你知道Java判斷字串是否為數位的多種方式嗎

2022-07-06 10:01:57

1）null或者空字串
2）常規的數位，整數，浮點數以及負數
3）包含非法的字元，例如包含多餘的小數點，包含多餘的負號，以及其它非法格式
4）非阿拉伯數位，例如印度數位 १२३，阿拉伯文 ١٢٣，以及羅馬數位Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ
5）非十進位制的數位，例如二進位制，八進位制，十六進位制，科學計數法表示的數位

小結

總結

前言

判斷一個字串是否為數位是Java開發中很常見的業務需求，實現這個判斷有很多種方式，大體上分為例外處理，正規表示式，數位字元，NumberFormat工具類，外部工具類這五大類，不同型別下的實現方式其實略有不同，那麼究竟選擇哪種方式才是最好的呢？本文將一一列舉出這5類中具體8個方案，並通過豐富的測試用例來並對比這些方案的差異，相信看完本文，你將會有自己的思考。

例外處理

使用例外處理的本質是基於java自身對於字串定義而實現的，如果我們的字串能夠被轉換為數位，那麼這個字串就是數位，如果轉換失敗則會丟擲異常，所以我們如果能夠捕獲異常，就可以認為它不是數位，這個方案很簡單：

    public static boolean isNumeric1(String str) {
        try {
            Double.parseDouble(str);
            return true;
        } catch(Exception e){
            return false;
        }
    }

如果我們的業務只要求判斷字串是否為整數，那麼只需要將Double.parseDouble(str);換成Integer.parseInt(str);即可。但是這個方案有個致命缺陷，由於判斷失敗會拋異常出來，當判斷失敗的頻率比較高，將產生較大的效能損耗。

正規表示式

使用正規表示式也是一種常見的判斷方式，以下的正規表示式將判斷輸入字串是否為整數或者浮點數，涵蓋負數的情況。

    public static boolean isNumeric2(String str) {
        return str != null && str.matches("-?\d+(\.\d+)?");
    }

當然，為了效能考量，這個方法最好優化成以下方式，因為上面的寫法每次呼叫時都會在matches內部間接建立一個Pattern範例。

    private static final Pattern NUMBER_PATTERN = Pattern.compile("-?\d+(\.\d+)?");
    public static boolean isNumeric2(String str) {
        return str != null && NUMBER_PATTERN.matcher(str).matches();
    }

使用NumberFormat

通常使用NumberFormat類的format方法將一個數值格式化為符合某個國家地區習慣的數值字串，例如我們輸入18，希望輸出18￥，使用這個類再好不過了，這裡可以瞭解它的具體用法。但是也可以用該類的parse方法來判斷輸入字串是否為數位。

    public static boolean isNumeric3(String str) {
        if (str == null) return false;
        NumberFormat formatter = NumberFormat.getInstance();
        ParsePosition pos = new ParsePosition(0);
        formatter.parse(str, pos);
        return str.length() == pos.getIndex();
    }

數位字元

字串的底層實現其實就是字元陣列，如果這個字元陣列中每個字元都是數位，那麼這個字串不就是數位字串了嗎？利用java.lang.Character#isDigit(int)判斷所有字元是否為數位字元從而達到判斷數位字串的目的：

    public static boolean isNumeric4(String str) {
        if (str == null) return false;
        for (char c : str.toCharArray ()) {
            if (!Character.isDigit(c)) return false;
        }
        return true;
    }

如果你的java版本是8以上，以上的寫法可以替換成如下Stream流的方式，從而看起來更優雅。所以，茴香豆的‘茴’又多了一種寫法！

    public static boolean isNumeric4(String str) {
        return str != null && str.chars().allMatch(Character::isDigit);
    }

外部工具類

使用外部工具類通常需要引入外部jar檔案，一般的依賴是apache的comons-lang：

        <dependency>
            <groupId>org.apache.commons</groupId>
            <artifactId>commons-lang3</artifactId>
        </dependency>

在使用外部工具類時，我們通常使用NumberUtils或者StringUtils，具體如下：

使用NumberUtils時，我們通常會選擇其靜態方法isParsable和isCreatable其中的一種，它們的不同點在於isCreatable不僅可以接受十進位制數位字串，還可以接受八進位制，十六進位制以及科學計數法表示的數位字串，isParsable只接受十進位制數位字串。

1.NumberUtils.isParsable

    public static boolean isNumeric5(String str) {
        return NumberUtils.isParsable(str);
    }

2.NumberUtils.isCreatable

    public static boolean isNumeric6(String str) {
        return NumberUtils.isCreatable(str);
    }

如果使用StringUtils，那麼要考慮到底該使用isNumeric還是isNumericSpace。二者的唯一差異在於，isNumeric會認為空字串為非法數位，isNumericSpace則認為空字串也是數位。

3.StringUtils.isNumeric

    public static boolean isNumeric7(String str) {
        return StringUtils.isNumeric(str);
    }

4.StringUtils.isNumericSpace

    public static boolean isNumeric8(String str) {
        return StringUtils.isNumericSpace(str);
    }

測試並比較

預設情況下，文章中的數位都指的是十進位制的阿拉伯數位(0 ，1，2 … 9)，測試時會擴充套件範圍。考慮以下幾個方向：

1）null或者空字串

2）常規的數位，整數，浮點數以及負數

3）包含非法的字元，例如包含多餘的小數點，包含多餘的負號，以及其它非常規格式

4）非阿拉伯數位，例如印度數位 १२३，阿拉伯文 ١٢٣，以及羅馬數位Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ

5）非十進位制的數位，例如二進位制，八進位制，十六進位制，科學計數法表示的數位

主體測試方法如下：

    public static void check(String str) {
        System.out.println ( "----------checking:【" + str + "】---------" );
        System.out.println(isNumeric1(str));
        System.out.println(isNumeric2(str));
        System.out.println(isNumeric3(str));
        System.out.println(isNumeric4(str));
        System.out.println(isNumeric5(str));
        System.out.println(isNumeric6(str));
        System.out.println(isNumeric7(str));
        System.out.println(isNumeric8(str));
        System.out.println( "---------------end-------------------" );
    }

測試用例：

    public static void main(String[] args) throws ParseException {
        //1）null或者空字串
        check(null);
        check("");
        check(" ");

        //2）正常的數位，整數或者浮點數
        check("123");
        check("0.123");
        check("-12.3");
        check("07");   //普通十進位制7 or 八進位制7

        //3）包含非法的字元，例如包含多餘的小數點，包含多餘的負號，以及其它非常規格式
        check("123.");
        check(".123");
        check("1.2.3");
        check("--12.3");
        check("-1-2.3");
        check("-12.3-");
        check(" 123");
        check("1 23");
        check("123 ");
        check("1a2b3c");
        check("10.0d");  //double型別
        check("1000L");  //long型別
        check("10.0f");  //float型別

        //4）非阿拉伯數位，例如印度數位 १२३，阿拉伯文 ١٢٣，以及羅馬數位Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ
        check("१२३");
        check("١٢٣");
        check("Ⅲ");

        //5）非十進位制的數位，例如二進位制，八進位制，十六進位制，科學計數法表示的數位
        check("0b100");  //二進位制
        check("09");     //十進位制9 or 非法的八進位制
        check("0xFF");   //十六進位制
        check("2.99e+8");//科學計數法
    }

由於篇幅原因，這裡就不將控制檯的列印結果貼上來了，有興趣的同學可以根據我的程式碼自己嘗試一下。

下面是將測試用例的列印結果做了個表格彙總，表頭為方法名，第一列是具體的輸入字串，表格中其它單元格表示該方法判斷是否為數位字串的結果。

用例	isNumberic1	isNumberic2	isNumberic3	isNumberic4	isNumberic5	isNumberic6	isNumberic7	isNumberic8
null	false	false	false	false	false	false	false	false
“”	false	false	true	true	false	false	false	true
" "	false	false	false	false	false	false	false	true
“123”	true	true	true	true	true	true	true	true
“0.123”	true	true	true	false	true	true	false	false
“-12.3”	true	true	true	false	true	true	false	false
“07”	true	true	true	true	true	true	true	true
“123.”	true	false	true	false	false	true	false	false
“.123”	true	false	true	false	true	true	false	false
“1.2.3”	false	false	false	false	false	false	false	false
“–12.3”	false	false	false	false	false	false	false	false
“-1-2.3”	false	false	false	false	false	false	false	false
“-12.3-”	false	false	false	false	false	false	false	false
" 123"	true	false	false	false	false	false	false	true
“1 23”	false	false	false	false	false	false	false	true
"123 "	true	false	false	false	false	false	false	true
“1a2b3c”	false	false	false	false	false	false	false	false
“10.0d”	true	false	false	false	false	true	false	false
“1000L”	false	false	false	false	false	true	false	false
“10.0f”	true	false	false	false	false	true	false	false
“१२३”	false	false	true	true	true	false	true	true
“١٢٣”	false	false	true	true	true	false	true	true
“Ⅲ”	false	false	false	false	false	false	false	false
“0b100”	false	false	false	false	false	false	false	false
“09”	true	true	true	true	true	false	true	true
“0xFF”	false	false	false	false	false	true	false	false
“2.99e+8”	true	false	false	false	false	true	false	false

通過這個表格，可以看出不同的判斷方法，對於非常規的字串來說，差異還是比較大的。

1）null或者空字串

在處理null時所有方法保持一致，這也是一個工具類該滿足的基本素養。

對於空字串來說，無論空字串長度是否大於0,基於StringUtils.isNumericSpace的isNumberic8均會返回true，因為它本身認為空字串就是數位。

對於長度大於0的空字串來說，基於NumberFormat的isNumberic3和基於java.lang.Character#isDigit(int)的isNumberic4 這兩種判斷方法都正常返回了false。

但是對於長度為0的空字串來說，isNumberic3和isNumberic4 這兩種判斷方法出了點小插曲，它們返回了false。這是因為，對於isNumberic3來說，toCharArray或者chars方法返回長度為0的字元陣列，它並沒有做一個有效的遍歷。對於isNumberic4來說，NumberFormat的起始位置和終點位置一致。

所以為了讓isNumberic3和isNumberic4更加健壯，建議對其實現內部再加一層空字串的判斷，優化後的程式碼如下。

    public static boolean isNumeric3(String str) {
        if (str == null || str.trim ().length() == 0) return false;
        NumberFormat formatter = NumberFormat.getInstance();
        ParsePosition pos = new ParsePosition(0);
        formatter.parse(str, pos);
        return str.length() == pos.getIndex();
    }

    public static boolean isNumeric4(String str) {
        if (str == null || str.trim ().length() == 0) return false;
        for (char c : str.toCharArray ()) {
            if (!Character.isDigit (c)) return false;
        }
        return true;
    }

2）常規的數位，整數，浮點數以及負數

常規數位指業務中常用的數位，譬如用於表示金額的浮點數，用於統計數量的整數等。這種情況下，isNumberic1，isNumberic2，isNumberic3，isNumberic5，isNumberic6 均表現出一致性，它們判斷出來的結果都是相同的，而且也是符合我們常規預期的，是我們認為正確的結果。

對於浮點數，isNumberic4認為這不是有效數位，因為java.lang.Character#isDigit(int)認為小數點並不是數位字元。同樣的，基於StringUtils.isNumeric的 isNumberic7 和基於StringUtils.isNumericSpace的 isNumberic8 也返回了false。

如果我們檢視以上兩個方法的底層實現，就可以發現 isNumberic7，isNumberic8 和 isNumberic4 的底層實現邏輯都是一樣的，它們都是通過判斷字元是否為數位字元來實現的。以下是StringUtils.isNumeric和StringUtils.isNumericSpace的原始碼：

    public static boolean isNumeric(CharSequence cs) {
        if (isEmpty(cs)) {
            return false;
        } else {
            int sz = cs.length();

            for(int i = 0; i < sz; ++i) {
                if (!Character.isDigit(cs.charAt(i))) {
                    return false;
                }
            }

            return true;
        }
    }

    public static boolean isNumericSpace(CharSequence cs) {
        if (cs == null) {
            return false;
        } else {
            int sz = cs.length();

            for(int i = 0; i < sz; ++i) {
                if (!Character.isDigit(cs.charAt(i)) && cs.charAt(i) != ' ') {
                    return false;
                }
            }

            return true;
        }
    }

這裡尤其注意 “07“這個字串。在某些語境下，07是十進位制的7，在另一些語境下，07是八進位制的7。例如我們直接將07賦值個int變數，它確實可以通過編譯，但是把07換成09呢？一定會編譯失敗，這是因為變數宣告的場景下，07作為八進位制對待，它滿足八進位制的範圍要求，而八進位制無法表示09，它太大了，所以編譯失敗。

但是Double.parseDouble卻可以將“09”轉化成9.0，因為這種場景下，輸入的數位作為十進位制對待，0被忽略了。

        int j = 07;
        int k = 09;   //編譯失敗，非法的八進位制
        System.out.println (Double.parseDouble ("09")); //列印9.0，以十進位制對待

儘管以0開頭的數位字串，在使用Double.parseDouble 的語境中被當作十進位制對待，可以被正確解析。但是從某些業務角度或者某種特定思維上來說，數位怎麼能以0開始呢？你能接受一個以0開頭的整數或者浮點數嗎？如果你不能接受這是一個合法的數位字串，那麼很遺憾，現有的案例均不滿足需求。你似乎只能通過正規表示式來實現，重新定義你的正規表示式，來過濾掉這類不恰當的字串。

同時還需要注意，表格倒數第三行的用例是“09”，和“07”這一行類似，但isNumberic6在這兩行表現的不一致。這是由於isNumberic6使用了NumberUtils.isCreatable，它把以“0”開頭的數位認為是八進位制數，符合八進位制範圍的返回true，不符合的返回false。所以"07"會返回true，“09”會返回false。

特別注意，當輸入為“10.0d”, “1000L”和“10.0f”時，在某種程度上也認為這是有效的數位，因為基本型別中宣告double，long和float型別的變數時，分別在字面量後面新增一個‘d’(‘D’) ，‘l’(‘L’) 和 ‘f’(‘F’)是一個很常見的操作。這類宣告一般用來處理強制轉換，但對於這類數位字串來說，使用 isNumberic1 的侷限性就出來了，本例中基於 Double.parseDouble 來做判斷，它可以接受‘d’(‘D’) 和 ‘f’(‘F’) 結尾的數位字串，但是不能接受以 ‘l’(‘L’) 結尾的數位字串，以下是Double.parseDouble的部分原始碼片段。

if (var6 >= var5 || var6 == var5 - 1 && (var0.charAt(var6) == 'f' || var0.charAt(var6) == 'F' || var0.charAt(var6) == 'd' || var0.charAt(var6) == 'D')) {
    if (var13) {
        return var1 ? A2BC_NEGATIVE_ZERO : A2BC_POSITIVE_ZERO;
    }

    return new FloatingDecimal.ASCIIToBinaryBuffer(var1, var3, var21, var8);
}

那是不是意味著，如果我們將isNumberic1的內部實現換成Long.parseLong，它就可以接受 “1000L” 了呢？答案是否定的，如果我們執行以下的程式碼，系統將丟擲異常。

System.out.println (Long.parseLong ("5562L"));

這是因為Long.parseLong的底層還是用到了Character.digit方法。以下是Long.parseLong的部分原始碼片段，上述的列印將在第一個”if“塊丟擲異常。

            while (i < len) {
                // Accumulating negatively avoids surprises near MAX_VALUE
                digit = Character.digit(s.charAt(i++),radix);
                if (digit < 0) {
                    throw NumberFormatException.forInputString(s);
                }
                if (result < multmin) {
                    throw NumberFormatException.forInputString(s);
                }
                result *= radix;
                if (result < limit + digit) {
                    throw NumberFormatException.forInputString(s);
                }
                result -= digit;
            }

因此，如果你需要接受以‘d’(‘D’)，‘f’(‘F’) 和 ‘l’(‘L’)結尾的數位字串，只有isNumberic6是最優解。

3）包含非法的字元，例如包含多餘的小數點，包含多餘的負號，以及其它非法格式

這部分的用例就相對靈活很多了。極端情況下，比如多一個小數點，或者多一個負號，或者純粹的摻入非數位字元，isNumberic1 ~ isNumberic8均能做出有效的判斷。

但是，如果只有一個小數點，且小數點的位置不合時宜的情況下，比如“123.”，“.123”，使用例外處理的isNumberic1和使用NumberFormat的isNumberic3行為一致，均返回了true。

你可能驚呆了，這怎麼能算是有效字串呢，這種情況其實和07這個測試用例是一樣的，Java可以將它們轉換成浮點數123.0或者整數123。所以返回true對於java來說這就是合理的。如果你不滿意，那隻能考慮正則這條路了。

4）非阿拉伯數位，例如印度數位 १२३，阿拉伯文 ١٢٣，以及羅馬數位Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ

所有的判斷方法，均認為羅馬數位為非法數位。

使用印度數位或者阿拉伯文數位，其中 isNumberic3，isNumberic4，isNumberic5，isNumberic7，isNumberic8 能夠做出有效判斷。其它方案均無效。

如果是做國際業務的同學，你可能就要留意了，他們用本地語言填寫的電話號碼你涵蓋了嗎？

等等，那漢字表示的數位，“一”，“二”，“三”… 該用什麼方法來判斷呢？很遺憾，本文列舉的方法均不滿足，需要自己開發相關工具類或查詢有效資料。

5）非十進位制的數位，例如二進位制，八進位制，十六進位制，科學計數法表示的數位

前面的測試用例均是十進位制數，但是一些少數場景不免會出現十進位制以外的資料。二進位制變數以 0b或0B 開始，八進位制以 0開始，十六進位制以0X或0x開始。

通過倒數第二行和倒數第三行可以看出來，只有 isNumberic6 可以準確的判斷出八進位制和十六進位制。

通過倒數第四行可以看出來，任何方法都不能判斷二進位制。

通過最後一行可以看出來，isNumberic1和isNumberic6 可以用來判斷科學計數法。

小結

判斷一個字串是否為數位看起來是一項很簡單的業務，但是它涉及的場景卻是非常多的，從業務角度來看，沒有哪個方法是完美的。

有人說例外處理的方式不好，效能低，但是它能處理開頭和結尾為空字串的輸入，還能處理科學計數法。

有人說正則最好，但他們用的正規表示式基本都是從網上扒下來的吧，只能判斷阿拉伯數位吧，而且不能處理以0開始的字元吧。

有人說使用數位字元的方式最好，但是它無法判斷浮點數。

還有人說使用StringUtils最好，那他們有對比過NumberUtils嗎？

總之，沒有什麼方法是最好的，最適合的才是最好的。這就和找物件一個道理，你說劉亦菲美吧，她很美，但不適合呀。

總結

到此這篇關於Java判斷字串是否為數位多種方式的文章就介紹到這了,更多相關Java判斷字串是否為數位內容請搜尋it145.com以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大家以後多多支援it145.com！

你知道Java判斷字串是否為數位的多種方式嗎

目錄

前言

例外處理

正規表示式

使用NumberFormat

數位字元

外部工具類

1.NumberUtils.isParsable

2.NumberUtils.isCreatable

3.StringUtils.isNumeric

4.StringUtils.isNumericSpace

測試並比較

1）null或者空字串

2）常規的數位，整數，浮點數以及負數

3）包含非法的字元，例如包含多餘的小數點，包含多餘的負號，以及其它非法格式

4）非阿拉伯數位，例如印度數位 १२३，阿拉伯文 ١٢٣，以及羅馬數位Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ

5）非十進位制的數位，例如二進位制，八進位制，十六進位制，科學計數法表示的數位

小結

總結

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