Java中检查字符串是否为数字的6种性能比较

本教程介绍6种方法来检测给定的String是否为 数字，并最后比较它们的性能方法？

1、使用核心纯Java
最简单、最可靠的方法是使用 Java 的内置方法解析它（但是性能不一定最好）：

  1. Integer.parseInt(String)
  2. Float.parseFloat(String)
  3. Double.parseDouble(String)
  4. Long.parseLong(String)
  5. new BigInteger(String)


  try {
        long dL = Long.parseLong(strNum);
    } catch (NumberFormatException nfe) {
        return false;
    }
    return true;

2、使用正则表达式
使用正则表达式-?\d+(\.\d+)? 匹配由正整数或负整数和浮点数组成的数字字符串。

String testS = "33333eee";
System.out.println(testS.matches("\\d+")?"ok":"no");


3、使用 Apache Commons的NumberUtils.isCreatable
引入依赖：

<dependency>
    <groupId>org.apache.commons</groupId>
    <artifactId>commons-lang3</artifactId>
    <version>3.13.0</version>
</dependency>

Apache Commons 的NumberUtils提供了一个静态方法NumberUtils.isCreatable(String)，它检查String是否是有效的 Java 数字。
该方法接受：

  1. 以 0x 或 0X 开头的十六进制数
  2. 以 0 开头的八进制数
  3. 科学计数法（例如 1.05e-10）
  4. 用类型限定符标记的数字（例如 1L 或 2.2d）

assertThat(NumberUtils.isCreatable("22")).isTrue();
assertThat(NumberUtils.isCreatable("5.05")).isTrue();
assertThat(NumberUtils.isCreatable("-200")).isTrue();
assertThat(NumberUtils.isCreatable("10.0d")).isTrue();
assertThat(NumberUtils.isCreatable("1000L")).isTrue();
assertThat(NumberUtils.isCreatable("0xFF")).isTrue();
assertThat(NumberUtils.isCreatable("07")).isTrue();
assertThat(NumberUtils.isCreatable("2.99e+8")).isTrue();
 
assertThat(NumberUtils.isCreatable(null)).isFalse();
assertThat(NumberUtils.isCreatable("")).isFalse();
assertThat(NumberUtils.isCreatable("abc")).isFalse();
assertThat(NumberUtils.isCreatable(" 22 ")).isFalse();
assertThat(NumberUtils.isCreatable("09")).isFalse();

请注意，我们分别在第 6、7 和 8 行中获得了十六进制数、八进制数和科学计数法的真实断言。
另外，在第 14 行，字符串“09”返回false，因为前面的“0”表示这是一个八进制数，而“09”不是有效的八进制数。

4、 使用 Apache Commons的NumberUtils.isParsable(String) 
NumberUtils.isParsable (String)方法检查给定的String是否可解析。
可解析的数字是那些可以通过任何解析方法成功解析的数字，例如Integer.parseInt(String)、Long.parseLong(String)、Float.parseFloat(String)或Double.parseDouble(String)。
与NumberUtils.isCreatable()不同，此方法不接受十六进制数字、科学记数法或以任何类型的限定符（如'f'、'F'、'd' 、'D' 、'l'或'L结尾的字符串） '。

assertThat(NumberUtils.isParsable("22")).isTrue();
assertThat(NumberUtils.isParsable("-23")).isTrue();
assertThat(NumberUtils.isParsable("2.2")).isTrue();
assertThat(NumberUtils.isParsable("09")).isTrue();

assertThat(NumberUtils.isParsable(null)).isFalse();
assertThat(NumberUtils.isParsable("")).isFalse();
assertThat(NumberUtils.isParsable("6.2f")).isFalse();
assertThat(NumberUtils.isParsable("9.8d")).isFalse();
assertThat(NumberUtils.isParsable("22L")).isFalse();
assertThat(NumberUtils.isParsable("0xFF")).isFalse();
assertThat(NumberUtils.isParsable("2.99e+8")).isFalse();

在第 4 行，与NumberUtils.isCreatable()不同，以字符串“0”开头的数字不被视为八进制数，而是普通的十进制数，因此它返回 true。

5、 使用 Apache Commons的StringUtils.isNumeric(CharSequence )  
方法StringUtils.isNumeric(CharSequence)严格检查 Unicode 数字。这意味着：

  1. 任何语言中任何 Unicode 数字的数字都是可接受的
  2. 由于小数点不被视为 Unicode 数字，因此它无效
  3. 前缀符号（无论是正的还是负）也是不可接受的

assertThat(StringUtils.isNumeric("123")).isTrue();
assertThat(StringUtils.isNumeric("١٢٣")).isTrue();
assertThat(StringUtils.isNumeric("१२३")).isTrue();
 
assertThat(StringUtils.isNumeric(null)).isFalse();
assertThat(StringUtils.isNumeric("")).isFalse();
assertThat(StringUtils.isNumeric("  ")).isFalse();
assertThat(StringUtils.isNumeric("12 3")).isFalse();
assertThat(StringUtils.isNumeric("ab2c")).isFalse();
assertThat(StringUtils.isNumeric("12.3")).isFalse();
assertThat(StringUtils.isNumeric("-123")).isFalse();

请注意，第 2 行和第 3 行的输入参数分别代表阿拉伯数字 123 和梵文数字 123。由于它们是有效的 Unicode 数字，因此本方法返回 true。

5、 使用 Apache Commons的StringUtils.isNumericSpace(CharSequence)
StringUtils.isNumericSpace  (CharSequence)严格检查 Unicode 数字和/或空格。这与StringUtils.isNumeric()相同，只是它也接受空格，不仅是前导空格和尾随空格，而且还接受它们位于数字之间的空格：

assertThat(StringUtils.isNumericSpace("123")).isTrue();
assertThat(StringUtils.isNumericSpace("١٢٣")).isTrue();
assertThat(StringUtils.isNumericSpace("")).isTrue();
assertThat(StringUtils.isNumericSpace("  ")).isTrue();
assertThat(StringUtils.isNumericSpace("12 3")).isTrue();
 
assertThat(StringUtils.isNumericSpace(null)).isFalse();
assertThat(StringUtils.isNumericSpace("ab2c")).isFalse();
assertThat(StringUtils.isNumericSpace("12.3")).isFalse();
assertThat(StringUtils.isNumericSpace("-123")).isFalse();

基准测试
我们使用Integer.MAX_VALUE。然后将针对我们所有的实现来测试该值：

Benchmark                                     Mode  Cnt    Score   Error  Units
Benchmarking.1、usingCoreJava                    avgt   20   57.241 ± 0.792  ns/op
Benchmarking.2、usingRegularExpressions         avgt  20 101.580 ± 4.244 ns/op
Benchmarking.3、usingNumberUtils_isCreatable     avgt   20   26.711 ± 1.110  ns/op
Benchmarking.4、usingNumberUtils_isParsable      avgt   20   46.577 ± 1.973  ns/op
Benchmarking.5、usingStringUtils_isNumeric       avgt   20   35.885 ± 1.691  ns/op
Benchmarking.6、usingStringUtils_isNumericSpace  avgt   20   31.979 ± 1.393  ns/op

成本最高的操作是正则表达式。之后是我们基于 Java 的核心解决方案。

使用一组更多样化的测试来获得更具代表性的基准：

  • 95 个值是数字（0-94 和Integer.MAX_VALUE）
  •  包含数字，但格式仍然错误 — ' x0 '、' 0..005 ' 和 ' –11 '
  •  仅包含文本
  •  为空 

Benchmark                                     Mode  Cnt      Score     Error  Units
Benchmarking.usingCoreJava                    avgt   20  10162.872 ± 798.387  ns/op
Benchmarking.usingRegularExpressions          avgt   20   7168.761 ± 344.597  ns/op
Benchmarking.usingNumberUtils_isCreatable     avgt   20   1703.243 ± 108.244  ns/op
Benchmarking.usingNumberUtils_isParsable      avgt   20   1589.915 ± 203.052  ns/op
Benchmarking.usingStringUtils_isNumeric       avgt   20   1071.753 ±   8.657  ns/op
Benchmarking.usingStringUtils_isNumericSpace  avgt   20   1157.722 ±  24.139  ns/op


从这一结果中，我们可以了解到，NumberFormatException 的抛出和处理（仅在 5% 的情况下发生）对整体性能的影响相对较大。

此外，我们还可以有把握地得出结论：为了获得最佳性能，我们应该使用 Commons 库中的方法或类似方法。