实践中的重构11_茴香豆的多种写法

鲁迅先生的名文孔乙己中，孔乙己纠结于茴香豆的茴字有多种写法，可惜小孩子不愿意学，可惜了孔乙己的一片良苦用心。
一个功能，不同的程序员的实现，基于各种因素，可能是千差万别的。即使是同一个程序员，一般也会有多种方式来完成该程序的编写。面对各种不同的可能实现方式，挑选出适合当前场景的实现，就变成了程序员责无旁贷的任务。

 /**    * 这个是最早的程序版本，把一个字符串转换成一个16进制编码的字符串。    * 看到这段代码的时候，第一反应是怎么不用StringBuilder。而是字符串相加。    * 其次，这个是一个常用的工具类，每天的调用量很大，性能看上去不怎么好。     * */ public static String str2HexString_0(String str) {        String ret = "";       byte[] b = str.getBytes();

     for (int i = 0; i < b.length; i++) {            String hex = Integer.toHexString(b[i] & 0xFF);

         if (hex.length() == 1) {                hex = '0' + hex;          }

           ret += hex.toUpperCase();       }

       return ret;   }

   /**    * 第一次尝试修改。核心思想是用StringBuilder代替String。展开数字对String的转换，避免调用toUpperCase方法。    * */ public static String str2HexString_1(String str) {

      StringBuilder sb = new StringBuilder(str.length() << 1);

     byte[] data = str.getBytes();

      for (int i = 0; i < data.length; i++) {

           int left = (data[i] & 0xF0) >> 4;          append(sb, left);

           int right = data[i] & 0x0F;          append(sb, right);

      }

       return sb.toString(); }

   private static void append(StringBuilder sb, int i) {     switch (i) {      case 0:           sb.append("0");         break;        case 1:           sb.append("1");         break;        case 2:           sb.append("2");         break;        case 3:           sb.append("3");         break;        case 4:           sb.append("4");         break;        case 5:           sb.append("5");         break;        case 6:           sb.append("6");         break;        case 7:           sb.append("7");         break;        case 8:           sb.append("8");         break;        case 9:           sb.append("9");         break;        case 10:          sb.append("A");         break;        case 11:          sb.append("B");         break;        case 12:          sb.append("C");         break;        case 13:          sb.append("D");         break;        case 14:          sb.append("E");         break;        case 15:          sb.append("F");         break;        default:          break;        } }

   /**    * 测试发现，第一次的修改速度提高了。但是code变长了，看起来不是很舒服。 想了想不用switch是可以提高code的简洁程度的。  * 于是有了第2次修改。  * */ public static String str2HexString_2(String str) {

      StringBuilder sb = new StringBuilder(str.length() << 1);

     byte[] data = str.getBytes();

      for (int i = 0; i < data.length; i++) {

           int left = (data[i] & 0xF0) >> 4;          sb.append("0123456789ABCDEF".charAt(left));

           int right = data[i] & 0x0F;          sb.append("0123456789ABCDEF".charAt(right));

      }

       return sb.toString(); }

   /** 想了想用数组不用charAt会不会更快呢。于是有了下面的版本。 */    public static String str2HexString_3(String str) {

      StringBuilder sb = new StringBuilder(str.length() << 1);

     byte[] data = str.getBytes();

      for (int i = 0; i < data.length; i++) {

           int left = (data[i] & 0xF0) >> 4;          sb.append(digit2string[left]);

          int right = data[i] & 0x0F;          sb.append(digit2string[right]);

     }

       return sb.toString(); }

   private static final String[] digit2string = { "0", "1", "2", "3", "4",            "5", "6", "7", "8", "9", "A", "B", "C", "D", "E", "F", };

 /**    * 测试发现第3次修改的性能不怎么样。而且code不易读了。算是一个失败的修改。  * 出去抽了一根烟，突然醒悟到为什么一定要用StringBuilder呢，   * 这个程序实质上就是一个对数据的操作。既然是对数据的操作，那就直接操作数据好了。干嘛要多绕一圈呢。 于是有了下面的版本。  * */ public static String str2HexString_4(String str) {

      byte[] oldData = str.getBytes();     char[] tmpData = new char[oldData.length << 1];

      for (int i = 0; i < oldData.length; i++) {          int left = (oldData[i] & 0xF0) >> 4;           tmpData[i << 1] = "0123456789ABCDEF".charAt(left);

         int right = oldData[i] & 0x0F;           tmpData[(i << 1) + 1] = "0123456789ABCDEF".charAt(right);       }     return new String(tmpData);   }

   /** 网友gdpglc的思路.*/    public static String str2HexString_5(String str) {

      byte[] oldData = str.getBytes();     char[] tmpData = new char[oldData.length << 1];

      for (int i = 0; i < oldData.length; i++) {          int left = (oldData[i] & 0xF0) >> 4;           tmpData[i << 1] = digit2char[left];

          int right = oldData[i] & 0x0F;           tmpData[(i << 1) + 1] = digit2char[right];        }     return new String(tmpData);   }

   private static final char[] digit2char = { '0', '1', '2', '3', '4', '5',         '6', '7', '8', '9', 'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', };

    /**    * 返回一个随机的字符串。150是基于该程序使用场景的抽样得到的长度。   * */ private static String getRandomString() {     StringBuilder sb = new StringBuilder();      Random r = new Random();     int length = 150 + r.nextInt(50);       for (int i = 0; i < length; i++) {          sb.append('a' + r.nextInt(26));        }     return sb.toString(); }

   /**    * 随机单元测试。 结果见perfResult.txt。  *     * */ @Test    public void test() {      for (int i = 0; i < 100; i++) {         String inputString = getRandomString();          String result_0 = str2HexString_0(inputString);          String result_1 = str2HexString_1(inputString);          String result_2 = str2HexString_2(inputString);          String result_3 = str2HexString_3(inputString);          String result_4 = str2HexString_4(inputString);          String result_5 = str2HexString_5(inputString);          Assert.assertEquals(result_0, result_1);          Assert.assertEquals(result_1, result_2);          Assert.assertEquals(result_2, result_3);          Assert.assertEquals(result_3, result_4);          Assert.assertEquals(result_4, result_5);          Assert.assertEquals(result_5, result_0);      } }

性能结果报告：

100000次执行的性能结果。
单位ms。

str2HexString_0 132016
str2HexString_1 8906
str2HexString_2 5297
str2HexString_3 7859
str2HexString_4 4203
str2HexString_5 3985

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