java - 如何在保持自然顺序的同时将 Java long 转换为字符串

Question

我目前正在研究一个简单的编程问题，优化它可能很有趣 - 至少对于那些相信编程是一门艺术的人来说是这样 :) 所以就是这样:

如何在保持自然顺序的同时最好地将 long 表示为字符串？

此外，字符串表示应匹配 ^[A-Za-z0-9]+$。 (我在这里并不太严格，但避免使用控制字符或任何可能导致编码问题的字符，在 XML 中是非法的，有换行符，或类似的字符肯定会导致问题)

这是一个 JUnit 测试用例:

@Test
public void longConversion() {
    final long[] longs = { Long.MIN_VALUE, Long.MAX_VALUE, -5664572164553633853L,
            -8089688774612278460L, 7275969614015446693L, 6698053890185294393L,
            734107703014507538L, -350843201400906614L, -4760869192643699168L,
            -2113787362183747885L, -5933876587372268970L, -7214749093842310327L, };

    // keep it reproducible
    //Collections.shuffle(Arrays.asList(longs));

    final String[] strings = new String[longs.length];
    for (int i = 0; i < longs.length; i++) {
        strings[i] = Converter.convertLong(longs[i]);
    }

    // Note: Comparator is not an option
    Arrays.sort(longs);
    Arrays.sort(strings);

    final Pattern allowed = Pattern.compile("^[A-Za-z0-9]+$");
    for (int i = 0; i < longs.length; i++) {
        assertTrue("string: " + strings[i], allowed.matcher(strings[i]).matches());
        assertEquals("string: " + strings[i], longs[i], Converter.parseLong(strings[i]));
    }
}

这是我正在寻找的方法

public static class Converter {
    public static String convertLong(final long value) {
        // TODO
    }

    public static long parseLong(final String value) {
        // TODO
    }
}

我已经对如何解决这个问题有了一些想法。尽管如此，我还是会从社区中得到一些不错的(创意)建议。

此外，如果这个转换是

• 尽可能短
• 易于用其他语言实现

编辑:我很高兴看到两个非常有名望的程序员遇到了和我一样的问题:对负数使用“-”是行不通的，因为“-”不会颠倒排序顺序:

1. -0001
2. -0002
3. 0000
4. 0001
5. 0002

Answer 1

好的，拿两个:

class Converter {
  public static String convertLong(final long value) {
    return String.format("%016x", value - Long.MIN_VALUE);
  }

  public static long parseLong(final String value) {
    String first = value.substring(0, 8);
    String second = value.substring(8);
    long temp = (Long.parseLong(first, 16) << 32) | Long.parseLong(second, 16);
    return temp + Long.MIN_VALUE;
  }
}

这个需要一点解释。首先，让我证明它是可逆的，并且由此产生的转换应该证明顺序:

for (long aLong : longs) {
  String out = Converter.convertLong(aLong);
  System.out.printf("%20d %16s %20d\n", aLong, out, Converter.parseLong(out));
}

输出:

-9223372036854775808 0000000000000000 -9223372036854775808
 9223372036854775807 ffffffffffffffff  9223372036854775807
-5664572164553633853 316365a0e7370fc3 -5664572164553633853
-8089688774612278460 0fbba6eba5c52344 -8089688774612278460
 7275969614015446693 e4f96fd06fed3ea5  7275969614015446693
 6698053890185294393 dcf444867aeaf239  6698053890185294393
  734107703014507538 8a301311010ec412   734107703014507538
 -350843201400906614 7b218df798a35c8a  -350843201400906614
-4760869192643699168 3dedfeb1865f1e20 -4760869192643699168
-2113787362183747885 62aa5197ea53e6d3 -2113787362183747885
-5933876587372268970 2da6a2aeccab3256 -5933876587372268970
-7214749093842310327 1be00fecadf52b49 -7214749093842310327

如您所见，Long.MIN_VALUE 和 Long.MAX_VALUE(前两行)是正确的，其他值基本一致。

这是在做什么？

假设您有带符号的字节值:

• -128 => 0x80
• -1 => 0xFF
• 0 => 0x00
• 1 => 0x01
• 127 => 0x7F

现在，如果您将 0x80 添加到这些值中，您将获得:

• -128 => 0x00
• -1 => 0x7F
• 0 => 0x80
• 1 => 0x81
• 127 => 0xFF

这是正确的顺序(有溢出)。

基本上，上面的操作是使用 64 位有符号长整数而不是 8 位有符号字节。

转换回来有点迂回。你可能认为你可以使用:

return Long.parseLong(value, 16);

但你不能。将 16 f 传递给该函数 (-1)，它将抛出异常。它似乎将其视为一个无符号的十六进制值，long 无法容纳。因此，我将它分成两半并解析每一部分，将它们组合在一起，将前半部分左移 32 位。