5.8 Konvertieren zwischen Primitiven und Strings
Bevor ein Datentyp auf dem Bildschirm ausgegeben, zum Drucker geschickt oder in einer ASCII-Datei gespeichert werden kann, muss ihn das Java-Programm in einen String konvertieren. Wenn wir etwa die Zahl 7 ohne Umwandlung ausgäben, hätten wir keine 7 auf dem Bildschirm, sondern einen Pieps aus dem Lautsprecher – je nach Implementierung. Auch umgekehrt ist eine Konvertierung wichtig: Gibt der Benutzer in einem Dialog sein Alter an, ist das zuerst immer ein String. Diesen muss die Anwendung in einem zweiten Schritt in eine Ganzzahl konvertieren, um etwa eine Altersabfrage zu realisieren.
5.8.1 Unterschiedliche Typen in String-Repräsentationen konvertieren
Die statischen überladenen String.valueOf(…)-Methoden liefern die String-Repräsentation eines primitiven Werts oder eines Objekts.
[zB] Beispiel
Konvertierungen einiger Datentypen in Strings:
String s1 = String.valueOf( 10 ); // 10
String s2 = String.valueOf( Math.PI ); // 3.141592653589793
String s3 = String.valueOf( 1 < 2 ); // true
Die valueOf(…)-Methode ist überladen, und insgesamt gibt es für jeden primitiven Datentyp eine Implementierung:
final class java.lang.String
implements CharSequence, Comparable<String>, Serializable
-
static String valueOf(boolean b)
-
static String valueOf(char c)
-
static String valueOf(double d)
-
static String valueOf(float f)
-
static String valueOf(int i)
-
static String valueOf(long l)
Liefert die String-Repräsentation der primitiven Elemente. -
static String valueOf(char[] data)
-
static String valueOf(char[] data, int offset, int count)
Liefert vom char-Array oder einem Ausschnitt des char-Arrays ein String-Objekt.
Die Methode valueOf(Object)
Der valueOf(Object)-Methode kann ein beliebiges Objekt übergeben werden.
[zB] Beispiel
Konvertierungen einiger Objekte in String-Repräsentationen:
String r = String.valueOf( new java.awt.Point() ); // java.awt.Point[x=0,y=0]
String s = String.valueOf( java.nio.file.Paths.get( "." ) ); // .
String t = String.valueOf( java.time.LocalTime.now() ); // 09:48:28.047834
Da jedes Objekt eine toString()-Methode besitzt, delegiert valueOf(Object) einfach auf diese.
public static String valueOf( Object obj ) {
return (obj == null) ? "null" : obj.toString();
}
Die Implementierung von valueOf(Object obj) fragt für die String-Umsetzung einfach das Objekt obj selbst. Die Sonderbehandlung testet, ob null übergeben wurde, und liefert dann einen gültigen String mit dem Inhalt "null". Da String.valueOf(null) die Rückgabe »null« liefert, gibt auch eine Ausgabe wie System.out.println(null) den String null auf der Konsole aus, denn println(Object) ruft intern String.valueOf(…) auf. Genauso ergibt System.out. println(null + "0") die Ausgabe "null0", da null als Glied in der Additionskette steht.
-
static String valueOf(Object obj)
Ist obj ungleich null, liefert die Methode obj.toString(), andernfalls die Rückgabe »null«.
5.8.2 String-Inhalt in einen primitiven Wert konvertieren
Für das Parsen eines Strings – zum Beispiel von "123" aus einer Benutzereingabe in die Ganzzahl 123 – ist nicht die Klasse String verantwortlich, sondern spezielle Klassen, die für jeden primitiven Datentyp vorhanden sind. Die Klassen deklarieren statische parse*(String)-Methoden, wie Tabelle 5.9 zeigt:
Klasse |
Konvertierungsmethode |
Rückgabetyp |
---|---|---|
java.lang.Boolean |
boolean |
|
java.lang.Byte |
byte |
|
java.lang.Short |
short |
|
java.lang.Integer |
int |
|
java.lang.Long |
long |
|
java.lang.Double |
double |
|
java.lang.Float |
float |
Für jeden primitiven Typ gibt es eine sogenannte Wrapper-Klasse mit parse*(String)-Konvertiermethoden. Die Bedeutung der Klassen erklärt Abschnitt 11.5, »Wrapper-Klassen und Autoboxing«, genauer. An dieser Stelle betrachten wir nur die Konvertierfunktionalität.
Beispiel mit Double.parseDouble(String)
Die Methode Double.parseDouble(String)[ 142 ](In der Version 6 gab es einen Fehler, der zu viel Aufregung führte: Eine Zahl konnte nicht geparst werden, und der Compiler bzw. die Laufzeitumgebung ging in eine Endlosschleife. Mehr zu dem Fehler findet sich unter https://www.exploringbinary.com/java-hangs-when-converting-2-2250738585072012e-308. ) wollen wir in einem Beispiel nutzen. Der Benutzer soll in einem grafischen Dialog nach einer Fließkommazahl gefragt werden, und von dieser Zahl sollen dann der Sinus und der Kosinus auf dem Bildschirm ausgegeben werden:
String s = javax.swing.JOptionPane.showInputDialog( "Bitte Zahl eingeben" );
double value = Double.parseDouble( s );
System.out.println( "Sinus: " + Math.sin( value ) );
System.out.println( "Kosinus: " + Math.cos( value ) );
parse*(String) und mögliche NumberFormatException-Fehler
Kann eine parse*(String)-Methode eine Konvertierung nicht durchführen, weil sich ein String wie "1lala2lö" eben nicht konvertieren lässt, dann löst sie eine NumberFormatException aus. Das ist auch der Fall, wenn parseDouble(String) als Dezimaltrenner ein Komma statt eines Punktes empfängt. Bei der statischen Methode parseBoolean(String) ist die Groß-/Kleinschreibung irrelevant.
[»] Hinweis
Dieser NumberFormatException-Fehler kann als Test dienen, ob eine Zeichenkette eine Zahl enthält oder nicht, denn eine Prüfmethode wie Integer.isInteger(String) gibt es nicht. Eine Alternative ist, einen regulären Ausdruck zu verwenden und gegen ihn zu testen, etwa so:
stringWithNumber.matches("\\p{Digit}+")
parse*(…) und das Verhalten mit Plus, Minus und Leerzeichen
Repräsentiert ein String negative Zahlen, so beginnt der String mit einem »–«, positive Zahlen dürfen auch mit einem »+« beginnen. Die statische Konvertierungsmethode Integer.parseInt(String) schneidet keine Leerzeichen ab und würde einen Parserfehler melden, wenn der String etwa mit einem Leerzeichen endet. (Die Helden der Java-Bibliothek haben allerdings bei Float.parseFloat(…) und Double.parseDouble(…) anders gedacht: Hier wird die Zeichenkette vorher schlank getrimmt.)
[zB] Beispiel
Leerzeichen zur Konvertierung einer Ganzzahl abschneiden:
String s = " 1234 ".trim(); // s = "1234"
int i = Integer.parseInt( s ); // i = 1234
Das, was bei einem String.valueOf(…) als Ergebnis erscheint – und das ist auch das, worauf zum Beispiel System.out.print*(…) basiert –, kann parse*(…) wieder in den gleichen Wert zurückverwandeln.
[»] Hinweis
Eine Methode Character.parseCharacter(String) fehlt. Eine vergleichbare Realisierung besteht darin, auf das erste Zeichen eines Strings zuzugreifen, etwa so:
char c = s.charAt( 0 )
Lokalisiertes parse*(String)
Die parse*(…)-Methoden sind nicht lokalisiert, können also nur englisch formatierte Zeichenfolgen in primitive Werte umsetzen. Bei den Ganzzahlen ist das kein Problem, nur bei Fließkommazahlen ist das ein großes Problem, denn ein parseDouble("1,3") führt zur NumberFormatException, nur parseDouble("1.3") nicht. Für die Lösung des Problems gibt es zwei Ansätze. Einer ist, vorher den Dezimaltrenner in einen Punkt zu konvertieren:
String s = "3,1";
double d = Double.parseDouble( s.replace( ',', '.' ) ); // 3.1
Diese Lösung ist jedoch nicht gut. Viel besser ist es, auf Klassen zurückzugreifen, die lokalisiertes Parsen ermöglichen, etwa Scanner (wir kommen in Abschnitt 5.10.2 noch einmal auf diese Klasse zurück):
String s = "3,1";
double d = new Scanner( s ).useLocale( Locale.GERMANY ).nextDouble(); // 3.1
5.8.3 String-Repräsentation im Format Binär, Hex und Oktal *
Neben den überladenen statischen String.valueOf(primitive)-Methoden, die eine Zahl als String-Repräsentation im vertrauten Dezimalsystem liefern, und den parse*(…)-Umkehrmethoden der Wrapper-Klassen gibt es weitere Methoden zum Konvertieren und Parsen in der
-
binären (Basis 2),
-
oktalen (Basis 8),
-
hexadezimalen (Basis 16)
-
und in der Darstellung einer beliebigen Basis (bis 36).
Die Methoden zum Bilden der String-Repräsentation sind nicht an String, sondern zusammen mit Methoden zum Parsen an den Klassen Integer und Long festgemacht.
String-Repräsentationen aufbauen
Zum einen gibt es in den Klassen Integer und Long die allgemeinen Klassenmethoden toString(int i, int radix) für eine beliebige Radix, und zum anderen gibt es Spezialmethoden für die Radix 2, 8 und 16.
-
static String toHexString(int i)
Erzeugt eine Binärrepräsentation (Basis 2), Oktalzahlrepräsentation (Basis 8) oder Hexadezimalrepräsentation (Basis 16) der vorzeichenlosen Zahl. -
static String toString(int i, int radix)
Erzeugt eine String-Repräsentation der Zahl zur angegebenen Basis.
final class java.lang.Long
extends Number
implements Comparable<Long>, Serializable
-
static String toBinaryString(long i)
-
static String toOctalString(long i)
-
static String toHexString(long i)
Erzeugt eine Binärrepräsentation (Basis 2), Oktalzahlrepräsentation (Basis 8) oder Hexadezimalrepräsentation (Basis 16) der vorzeichenlosen Zahl. -
static String toString(long i, int radix)
Erzeugt eine String-Repräsentation der Zahl zur angegebenen Basis.
Negative Zahlen bekommen bei den toString(…)-Methoden ein negatives Vorzeichen, das gilt für die anderen genannten Methoden nicht.
Der Parametertyp ist int bzw. long und nicht byte. Dies führt zu Ausgaben, die einkalkuliert werden müssen. Genauso werden führende Nullen grundsätzlich nicht mit ausgegeben.
Anweisung |
Ergebnis |
---|---|
Integer.toHexString(15) |
f |
Integer.toHexString(16) |
10 |
Integer.toHexString(127) |
7f |
Integer.toHexString(128) |
80 |
Integer.toHexString(255) |
ff |
100 |
|
Integer.toHexString(-1) |
ffffffff |
Long.toHexString(-1) |
ffffffffffffffff |
Wenn die Zahl negativ ist, wird sie ohne Vorzeichen behandelt, und 232 (bei Integer) und 264 (bei Long) addiert.
Die Ausgaben mit printf(…) – bzw. die Formatierung mit String.format(…) – bieten eine Alternative, die in Abschnitt 5.11.1, »Formatieren und Ausgeben mit format()«, vorgestellt wird.
[»] Hinweis
Eine Konvertierung mit toHexString(x) ist bei negativen Zahlen nicht die gleiche wie mit toString(x, 16):
System.out.println( Integer.toHexString( -10 ) ); // fffffff6
System.out.println( Integer.toString( -10, 16 ) ); // -a
Hier kommt bei toHexString(…) zum Tragen, was als Bemerkung in der Java-Dokumentation angegeben ist, nämlich dass bei negativen Zahlen die Zahl ohne Vorzeichen genommen wird (also 10) und dann 232 addiert wird. Bei toString(…) und einer beliebigen Radix ist das nicht so.
Parsen von Strings mit Radix
Eine Methode zum Konvertieren eines Strings in eine Ganzzahl für eine gegebene Basis findet sich in den Klassen Integer und Long. Nur in den Klassen Integer und Long gibt es die Unterstützung für eine Basis auch ungleich 10:
final class java.lang.Integer
extends Number
implements Comparable<Integer>, Serializable
Einige Anwendungsfälle:
Konvertierungsaufruf |
Ergebnis |
---|---|
parseInt("0", 10) |
0 |
parseInt("473", 10) |
473 |
parseInt("-0", 10) |
0 |
parseInt("-FF", 16) |
-255 |
parseInt("1100110", 2) |
102 |
parseInt("2147483647", 10) |
2147483647 |
parseInt("-2147483648", 10) |
-2147483648 |
parseInt("2147483648", 10) |
throws NumberFormatException |
parseInt("99", 8) |
throws NumberFormatException |
parseInt("Papa", 10) |
throws NumberFormatException |
parseInt("Papa", 27) |
500050 |
[zB] Beispiel
Die Radix geht bis 36 (zehn Ziffern und 26 Kleinbuchstaben). Mit Radix 36 können zum Beispiel ganzzahlige IDs in Textform kompakter dargestellt werden, als wenn sie dezimal wären:
String string = Long.toString( 2656437647773L, 36 );
System.out.println( string ); // xwcmdz8d
long l = Long.parseLong( string, 36 );
System.out.println( l ); // 2656437647773
[»] Rätsel
Welches Ergebnis ergibt der Ausdruck Long.parseLong( "" + 1 / 0., 35 )?
Parsen von Binär-, Oktal- und Hexadezimalzahlen
Im Fall von String-Konvertierung existieren für die Standardbasen 2, 8 und 16 spezielle Methoden wie toHexString(…), aber zum Parsen gibt es sie nicht. Eine Hexadezimalzahl verarbeitet parseInt(s, 16), denn eine Methode wie parseHex(String) steht nicht bereit.
[»] Hinweis
Die Methoden parseInt(…) und parseLong(…) verhalten sich bei der String-Repräsentation von negativen Zahlen nicht so, wie zu erwarten wäre:
int i = Integer.parseInt( "7fffffff", 16 ); // 2147483647
int j = Integer.parseInt( "80000000", 16 ); // NumberFormatException
0x7fffffff ist die größte darstellbare positive int-Zahl. Statt bei 0x80000000 den Wert –2.147.483.648 zu liefern, gibt es aber eine NumberFormatException. Die Java-API-Dokumentation gibt zwar auch dieses Beispiel an, stellt dieses Verhalten aber nicht besonders klar. Es gibt den Fall, dass bei negativen Zahlen und parseInt(…)/parseLong(…) auch ein Minus als Vorzeichen angegeben werden muss. Die parse*(…)-Methoden sind also keine Umkehrmethoden zu etwa toHexString(…), aber immer zu toString(…):
System.out.println( Integer.toString( -2147483648, 16 ) ); // -80000000
System.out.println( Integer.parseInt( "-80000000", 16 ) ); // -2147483648
5.8.4 parse*(…)- und print*()-Methoden in DatatypeConverter *
In Java 17 ist die neue Klasse java.util.HexFormat eingezogen, die bei der Aufgabe hilft, hexadezimale Strings zu produzieren und zu parsen.
[zB] Beispiel
Konvertiere ein Byte-Array in eine hexadezimale String-Repräsentation.
byte[] bytes = { 1, 2, 3, (byte) 254, (byte) 255 };
HexFormat hexFormat = HexFormat.ofDelimiter( " " ).withPrefix( "#" );
String hex = hexFormat.formatHex( bytes );
System.out.println( hex );