Golang 中整数转字符串的方法

　　整形转字符串经常会用到，本文讨论一下 Golang 提供的这几种方法。基于 go1.10.1

　　fmt.Sprintf

　　fmt 包应该是最常见的了，从刚开始学习 Golang 就接触到了，写 ‘hello, world 就得用它。它还支持格式化变量转为字符串。

　　%d 代表十进制整数。

　　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.

　　参数 i 是要被转换的整数， base 是进制，例如2进制，支持2到36进制。

　　 strconv.Format(int64(a), 10)

　　Format 的实现

　　[0, 99)的两位整数

　　对于小的（小于等于100）十进制正整数有加速优化算法：

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

　　加速的原理是提前算好100以内非负整数转换后的字符串。

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

　　可以看出来，转换后的结果是从1到99都有，而且每个结果只占两位。当然个人数的情况还得特殊处理，个位数结果只有一位。

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

　　如果被转换的数字是个位数，那么偏移量变成了1，默认情况是0。

　　只支持2到36进制的转换。36进制是10个数字加26个小写字母，超过这个范围无法计算。

　　 var a [64 + 1]byte

　　整形最大64位，加一位是因为有个符号。转换计算时，要分10进制和非10进制的情况。

　　10进制转换

　　10进制里，两位两位转换，为什么这么干？两位数字时100以内非负整数转换可以用上面的特殊情况加速。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进制的转换。

　　 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)] }

　　通过循环求余实现。进制的转换也是这种方式。

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

　　上面的代码实现了进制的转换。而 digits[uint(u)&m] 实现了转换后的结果再转成字符。

　　常规情况

　　 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)]

　　依然是循环求余来实现。这段代码更像是给人看的。和上面2的倍数的进制转换的区别在于，上面的代码把除法 / 换成了右移（ >> ） s 位，把求余 % 换成了逻辑与 & 操作。

　　Sprintf 的实现

　　 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) ... }

　　判断类型，如果是整数 int 类型，不需要反射，直接计算。支持的都是基础类型，其它类型只能通过反射实现。

　　Sprintf 支持的进制只有10 %d 、16 x 、8 o 、2 b 这四种，其它的会包 fmt: unknown base; cant happen 异常。

　　 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; cant happen) }

　　2、8、16进制和之前 FormatInt 差不多，而10进制的性能差一些，每次只能处理一位数字，而不像 FormatInt 一次处理两位。

　　性能对比

　　 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 } }

　　压测有三组对比，小于100的情况，大数字的情况，还有二进制的情况。

　　 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 Sprintf 在所有情况中都是最差的，还是别用这个包了。 小于100的情况会有加速，不光是性能上的加速，因为结果是提前算好的，也不需要申请内存。 FormatInt 10进制性能最好，其它的情况差一个数量级。 Itoa 虽然只是封装了 FormatInt ，对于性能还是有一些影响的。

　　本文涉及的代码可以从这里 下载。

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