学步园

    今天，在编写一段程序时需要将byte类型的数据，用“二进制”形式的字符串输出，冥思苦想也不知道如何入手。忽然灵机一动记得Java中的Integer包装器类有一个toBinaryString(int i)以二进制（基数2）无符号整数形式返回一个整数参数的字符串表示形式的方法。

查找Java源代码文件Integer.java找到方法源码如下：

public static String toBinaryString(int i) ...{
    return toUnsignedString(i, 1);
    }

实际上调用的是toUnsignedString(i, 1);方法，再继续查找源码如下：

/** *//**
     * Convert the integer to an unsigned number.
     */
    private static String toUnsignedString(int i, int shift) ...{
    char[] buf = new char[32];
    int charPos = 32;
    int radix = 1 << shift;
    int mask = radix - 1;
    do ...{
        buf[--charPos] = digits[i & mask];
        i >>>= shift;
    } while (i != 0);
    return new String(buf, charPos, (32 - charPos));
    }

其中，方法中需要使用的数组digits[]定义如下：

final static char[] digits = ...{
    '0' , '1' , '2' , '3' , '4' , '5' ,
    '6' , '7' , '8' , '9' , 'a' , 'b' ,
    'c' , 'd' , 'e' , 'f' , 'g' , 'h' ,
    'i' , 'j' , 'k' , 'l' , 'm' , 'n' ,
    'o' , 'p' , 'q' , 'r' , 's' , 't' ,
    'u' , 'v' , 'w' , 'x' , 'y' , 'z'
 };

2） int charPos = 32;//计数器
int radix = 1 << shift;//注意这个地方1是个整型值（32位），它被左移了1位右边空出的用0补充，然后再赋值给了radix。下图是左移前与左移后数据1的二进制表式图: 
  4) int mask = radix - 1;
关键算法如下：
5) do {
6)     buf[--charPos] = digits[i & mask];
7)     i >>>= shift;
8) } while (i != 0);
6) buf[--charPos]因为数组下标是从0开始的，所以起始索引为31（对应内存中的第32位）。digits[i & mask]内存表示图如下:

7)i>>>=shift;

8)  } while (i != 0);//i=2 != 0循环继续5-7步，直至i=0结束循环至此程序运行结束。

9）return new String(buf, charPos, (32 - charPos));//调用String类的构造函数，创建一个指定字符数组的字符串对像，程序看到这里问题已经得到解决，下面的代码我就不深究了如果大家感兴趣可以去看源代码。

    总结：研究了Java源代码后对toBinaryString(int i)方法有了更深入的了解， Java库设计师们通过空间来换取速度，不过想想这种浪费空间的方法还是值得的。当然解决问题方法不仅仅只有这一种。