将小数格式化为字符串以提高性能

Question

将小数格式化为字符串以提高性能

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我正在编写一个应用程序，需要将不同长度和不同精度的小数输出为字符串，但不带小数点，以便将其写入平面文件并输入到另一个系统中。例如：

 12345  -> Length:10, Scale:2              -> 0001234500
 123.45 -> Length:10, Scale:2              -> 0000012345
 123.45 -> Length:10, Scale:3              -> 0000123450
-123.45 -> Length:10, Scale:3, signed:true -> -000123450
 123.45 -> Length:10, Scale:3, signed:true -> +000123450

我编写的处理函数如下，将被调用数十万次，因此我想确保没有更好、更高效的方法来处理这个问题。我已经研究了许多方法，想让DecimalFormat为我做更多的事情，但我发现它无法满足我的需求，即在不使用小数点的情况下格式化小数位数。

protected String getFormattedDecimal( String value, int len, int scale, Boolean signed ) throws Exception{
    StringBuffer retVal = new StringBuffer();

    //Need a BigDecimal to facilitiate correct formatting
    BigDecimal bd = new BigDecimal( value );

    //set the scale to ensure that the correct number of zeroes 
    //at the end in case of rounding
    bd = bd.setScale( scale );

    //taking it that if its supposed to have negative it'll be part of the num
    if ( ( bd.compareTo( BigDecimal.ZERO ) >= 0 ) && signed ){
        retVal.append( "+" );
    }           

    StringBuffer sbFormat = new StringBuffer();
    for (int i = 0; i < len; i++)
    {
        sbFormat.append('0');
    }

    DecimalFormat df = new DecimalFormat( sbFormat.toString() );

    retVal.append( df.format( bd.unscaledValue() ) );

    return retVal.toString();
}

- MadMurf

3个回答

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如果您一开始就将输入作为字符串获取，那么为什么需要将其转换为BigDecimal然后再转回去呢？

好像找到小数点的位置，将其与长度/比例进行比较，并相应地填充字符串会更快。

- ChssPly76

我会尝试一下...看起来需要更多的代码来进行分割、填充和处理有符号值，但我愿意尝试。 - MadMurf

看起来代码量更多，但实际上运行速度快了将近4倍，非常感谢。 - MadMurf

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我同意ChssPly76关于手动字符串操作的观点。然而，如果您打算使用BigDecimal/DecimalFormat方法，您可能需要考虑共享您的DecimalFormats而不是在每次迭代中创建一个新的。请注意，这些类不是线程安全的，因此如果您使用多个线程进行处理，您将需要使用ThreadLocal存储来维护每个线程的格式化程序。

顺便说一下，您是否测试过这个方法并发现性能不可接受，还是只是寻找最有效的解决方案？请注意唐纳德·克努斯（Donald Knuth）在早期优化方面的看法。

- akf

是的，通过分析器运行它，其平均基准时间为0.00058，因此它运行的600k个奇数迭代花费了349秒。我将查看如何使用长度操作字符串，并查看其性能如何，我认为这样会更糟糕，因为需要拆分和处理负数。 - MadMurf

网页内容由stack overflow 提供, 点击上面的

可以查看英文原文，
原文链接

- CPerkins · Accepted Answer

我的性能优化实现如下。它比基于DecimalFormatter的解决方案快约4.5倍：在我的机器上运行，在Eclipse中使用不错的自制测试工具包，结果为：

旧方法需要5421毫秒才能进行600,000次调用（每个调用平均0.009035毫秒）新方法需要1219毫秒才能进行600,000次调用（每个调用平均0.002032毫秒）

一些注意事项： - 我的解决方案利用了一个固定大小的零块进行填充。如果您预计需要更多的填充位置而不是我使用的30个左右，那么您必须增加其大小...如果需要，可以动态增加其大小。 - 您上面的评论与代码不完全匹配。具体来说，如果返回一个符号字符，则返回长度比请求的长度大1（您的注释表示否则）。我选择相信代码而不是注释。 - 我将我的方法设置为静态方法，因为它不需要实例状态。这是个人品味问题-您的情况可能有所不同。

另外：为了模仿原始行为（但未在注释中给出），此字符串：

- 如果传入值中有比规模还多的小数位数，则抛出ArithmeticException - 如果传入值中有比（len-比例）更多的整数位数，则返回的字符串长度大于len。 - 如果signed为真，则返回的字符串比len多一个。

但是：如果len为负，则原始行为返回逗号分隔的字符串。这会引发IllegalArgumentException。

package com.pragmaticsoftwaredevelopment.stackoverflow;
...
   final static String formatterZeroes="00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000";
   protected static String getFormattedDecimal ( String value, int len, int scale, Boolean signed ) throws IllegalArgumentException {
       if (value.length() == 0) throw new IllegalArgumentException ("Cannot format a zero-length value");
       if (len <= 0) throw new IllegalArgumentException ("Illegal length (" + len + ")");
       StringBuffer retVal = new StringBuffer();
       String sign=null;
       int numStartIdx; 
       if ("+-".indexOf(value.charAt(0)) < 0) {
          numStartIdx=0;
       } else {
          numStartIdx=1;
          if (value.charAt(0) == '-')
             sign = "-";
       }
       if (signed && (value.charAt(0) != '-'))
          sign = "+";
       if (sign==null)
          sign="";
       retVal.append(sign);


       int dotIdx = value.indexOf('.');
       int requestedWholePartLength = (len-scale);

       if (dotIdx < 0) { 
          int wholePartPadLength = (requestedWholePartLength - ((value.length()-numStartIdx)));
          if (wholePartPadLength > 0)
             retVal.append(formatterZeroes.substring(0, wholePartPadLength));
          retVal.append (value.substring(numStartIdx));
          if (scale > 0)
             retVal.append(formatterZeroes.substring(0, scale));
       }
       else {
          int wholePartPadLength = (requestedWholePartLength - (dotIdx - numStartIdx));
          if (wholePartPadLength > 0)
             retVal.append(formatterZeroes.substring(0, wholePartPadLength));
          retVal.append (value.substring(numStartIdx, dotIdx));
          retVal.append (value.substring (dotIdx+1));
          int fractionalPartPadLength = (scale - (value.length() - 1 - dotIdx));
          if (fractionalPartPadLength > 0)
             retVal.append(formatterZeroes.substring(0, fractionalPartPadLength));


       }

       return retVal.toString();
   }