是否有用于无符号数字类型包装器的 Java 库？ [关闭]

Posted 2023-03-31

【中文标题】是否有用于无符号数字类型包装器的 Java 库？ [关闭]

【英文标题】：Is there a Java library for unsigned number type wrappers? [closed]

【发布时间】：2011-11-19 09:09:32

【问题描述】：

显然，Java 本身不支持无符号数字类型，and that's not going to change soon（cmets 从 2002 年开始）。但是，在使用数据库（例如 mysql）时，它们可能会时不时地派上用场。关于如何模拟无符号数有很多问题。例如：

unsigned short in java Java: Unsigned numbers Understanding Java unsigned numbers

所有这些都从表面上描述了它可以如何完成。但是是否有任何库实际上一直在为UByte、UShort、UInteger、ULong 实现合适的包装器？最好，这些包装器将扩展 java.lang.Number 并提供类似于 java.math.BigInteger 的算术 API。

从this document 可以看出，有很多事情要考虑，也有很多可能出错（例如如何按位移位、如何乘法等），所以我不想自己做.另外，我不想只使用下一个更高的类型（例如Short 而不是Byte 等）。例如，为了与数据库进行最佳交互，我希望保留 8-bit、16-bit、32-bit、64-bit 号码的概念。

更新：

在你回答之前！考虑到我知道所有的解决方法，但我真的很想拥有完全具有上述属性的这 4 种类型。也许有人已经这样做了，所以这就是我问的原因。无需提醒我解决方法。

【问题讨论】：

所有关于玩unsigned-in-signed-land的比特捏造警告，没有“像数字一样的数字”通常足以让我拒绝。 Java 刚刚错过了一些领域，这就是其中之一。

@pst：我也有同感。在大多数情况下，我也被拒之门外。但在这种情况下，这样的图书馆真的是一种享受。

前段时间我遇到了 javolution 库，其中包含 Struct 类，其中包含 Uints 8-,16-,32-bit 的实现。

@87element：实际上，这是一个不错的库。不幸的是，在这种情况下，无符号数类既没有扩展java.lang.Number，也没有提供算术方法......但仍然需要牢记......

@A.H.我知道 OpenHMS 的 SqlBuilder。不过，它似乎失去了吸引力。你会在这里找到更多类似的工具：***.com/questions/1217228/…

【参考方案1】：

当我在 jOOQ 中需要这个功能时，我还没有找到类似的东西，所以我推出了自己的开源库，我称之为 jOOU（U 代表无符号）：

http://github.com/jOOQ/jOOU

我知道有些人可能认为这有点矫枉过正，但我​​真的很想拥有那些包装其他语言称为 ubyte、ushort、uint、ulong 的包装器。希望通过 Valhalla，这些包装器可以转换为值类型。

当然，非常欢迎对算术/按位运算实现的贡献！

【参考方案2】：

没有人按照你想要的方式创建这些包装器是有一些原因的。

性能 垃圾收集器开销 没有自动装箱/拆箱 糟糕/无用的界面。 存在更简单的处理方法

前四点用一个小C例子演示：

unsigned int x=42, y, m=5, t=18;
y = x * m + t;

这将被翻译成：

UInteger m = new UInteger(5);
UInteger t = new UInteger(18);
UInteger x = new UInteger(42);

UInteger y = x.multiplyBy(m);
y = y.add(t);

必须创建几个包装对象，multiplyBy 和 add 会生成更多。如果以这种方式完成许多计算，这将给垃圾收集器带来相当大的负担。包装和展开也会白白消耗你的 CPU。

即使是简单的算术也是可以读写的 PITA，这一点也很明显。

出于同样的原因，NOBODY 使用带符号的包装类型进行算术运算。

如果您使用下一个更大的有符号类型进行计算并像这样切断上部，那么所有这些都是不必要的：

long x=42, y, m=5, t=18
y = (x*m + t) & 0xFFFFFFFF;

Java 和数据库之间的传输也可以使用下一个最大的有符号类型来完成。由于 JDBC 不会创建这些未签名的包装器类型，因此您必须自己完全这样做，然后才能将数据转换为未签名的包装器。

我为自己做了一些 CPU 密集型数据处理并处理二进制协议。在这些情况下，我希望我也有无符号数据类型。但是在 Java 中使用包装器类型来模拟它们比每次都直接处理问题要麻烦得多。

【讨论】：

我同意，只有当二进制协议使用无符号 64 位整数时，它才会变得“丑陋”。你好 BigInteger :(

你有很好的观点。另一方面，有时您确实需要 BigInteger 和/或BigDecimal。然后你别无选择，只能使用那个冗长的 API。出于同样的原因，如果您确实需要 UInteger，为什么不使用它呢？而且，如果您追求速度，那么您仍然可以自己进行计算...我目前正在评估是否要为jooq.org 使用此类包装器，或者是否有其他方法...在我的情况下，速度可能不是问题。

@LukasEder 你知道你仍然可以使用 BigInteger 包装器（对于 64 位无符号）和下一个更大的值来计算其他所有值，然后告诉数据库正确存储这些值？我实际上很确定您至少可以为某些数据库做到这一点。

@Voo：我知道许多解决方法。我真的很喜欢一个可以传达有多少位的包装器。在数据库中，BigInteger 是DECIMAL(n, 0) 与n > 19 的最佳匹配。这对我来说有不同的语义，而不是unsigned long...

@LukasEder 在这种情况下，不要重新实现算法，而只需在包装器中存储一个简单的 int bitsize; 值（或者只为每种类型编写包装器）。然后只需为所有重要的数据库实现“我如何在 DB Y 中存储位大小 X 的值”逻辑（不知道这是否甚至没有标准化？），你就完成了。如果性能不重要，那么编写抽象基类是微不足道的。有趣的部分在于数据库通信。

【参考方案3】：

另一个需要考虑的库是 Google 的 Guava。它支持以下无符号类型：

UnsignedInteger UnsignedLong

他们确实扩展了 Number 并实现了算术运算。

【讨论】：

出于某种原因，Guava 没有 ushort 和 ubyte 类型。特别是ubyte 是最有用的。你知道为什么吗？

short 出现问题：code.google.com/p/guava-libraries/issues/detail?id=670，byte 出现UnsignedBytes

是的，但是UnsignedBytes 只为byte 操作提供静态方法...

【参考方案4】：

commons-primitives 中使用的 unsignedInt 数组的解决方案将其传递一个 long 将其视为 unsigned int。你可以在这里阅读更多：

http://commons.apache.org/primitives/apidocs/org/apache/commons/collections/primitives/ArrayUnsignedIntList.html

【讨论】：

谢谢，我知道所有这些部分解决方案。许多库对无符号数字类型采取了 1-2 步。但我真的在寻找一个完全按照我在问题中描述的库，一个包括算术在内的所有方法......

【参考方案5】：

    // Java 8
    int vInt = Integer.parseUnsignedInt("4294967295");
    System.out.println(vInt); // -1
    String sInt = Integer.toUnsignedString(vInt);
    System.out.println(sInt); // 4294967295

    long vLong = Long.parseUnsignedLong("18446744073709551615");
    System.out.println(vLong); // -1
    String sLong = Long.toUnsignedString(vLong);
    System.out.println(sLong); // 18446744073709551615

    // Guava 18.0
    int vIntGu = UnsignedInts.parseUnsignedInt(UnsignedInteger.MAX_VALUE.toString());
    System.out.println(vIntGu); // -1
    String sIntGu = UnsignedInts.toString(vIntGu);
    System.out.println(sIntGu); // 4294967295

    long vLongGu = UnsignedLongs.parseUnsignedLong("18446744073709551615");
    System.out.println(vLongGu); // -1
    String sLongGu = UnsignedLongs.toString(vLongGu);
    System.out.println(sLongGu); // 18446744073709551615