java中字符和字節(jié)的轉(zhuǎn)換

在使用Java編程語(yǔ)言時(shí)，我們將繼續(xù)討論與建議的實(shí)踐有關(guān)的系列文章，我們將討論String性能調(diào)優(yōu)。 特別是，我們將著重于使用默認(rèn)編碼時(shí)如何有效地處理字符到字節(jié)和字節(jié)到字符的轉(zhuǎn)換。 本文總結(jié)了兩種建議的自定義方法與兩種經(jīng)典方法（“ String.getBytes（） ”和NIO ByteBuffer ）的性能比較，該方法將字符轉(zhuǎn)換為字節(jié)，反之亦然。

所有討論的主題均基于用例，這些用例源于電信行業(yè)關(guān)鍵任務(wù)超高性能生產(chǎn)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。

在閱讀本文的每個(gè)部分之前，強(qiáng)烈建議您參考相關(guān)的Java API文檔以獲取詳細(xì)信息和代碼示例。

所有測(cè)試均針對(duì)具有以下特征的Sony Vaio進(jìn)行：

• 系統(tǒng)：openSUSE 11.1（x86_64）
• 處理器（CPU）：Intel（R）Core（TM）2 Duo CPU T6670 @ 2.20GHz
• 處理器速度：1,200.00 MHz
• 總內(nèi)存（RAM）：2.8 GB
• Java：OpenJDK 1.6.0_0 64位

應(yīng)用以下測(cè)試配置：

• 并發(fā)工作者線程數(shù)：1
• 每個(gè)工作人員重復(fù)測(cè)試線程：1000000
• 整體測(cè)試次數(shù)：100

字符到字節(jié)和字節(jié)到字符的轉(zhuǎn)換
字符到字節(jié)和字節(jié)到字符的轉(zhuǎn)換被認(rèn)為是Java開(kāi)發(fā)人員的常見(jiàn)任務(wù)，這些Java開(kāi)發(fā)人員正在針對(duì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行編程，操縱字節(jié)數(shù)據(jù)流，序列化String對(duì)象，實(shí)現(xiàn)通信協(xié)議等。因此，Java提供了一些實(shí)用程序來(lái)啟用開(kāi)發(fā)人員將String （或字符數(shù)組）轉(zhuǎn)換為等效的字節(jié)數(shù)組，反之亦然。

String類的“ getBytes（charsetName） ”操作可能是將String轉(zhuǎn)換為其等效的字節(jié)數(shù)組的最常用方法。 由于可以根據(jù)所使用的編碼方案來(lái)不同地表示每個(gè)字符，因此，上述操作需要“ charsetName ”以正確轉(zhuǎn)換String字符也就不足為奇了。 如果未提供“ charsetName ”，則該操作使用平臺(tái)的默認(rèn)字符集將String編碼為字節(jié)序列。

將字符數(shù)組轉(zhuǎn)換為其等效字節(jié)數(shù)組的另一種“經(jīng)典”方法是使用NIO包的ByteBuffer類。 稍后將提供特定方法的示例代碼片段。

與更細(xì)粒度的方法相比，上述兩種方法雖然非常流行并且毫無(wú)爭(zhēng)議地易于使用和直接使用，但它們的性能都大大不足。 請(qǐng)記住， 我們不是在字符編碼之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換 。 為了在字符編碼之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，您應(yīng)該堅(jiān)持使用“ String.getBytes（charsetName） ”或NIO框架方法和實(shí)用程序的“經(jīng)典”方法。

當(dāng)所有要轉(zhuǎn)換的字符均為ASCII字符時(shí)，建議的轉(zhuǎn)換方法如下所示：

public static byte[] stringToBytesASCII(String str) {char[] buffer = str.toCharArray();byte[] b = new byte[buffer.length];for (int i = 0; i < b.length; i++) {b[i] = (byte) buffer[i];}return b; }

通過(guò)將每個(gè)字符值轉(zhuǎn)換為等效的字節(jié)來(lái)構(gòu)造結(jié)果字節(jié)數(shù)組，因?yàn)槲覀冎浪凶址荚贏SCII范圍內(nèi)（0 – 127），因此只能占據(jù)一個(gè) 字節(jié)大小。

使用結(jié)果字節(jié)數(shù)組，我們可以通過(guò)使用“經(jīng)典” 字符串構(gòu)造函數(shù)“ new String（byte []） ”轉(zhuǎn)換回原始String 。

對(duì)于默認(rèn)的字符編碼，我們可以使用下面顯示的方法將String轉(zhuǎn)換為字節(jié)數(shù)組，反之亦然：

public static byte[] stringToBytesUTFCustom(String str) {char[] buffer = str.toCharArray();byte[] b = new byte[buffer.length << 1];for(int i = 0; i < buffer.length; i++) {int bpos = i << 1;b[bpos] = (byte) ((buffer[i]&0xFF00)>>8);b[bpos + 1] = (byte) (buffer[i]&0x00FF);}return b; }

Java中的每種字符類型都占用2個(gè)字節(jié)的大小。 為了將String轉(zhuǎn)換為其等效的字節(jié)數(shù)組，我們將String的每個(gè)字符轉(zhuǎn)換為其2字節(jié)的表示形式。

使用結(jié)果字節(jié)數(shù)組，可以使用以下提供的方法將其轉(zhuǎn)換回原始的String ：

public static String bytesToStringUTFCustom(byte[] bytes) {char[] buffer = new char[bytes.length >> 1];for(int i = 0; i < buffer.length; i++) {int bpos = i << 1;char c = (char)(((bytes[bpos]&0x00FF)<<8) + (bytes[bpos+1]&0x00FF));buffer[i] = c;}return new String(buffer); }

我們從其2字節(jié)表示形式構(gòu)造每個(gè)String字符。 使用結(jié)果字符數(shù)組，我們可以通過(guò)使用“經(jīng)典” 字符串構(gòu)造函數(shù)“ new String（char []） ”將其轉(zhuǎn)換回原始String 。

最后但并非最不重要的一點(diǎn)是，我們提供了兩個(gè)使用NIO包的示例方法，以便將String轉(zhuǎn)換為其等效的字節(jié)數(shù)組，反之亦然：

public static byte[] stringToBytesUTFNIO(String str) {char[] buffer = str.toCharArray();byte[] b = new byte[buffer.length << 1];CharBuffer cBuffer = ByteBuffer.wrap(b).asCharBuffer();for(int i = 0; i < buffer.length; i++)cBuffer.put(buffer[i]);return b; }public static String bytesToStringUTFNIO(byte[] bytes) {CharBuffer cBuffer = ByteBuffer.wrap(bytes).asCharBuffer();return cBuffer.toString(); }

對(duì)于本文的最后一部分，我們提供了上述字符串到字節(jié)數(shù)組和字節(jié)數(shù)組到字符串轉(zhuǎn)換方法的性能比較表。 我們已經(jīng)使用輸入字符串“ test string ”測(cè)試了所有方法。

首先將String轉(zhuǎn)換為字節(jié)數(shù)組的性能比較表：

橫軸表示測(cè)試運(yùn)行的次數(shù)，縱軸表示每次測(cè)試運(yùn)行的每秒平均事務(wù)數(shù)（TPS）。 因此，較高的值更好。 正如預(yù)期的那樣，與“ stringToBytesASCII（String） ”和“ stringToBytesUTFCustom（String） ”建議的方法相比，“ String.getBytes（） ”和“ stringToBytesUTFNIO（String） ”方法的執(zhí)行效果均較差。 如您所見(jiàn)，與“經(jīng)典”方法相比，我們提出的方法可將TPS提高近30％。

最后將字節(jié)數(shù)組轉(zhuǎn)換為String的性能對(duì)比圖：

橫軸表示測(cè)試運(yùn)行的次數(shù)，縱軸表示每次測(cè)試運(yùn)行的每秒平均事務(wù)數(shù)（TPS）。 因此，較高的值更好。 正如預(yù)期的那樣，無(wú)論是“ 新的字符串（字節(jié)[]）”和“bytesToStringUTFNIO（字節(jié)[]）”的方法較差相比，“bytesToStringUTFCustom（字節(jié)[]）”建議的方法進(jìn)行。 如您所見(jiàn)，與“ new String（byte []） ”方法相比，我們提出的方法使TPS增長(zhǎng)了近15％，與“ bytesToStringUTFNIO（byte []） ”方法相比，TPS增長(zhǎng)了近30％。

總之，當(dāng)您處理字符到字節(jié)或字節(jié)到字符的轉(zhuǎn)換時(shí)，如果您不打算更改所使用的編碼，則可以通過(guò)使用自定義（細(xì)粒度）方法而不是使用提供的“經(jīng)典”方法來(lái)獲得卓越的性能。 String類和NIO包。 當(dāng)將測(cè)試字符串轉(zhuǎn)換為等效的字節(jié)數(shù)組時(shí)，與“經(jīng)典”方法相比，我們提出的方法總體上提高了45％的性能。

快樂(lè)編碼

賈斯汀

聚苯乙烯

考慮到我們的一些讀者提出的使用“ String.charAt（int） ”操作而不是使用“ String.toCharArray（） ”來(lái)將String字符轉(zhuǎn)換為字節(jié)的提議后，我更改了我們提出的方法，并重新執(zhí)行測(cè)試。 如預(yù)期的那樣，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了性能提升。 特別地，在TPS 額外 13％的平均增加被記錄為“stringToBytesASCII（字符串）”方法和TPS的額外 2％平均增加被記錄為“stringToBytesUTFCustom（字符串）”。 因此，您應(yīng)該使用更改后的方法，因?yàn)樗鼈兊男阅苌踔帘仍挤椒ㄟ€要好。 更新的方法如下所示：

public static byte[] stringToBytesASCII(String str) {byte[] b = new byte[str.length()];for (int i = 0; i < b.length; i++) {b[i] = (byte) str.charAt(i);}return b; }public static byte[] stringToBytesUTFCustom(String str) {byte[] b = new byte[str.length() << 1];for(int i = 0; i < str.length(); i++) {char strChar = str.charAt(i);int bpos = i << 1;b[bpos] = (byte) ((strChar&0xFF00)>>8);b[bpos + 1] = (byte) (strChar&0x00FF); }return b; } 相關(guān)文章 ：

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翻譯自: https://www.javacodegeeks.com/2010/11/java-best-practices-char-to-byte-and.html

java中字符和字節(jié)的轉(zhuǎn)換

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的java中字符和字节的转换_Java最佳实践–字符到字节和字节到字符的转换的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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