java Character.digit,forDigit

一、核心概念与功能对比

方法	功能	输入	输出	典型应用场景
`Character.digit(char ch, int radix)`	将字符转换为指定进制下的数值	字符 + 进制 (2-36)	整数值 (0-35) 或 -1	解析数字字符串
`Character.forDigit(int digit, int radix)`	将数值转换为指定进制下的字符	数值 (0-35) + 进制	字符或 null	生成数字字符串

二、方法定义与参数说明

1. `Character.digit`

public static int digit(char ch, int radix)
public static int digit(int codePoint, int radix)

ch/codePoint：要转换的字符
radix：进制基数（2-36）
返回值：
- 字符在指定进制中表示的数值（0 到 radix-1）
- 字符无效时返回 -1

2. `Character.forDigit`

public static char forDigit(int digit, int radix)

digit：要转换的数值（0 ≤ digit < radix）
radix：进制基数（2-36）
返回值：
- 指定进制下表示该数值的字符
- 数值无效时返回 null 字符 (\u0000)

三、详细操作步骤与示例

步骤 1：基础转换示例

// digit 示例：字符转数值
System.out.println(Character.digit('5', 10));  // 5 (十进制)
System.out.println(Character.digit('A', 16));  // 10 (十六进制)
System.out.println(Character.digit('z', 36));  // 35 (三十六进制)
System.out.println(Character.digit('G', 16));  // -1 (无效十六进制字符)

// forDigit 示例：数值转字符
System.out.println(Character.forDigit(9, 10));   // '9' (十进制)
System.out.println(Character.forDigit(15, 16));  // 'f' (十六进制)
System.out.println(Character.forDigit(35, 36));  // 'z' (三十六进制)
System.out.println(Character.forDigit(16, 16));  // '\u0000' (超出范围)

步骤 2：进制转换工具实现

public class RadixConverter {
    /**
     * 将字符串转换为指定进制的整数值
     * @param numberStr 数字字符串
     * @param radix 进制 (2-36)
     * @return 转换后的整数值
     */
    public static int stringToInt(String numberStr, int radix) {
        if (radix < Character.MIN_RADIX || radix > Character.MAX_RADIX) {
            throw new IllegalArgumentException("无效进制: " + radix);
        }
        
        int result = 0;
        for (int i = 0; i < numberStr.length(); i++) {
            char c = numberStr.charAt(i);
            int digit = Character.digit(c, radix);
            
            if (digit == -1) {
                throw new NumberFormatException("无效字符: " + c);
            }
            
            result = result * radix + digit;
        }
        return result;
    }

    /**
     * 将整数值转换为指定进制的字符串
     * @param number 整数值
     * @param radix 进制 (2-36)
     * @return 转换后的字符串
     */
    public static String intToString(int number, int radix) {
        if (radix < Character.MIN_RADIX || radix > Character.MAX_RADIX) {
            throw new IllegalArgumentException("无效进制: " + radix);
        }
        
        if (number == 0) return "0";
        
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        boolean negative = number < 0;
        long num = Math.abs((long) number); // 处理Integer.MIN_VALUE
        
        while (num > 0) {
            int digit = (int) (num % radix);
            char c = Character.forDigit(digit, radix);
            sb.insert(0, c);
            num /= radix;
        }
        
        if (negative) sb.insert(0, '-');
        return sb.toString();
    }
}

// 测试用例
System.out.println(stringToInt("1A", 16));    // 26
System.out.println(stringToInt("101", 2));    // 5
System.out.println(intToString(255, 16));     // "ff"
System.out.println(intToString(10, 8));       // "12"

步骤 3：Unicode 数字转换

// 处理全角数字和特殊数字字符
System.out.println(Character.digit('５', 10));   // 5 (全角数字)
System.out.println(Character.digit('〇', 10));   // 0 (中文数字)

// 转换特殊数字字符
System.out.println(Character.forDigit(5, 10));   // '5'
System.out.println(Character.forDigit(0, 10));   // '0'

四、常见错误与解决方案

1. 进制范围错误

// 错误：超出2-36范围
int value = Character.digit('A', 37); // 未检查返回值
char c = Character.forDigit(10, 40); // 返回空字符

// 正确：验证进制范围
public static int safeDigit(char ch, int radix) {
    if (radix < Character.MIN_RADIX || radix > Character.MAX_RADIX) {
        throw new IllegalArgumentException("无效进制: " + radix);
    }
    return Character.digit(ch, radix);
}

2. 大小写敏感问题

// 十六进制：A-F 有效，a-f 有效
System.out.println(Character.digit('a', 16)); // 10
System.out.println(Character.digit('A', 16)); // 10

// 但三十六进制：z有效，Z无效！
System.out.println(Character.digit('z', 36)); // 35
System.out.println(Character.digit('Z', 36)); // -1

// 解决方案：统一转换为小写
char input = 'Z';
int digit = Character.digit(Character.toLowerCase(input), 36);

3. 负值处理错误

// 错误：直接转换负数字符串
String negative = "-12";
int val = stringToInt(negative, 10); // 抛出异常

// 增强转换方法
public static int safeStringToInt(String str, int radix) {
    if (str.startsWith("-")) {
        return -1 * stringToInt(str.substring(1), radix);
    }
    return stringToInt(str, radix);
}

五、使用技巧与最佳实践

1. 进制转换模板

public class AdvancedConverter {
    // 支持的进制范围
    public static final int MIN_RADIX = 2;
    public static final int MAX_RADIX = 36;
    
    /**
     * 安全进制转换（支持负数和错误处理）
     */
    public static NumberParseResult parseNumber(String input, int radix) {
        if (radix < MIN_RADIX || radix > MAX_RADIX) {
            return new NumberParseResult("无效进制: " + radix);
        }
        
        if (input == null || input.isEmpty()) {
            return new NumberParseResult("输入为空");
        }
        
        boolean negative = false;
        String numberStr = input;
        
        // 处理符号
        if (input.startsWith("-")) {
            negative = true;
            numberStr = input.substring(1);
        }
        
        // 转换数字部分
        long value = 0;
        for (int i = 0; i < numberStr.length(); i++) {
            char c = numberStr.charAt(i);
            int digit = Character.digit(c, radix);
            
            if (digit == -1) {
                return new NumberParseResult("无效字符: " + c);
            }
            
            // 检查溢出
            try {
                value = Math.multiplyExact(value, radix);
                value = Math.addExact(value, digit);
            } catch (ArithmeticException e) {
                return new NumberParseResult("数值溢出");
            }
        }
        
        return new NumberParseResult(negative ? -value : value);
    }
    
    static class NumberParseResult {
        final Long value;
        final String error;
        
        NumberParseResult(long value) {
            this.value = value;
            this.error = null;
        }
        
        NumberParseResult(String error) {
            this.value = null;
            this.error = error;
        }
    }
}

2. 自定义进制编码器

public class BaseNEncoder {
    private static final String DEFAULT_ALPHABET = 
        "0123456789ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ";
    
    private final String alphabet;
    private final int radix;
    
    public BaseNEncoder(int radix) {
        this(radix, DEFAULT_ALPHABET.substring(0, radix));
    }
    
    public BaseNEncoder(int radix, String customAlphabet) {
        if (radix < 2 || radix > 36) {
            throw new IllegalArgumentException("Radix 2-36 required");
        }
        if (customAlphabet.length() != radix) {
            throw new IllegalArgumentException("字母表长度必须等于进制");
        }
        this.radix = radix;
        this.alphabet = customAlphabet;
    }
    
    public String encode(long number) {
        if (number == 0) return String.valueOf(alphabet.charAt(0));
        
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        boolean negative = number < 0;
        long num = Math.abs(number);
        
        while (num > 0) {
            int digit = (int) (num % radix);
            sb.insert(0, alphabet.charAt(digit));
            num /= radix;
        }
        
        if (negative) sb.insert(0, '-');
        return sb.toString();
    }
    
    public long decode(String encoded) {
        // 实现解码逻辑（类似前面的stringToInt）
    }
}

// 使用自定义字母表
BaseNEncoder base64 = new BaseNEncoder(64, 
    "ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZabcdefghijklmnopqrstuvwxyz0123456789+/");
System.out.println(base64.encode(123456)); // "eJA"

3. 性能优化技巧

// 1. 预计算字符映射
public class FastDigitConverter {
    private static final int MAX_RADIX = 36;
    private static final int[] CHAR_TO_DIGIT = new int[256];
    
    static {
        // 初始化ASCII字符映射
        Arrays.fill(CHAR_TO_DIGIT, -1);
        for (int radix = Character.MIN_RADIX; radix <= MAX_RADIX; radix++) {
            for (int digit = 0; digit < radix; digit++) {
                char c = Character.forDigit(digit, radix);
                if (c < CHAR_TO_DIGIT.length) {
                    CHAR_TO_DIGIT[c] = digit;
                    // 添加大写字母映射
                    char upper = Character.toUpperCase(c);
                    if (upper < CHAR_TO_DIGIT.length && upper != c) {
                        CHAR_TO_DIGIT[upper] = digit;
                    }
                }
            }
        }
    }
    
    public static int fastDigit(char ch, int radix) {
        if (ch < CHAR_TO_DIGIT.length) {
            int digit = CHAR_TO_DIGIT[ch];
            if (digit >= 0 && digit < radix) {
                return digit;
            }
        }
        return Character.digit(ch, radix);
    }
}

// 2. 批量转换优化
public static int[] batchConvert(char[] chars, int radix) {
    int[] results = new int[chars.length];
    for (int i = 0; i < chars.length; i++) {
        results[i] = Character.digit(chars[i], radix);
    }
    return results;
}

六、最佳实践总结

场景	推荐方法	注意事项
解析用户输入	`Character.digit` + 严格错误检查	处理大小写和非法字符
生成进制字符串	`Character.forDigit`	注意超出范围返回 null 字符
高性能转换	预计算映射表	仅适用于有限字符集 (ASCII)
自定义编码系统	扩展 `BaseNEncoder` 模式	确保字母表唯一性
处理国际数字字符	直接使用 `digit` 方法	支持全角数字和中文数字
大数处理	使用 `BigInteger` 内置方法	`BigInteger` 支持任意进制转换

七、特殊进制应用示例

1. 二进制数据处理

// 二进制字符串转换
String binary = "110101";
int decimal = 0;
for (char c : binary.toCharArray()) {
    int bit = Character.digit(c, 2);
    decimal = (decimal << 1) | bit;
}
System.out.println(decimal); // 53

// 生成二进制字符串
int value = 53;
StringBuilder binStr = new StringBuilder();
for (int i = 7; i >= 0; i--) {
    int bit = (value >> i) & 1;
    binStr.append(Character.forDigit(bit, 2));
}
System.out.println(binStr); // 00110101

2. UUID 压缩表示

public class UuidCompressor {
    private static final int RADIX = 36;
    
    public static String compress(UUID uuid) {
        return new BigInteger(uuid.toString().replace("-", ""), 16)
               .toString(RADIX);
    }
    
    public static UUID decompress(String compressed) {
        BigInteger bigInt = new BigInteger(compressed, RADIX);
        String hex = bigInt.toString(16);
        // 补全前导零
        hex = "0".repeat(32 - hex.length()) + hex;
        return UUID.fromString(
            hex.substring(0, 8) + "-" +
            hex.substring(8, 12) + "-" +
            hex.substring(12, 16) + "-" +
            hex.substring(16, 20) + "-" +
            hex.substring(20)
        );
    }
}

// 使用示例
UUID original = UUID.randomUUID();
String compressed = UuidCompressor.compress(original);
UUID restored = UuidCompressor.decompress(compressed);

System.out.println("原始: " + original);
System.out.println("压缩: " + compressed); // 长度从36降到25
System.out.println("恢复: " + restored);

java Character.digit,forDigit

一、核心概念与功能对比

二、方法定义与参数说明

1. Character.digit

2. Character.forDigit

三、详细操作步骤与示例

步骤 1：基础转换示例

步骤 2：进制转换工具实现

步骤 3：Unicode 数字转换

四、常见错误与解决方案

1. 进制范围错误

2. 大小写敏感问题

3. 负值处理错误

五、使用技巧与最佳实践

1. 进制转换模板

2. 自定义进制编码器

3. 性能优化技巧

六、最佳实践总结

七、特殊进制应用示例

1. 二进制数据处理

2. UUID 压缩表示

1. `Character.digit`

2. `Character.forDigit`