRange,同时会返回 bitSize 能够表示的最大或最小值。因此,这里的 n 是 127。

另外,ParseInt 返回的是 int64,这是为了能够容纳所有的整型,在实际使用中,可以根据传递的 bitSize,然后将结果转为实际需要的类型。

转换的基本原理(以 "128" 转 为 10 进制 int 为例):

s := "128"
n := 0
for i := 0; i < len(s); i++ {
    n *= 10    + s[i]     // base
}

在循环处理的过程中,会检查数据的有效性和是否越界等。

1.2.2. 2.3.2.2 整型转为字符串

实际应用中,我们经常会遇到需要将字符串和整型连接起来,在 Java 中,可以通过操作符 "+" 做到。不过,在 Go 语言中,你需要将整型转为字符串类型,然后才能进行连接。这个时候,strconv 包中的整型转字符串的相关函数就派上用场了。这些函数签名如下:

func FormatUint(i uint64, base int) string    // 无符号整型转字符串
func FormatInt(i int64, base int) string    // 有符号整型转字符串
func Itoa(i int) string

其中,Itoa 内部直接调用 FormatInt(i, 10) 实现的。base 参数可以取 2~36(0-9,a-z)。

转换的基本原理(以 10 进制的 127 转 string 为例) :

const digits = "0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyz"
u := uint64(127)
var a [65]byte
i := len(a)
b := uint64(base)
for u >= b {
    i--
    a[i] = digits[uintptr(u%b)]
    u /= b
}
i--
a[i] = digits[uintptr(u)]
return string(a[1:])

即将整数每一位数字对应到相应的字符,存入字符数组中,最后字符数组转为字符串即为结果。

具体实现时,当 base 是 2 的幂次方时,有优化处理(移位和掩码);十进制也做了优化。

标准库还提供了另外两个函数:AppendIntAppendUint,这两个函数不是将整数转为字符串,而是将整数转为字符数组 append 到目标字符数组中。(最终,我们也可以通过返回的 []byte 得到字符串)

除了使用上述方法将整数转为字符串外,经常见到有人使用 fmt 包来做这件事。如:

fmt.Sprintf("%d", 127)

那么,这两种方式我们该怎么选择呢?我们主要来考察一下性能。

startTime := time.Now()
for i := 0; i < 10000; i++ {
    fmt.Sprintf("%d", i)
}   
fmt.Println(time.Now().Sub(startTime))

startTime := time.Now()
for i := 0; i < 10000; i++ {
    strconv.Itoa(i)
}   
fmt.Println(time.Now().Sub(startTime))

我们分别循环转换了 10000 次。Sprintf 的时间是 3.549761ms,而 Itoa 的时间是 848.208us,相差 4 倍多。

Sprintf 性能差些可以预见,因为它接收的是 interface,需要进行反射等操作。个人建议使用 strconv 包中的方法进行转换。

注意:别想着通过 string(65) 这种方式将整数转为字符串,这样实际上得到的会是 ASCCII 值为 65 的字符,即 'A'。

思考:

给定一个 40 以内的正整数,如何快速判断其是否是 2 的幂次方?

提示:在 strconv 包源码 itoa.go 文件中找答案

1.3. 2.3.3 字符串和布尔值之间的转换

Go 中字符串和布尔值之间的转换比较简单,主要有三个函数:

// 接受 1, t, T, TRUE, true, True, 0, f, F, FALSE, false, False 等字符串;
// 其他形式的字符串会返回错误
func ParseBool(str string) (value bool, err error)
// 直接返回 "true" 或 "false"
func FormatBool(b bool) string
// 将 "true" 或 "false" append 到 dst 中
// 这里用了一个 append 函数对于字符串的特殊形式:append(dst, "true"...)
func AppendBool(dst []byte, b bool)

1.4. 2.3.4 字符串和浮点数之间的转换

类似的,包含三个函数:

func ParseFloat(s string, bitSize int) (f float64, err error)
func FormatFloat(f float64, fmt byte, prec, bitSize int) string
func AppendFloat(dst []byte, f float64, fmt byte, prec int, bitSize int)

函数的命名和作用跟上面讲解的其他类型一致。

关于 FormatFloatfmt 参数, 在第一章第三节格式化 IO 中有详细介绍。而 prec 表示有效数字(对 fmt='b' 无效),对于 'e', 'E' 和 'f',有效数字用于小数点之后的位数;对于 'g' 和 'G',则是所有的有效数字。例如:

strconv.FormatFloat(1223.13252, 'e', 3, 32)    // 结果:1.223e+03
strconv.FormatFloat(1223.13252, 'g', 3, 32)    // 结果:1.22e+03

由于浮点数有精度的问题,精度不一样,ParseFloat 和 FormatFloat 可能达不到互逆的效果。如:

s := strconv.FormatFloat(1234.5678, 'g', 6, 64)
strconv.ParseFloat(s, 64)

另外,fmt='b' 时,得到的字符串是无法通过 ParseFloat 还原的。

特别地(不区分大小写),+inf/inf,+infinity/infinity,-inf/-infinity 和 nan 通过 ParseFloat 转换分别返回对应的值(在 math 包中定义)。

同样的,基于性能的考虑,应该使用 FormatFloat 而不是 fmt.Sprintf

1.5. 2.3.5 其他导出的函数

如果要输出这样一句话:This is "studygolang.com" website. 该如何做?

So easy:

fmt.Println(`This is "studygolang.com" website`)

如果没有 `` 符号,该怎么做?转义:

fmt.Println("This is \"studygolang.com\" website")

除了这两种方法,strconv 包还提供了函数这做件事(Quote 函数)。我们称 "studygolang.com" 这种用双引号引起来的字符串为 Go 语言字面值字符串(Go string literal)。

上面的一句话可以这么做:

fmt.Println("This is", strconv.Quote("studygolang.com"), "website")

2. 导航

Copyright © studygolang.com 2013 all right reserved,powered by Gitbook该文件修订时间: 2019-04-15 02:03:59

results matching ""

    No results matching ""