7. JDK拍了拍你：字符串拼接一定记得用MessageFormat#format

YourBatman
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✍前言

你好，我是A哥(YourBatman)。本文所属专栏：Spring类型转换，公号后台回复专栏名即可获取全部内容。

在日常开发中，我们经常会有格式化的需求，如日期格式化、数字格式化、钱币格式化等等。

格式化器的作用似乎跟转换器的作用类似，但是它们的关注点却不一样：

  • 转换器：将类型S转换为类型T，关注的是类型而非格式
  • 格式化器： String <-> Java类型。这么一看它似乎和PropertyEditor类似，但是它的关注点是字符串的格式

Spring有自己的格式化器抽象org.springframework.format.Formatter，但是谈到格式化器，必然就会联想起来JDK自己的java.text.Format体系。为后文做好铺垫，本文就先介绍下JDK为我们提供了哪些格式化能力。

版本约定

  • JDK：8

✍正文

Java里从来都缺少不了字符串拼接的活，JDK也提供了多种“工具”供我们使用，如：StringBuffer、StringBuilder以及最直接的+号，相信这些大家都有用过。但这都不是本文的内容，本文将讲解格式化器，给你提供一个新的思路来拼接字符串，并且是推荐方案。

JDK内置有格式化器，便是java.text.Format体系。它是个抽象类，提供了两个抽象方法：

public abstract class Format implements Serializable, Cloneable {
    public abstract StringBuffer format(Object obj, StringBuffer toAppendTo, FieldPosition pos);	
	public abstract Object parseObject (String source, ParsePosition pos);
}
  • format：将Object格式化为String，并将此String放到toAppendTo里面
  • parseObject：讲String转换为Object，是format方法的逆向操作

Java SE针对于Format抽象类对于常见的应用场景分别提供了三个子类实现：

DateFormat：日期时间格式化

抽象类。用于用于格式化日期/时间类型java.util.Date。虽然是抽象类，但它提供了几个静态方法用于获取它的实例：

// 格式化日期 + 时间
public final static DateFormat getInstance() {
    return getDateTimeInstance(SHORT, SHORT);
}
public final static DateFormat getDateTimeInstance(int dateStyle, int timeStyle, Locale aLocale){
    return get(timeStyle, dateStyle, 3, aLocale);
}

// 格式化日期
public final static DateFormat getDateInstance(int style, Locale aLocale) {
    return get(0, style, 2, aLocale);
}
// 格式化时间
public final static DateFormat getTimeInstance(int style, Locale aLocale){
    return get(style, 0, 1, aLocale);
}

有了这些静态方法，你可在不必关心具体实现的情况下直接使用：

/**
 * {@link DateFormat}
 */
@Test
public void test1() {
    Date curr = new Date();

    // 格式化日期 + 时间
    System.out.println(DateFormat.getInstance().getClass() + "-->" + DateFormat.getInstance().format(curr));
    System.out.println(DateFormat.getDateTimeInstance().getClass() + "-->" + DateFormat.getDateTimeInstance().format(curr));

    // 格式化日期
    System.out.println(DateFormat.getDateInstance().getClass() + "-->" + DateFormat.getDateInstance().format(curr));

    // 格式化时间
    System.out.println(DateFormat.getTimeInstance().getClass() + "-->" + DateFormat.getTimeInstance().format(curr));
}

运行程序，输出：

class java.text.SimpleDateFormat-->20-12-25 上午7:19
class java.text.SimpleDateFormat-->2020-12-25 7:19:30
class java.text.SimpleDateFormat-->2020-12-25
class java.text.SimpleDateFormat-->7:19:30

嗯，可以看到底层实现其实是咱们熟悉的SimpleDateFormat。实话说，这种做法不常用，狠一点：基本不会用（框架开发者可能会用做兜底实现）。

SimpleDateFormat

一般来说，我们会直接使用SimpleDateFormat来对Date进行格式化，它可以自己指定Pattern，个性化十足。如：

@Test
public void test2() {
    DateFormat dateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd"); // yyyy-MM-dd HH:mm:ss
    System.out.println(dateFormat.format(new Date()));
}

运行程序，输出：

2020-12-25

关于SimpleDateFormat的使用方式不再啰嗦，不会的就可走自行劝退手续了。此处只提醒一点：SimpleDateFormat线程不安全。

说明：JDK 8以后不再建议使用Date类型，也就不会再使用到DateFormat。同时我个人建议：在项目中可强制严令禁用

NumberFormat：数字格式化

抽象类。用于格式化数字，它可以对数字进行任意格式化，如小数、百分数、十进制数等等。它有两个实现类：

类结构和DateFormat类似，也提供了getXXXInstance静态方法给你直接使用，无需关心底层实现：

@Test
public void test41() {
    double myNum = 1220.0455;

    System.out.println(NumberFormat.getInstance().getClass() + "-->" + NumberFormat.getInstance().format(myNum));
    System.out.println(NumberFormat.getCurrencyInstance().getClass() + "-->" + NumberFormat.getCurrencyInstance().format(myNum));
    System.out.println(NumberFormat.getIntegerInstance().getClass() + "-->" + NumberFormat.getIntegerInstance().format(myNum));
    System.out.println(NumberFormat.getNumberInstance().getClass() + "-->" + NumberFormat.getNumberInstance().format(myNum));
    System.out.println(NumberFormat.getPercentInstance().getClass() + "-->" + NumberFormat.getPercentInstance().format(myNum));
}

运行程序，输出：

class java.text.DecimalFormat-->1,220.045
class java.text.DecimalFormat-->￥1,220.05
class java.text.DecimalFormat-->1,220
class java.text.DecimalFormat-->1,220.045
class java.text.DecimalFormat-->122,005%

这一看就知道DecimalFormat是NumberFormat的主力了。

DecimalFormat

Decimal：小数，小数的，十进位的。

用于格式化十进制数字。它具有各种特性，可以解析和格式化数字，包括：西方数字、阿拉伯数字和印度数字。它还支持不同种类的数字，包括：整数(123)、小数(123.4)、科学记数法(1.23E4)、百分数(12%)和货币金额($123)。所有这些都可以进行本地化。

下面是它的构造器：

其中最为重要的就是这个pattern（不带参数的构造器一般不会用），它表示格式化的模式/模版。一般来说我们对DateFormat的pattern比较熟悉，但对数字格式化的模版符号了解甚少。这里我就帮你整理出这个表格（信息源自JDK官网），记得搜藏哦：

符号Localtion是否本地化释义
0Number是Digit
#Number是Digit。若是0就显示为空
.Number是小数/货币分隔符
-Number是就代表减号
,Number是分组分隔符
ENumber是科学计数法分隔符（位数和指数）
%前/后缀是乘以100并显示为百分数
¤前/后缀否货币记号。若连续出现两次就用国际货币符号代替
'前后缀否用于引用特殊字符。作用类似于转义字符

说明：Number和Digit的区别：

  • Number是个抽象概念，其表达形式可以是数字、手势、声音等等。如1024就是个number
  • Digit是用来表达的单独符号。如0-9这是个digit就可以用来表示number，如1024就是由1、0、2、4这四个digit组成的

看了这个表格的符号规则，估计很多同学还是一脸懵逼。不啰嗦了，上干货

一、0和#的使用（最常见使用场景）

这是最经典、最常见的使用场景，甚至来说你有可能职业生涯只会用到此场景。

/**
 * {@link DecimalFormat}
 */
@Test
public void test4() {
    double myNum = 1220.0455;

    System.out.println("===============0的使用===============");
    System.out.println("只保留整数部分：" + new DecimalFormat("0").format(myNum));
    System.out.println("保留3位小数：" + new DecimalFormat("0.000").format(myNum));
    System.out.println("整数部分、小数部分都5位。不够的都用0补位(整数高位部，小数低位补)：" + new DecimalFormat("00000.00000").format(myNum));

    System.out.println("===============#的使用===============");
    System.out.println("只保留整数部分：" + new DecimalFormat("#").format(myNum));
    System.out.println("保留2为小数并以百分比输出：" + new DecimalFormat("#.##%").format(myNum));

    // 非标准数字（不建议这么用）
    System.out.println("===============非标准数字的使用===============");
    System.out.println(new DecimalFormat("666").format(myNum));
    System.out.println(new DecimalFormat(".6666").format(myNum));
}

运行程序，输出：

===============0的使用===============
只保留整数部分：1220
保留3位小数：1220.045
整数部分、小数部分都5位。不够的都用0补位(整数高位部，小数低位补)：01220.04550
===============#的使用===============
只保留整数部分：1220
保留2为小数并以百分比输出：122004.55%
===============非标准数字的使用===============
661220
1220.666

通过此案例，大致可得出如下结论：

  • 整数部分：
    • 0和#都可用于取出全部整数部分
    • 0的个数决定整数部分长度，不够高位补0；#则无此约束，N多个#是一样的效果
  • 小数部分：
    • 可保留小数点后N位(0和#效果一样)
    • 若小数点后位数不够，若使用的0那就低位补0，若使用#就不补（该是几位就是几位）
  • 数字(1-9)：并不建议模版里直接写1-9这样的数字，了解下即可

二、科学计数法E

如果你不是在证券/银行行业，这个大概率是用不着的（即使在，你估计也不会用它）。来几个例子感受一把就成：

@Test
public void test5() {
    double myNum = 1220.0455;

    System.out.println(new DecimalFormat("0E0").format(myNum));
    System.out.println(new DecimalFormat("0E00").format(myNum));
    System.out.println(new DecimalFormat("00000E00000").format(myNum));
    System.out.println(new DecimalFormat("#E0").format(myNum));
    System.out.println(new DecimalFormat("#E00").format(myNum));
    System.out.println(new DecimalFormat("#####E00000").format(myNum));
}

运行程序，输出：

1E3
1E03
12200E-00001
.1E4
.1E04
1220E00000

三、分组分隔符,

分组分隔符比较常用，它就是我们常看到的逗号,

@Test
public void test6() {
    double myNum = 1220.0455;

    System.out.println(new DecimalFormat(",###").format(myNum));
    System.out.println(new DecimalFormat(",##").format(myNum));
    System.out.println(new DecimalFormat(",##").format(123456789));

    // 分隔符,左边是无效的
    System.out.println(new DecimalFormat("###,##").format(myNum));
}

运行程序，输出：

1,220
12,20
1,23,45,67,89
12,20

四、百分号%

在展示层面也比较常用，用于把一个数字用%形式表示出来。

@Test
public void test42() {
    double myNum = 1220.0455;

    System.out.println("百分位表示：" + new DecimalFormat("#.##%").format(myNum));
    System.out.println("千分位表示：" + new DecimalFormat("#.##\u2030").format(myNum));
}

运行程序，输出：

百分位表示：122004.55%
千分位表示：1220045.5‰

五、本地货币符号¤

嗯，这个符号¤，键盘竟无法直接输出，得使用软键盘（建议使用copy大法）。

@Test
public void test7() {
    double myNum = 1220.0455;

    System.out.println(new DecimalFormat(",000.00¤").format(myNum));
    System.out.println(new DecimalFormat(",000.¤00").format(myNum));
    System.out.println(new DecimalFormat("¤,000.00").format(myNum));
    System.out.println(new DecimalFormat("¤,000.¤00").format(myNum));
    // 世界货币表达形式
    System.out.println(new DecimalFormat(",000.00¤¤").format(myNum));
}

运行程序，输出：

1,220.05￥
1,220.05￥
￥1,220.05
1,220.05￥￥
￥1,220.05￥
1,220.05CNY

注意最后一条结果：如果连续出现两次，代表货币符号的国际代号。

说明：结果默认都做了Locale本地化处理的，若你在其它国家就不会再是￥人名币符号喽

DecimalFormat就先介绍到这了，其实掌握了它就基本等于掌握了NumberFormat。接下来再简要看看它另外一个“儿子”：ChoiceFormat。

ChoiceFormat

Choice：精选的，仔细推敲的。

这个格式化器非常有意思：相当于以数字为键，字符串为值的键值对。使用一组double类型的数组作为键，一组String类型的数组作为值，两数组相同（不一定必须是相同，见示例）索引值的元素作为一对。

@Test
public void test8() {
    double[] limits = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7};
    String[] formats = {"周一", "周二", "周三", "周四", "周五", "周六", "周天"};
    NumberFormat numberFormat = new ChoiceFormat(limits, formats);

    System.out.println(numberFormat.format(1));
    System.out.println(numberFormat.format(4.3));
    System.out.println(numberFormat.format(5.8));
    System.out.println(numberFormat.format(9.1));
    System.out.println(numberFormat.format(11));
}

运行程序，输出：

周一
周四
周五
周天
周天

结果解释：

  1. 4.3位于4和5之间，取值4；5.8位于5和6之间，取值5
  2. 9.1和11均超过了数组最大值（或者说找不到匹配的），则取值最后一对键值对。

可能你会想这有什么使用场景？？？是的，不得不承认它的使用场景较少，本文下面会介绍下它和MessageFormat的一个使用场景。

如果说DateFormat和NumberFormat都用没什么花样，主要记住它的pattern语法格式就成，那么就下来这个格式化器就是本文的主菜了，使用场景非常的广泛，它就是MessageFormat。

MessageFormat：字符串格式化

MessageFormat提供了一种与语言无关（不管你在中国还是其它国家，效果一样）的方式生成拼接消息/拼接字符串的方法。使用它来构造显示给最终用户的消息。MessageFormat接受一组对象，对它们进行格式化，然后在模式的适当位置插入格式化的字符串。

先来个最简单的使用示例体验一把：

/**
 * {@link MessageFormat}
 */
@Test
public void test9() {
    String sourceStrPattern = "Hello {0},my name is {1}";
    Object[] args = new Object[]{"girl", "YourBatman"};

    String formatedStr = MessageFormat.format(sourceStrPattern, args);
    System.out.println(formatedStr);
}

运行程序，输出：

Hello girl,my name is YourBatman

有没有中似曾相似的感觉，是不是和String.format()的作用特别像？是的，它俩的用法区别，到底使用税文下也会讨论。

要熟悉MessageFormat的使用，主要是要熟悉它的参数模式（你也可以理解为pattern）。

参数模式

MessageFormat采用{}来标记需要被替换/插入的部分，其中{}里面的参数结构具有一定模式：

ArgumentIndex[,FormatType[,FormatStyle]]
  • ArgumentIndex：非必须。从0开始的索引值
  • FormatType：非必须。使用不同的java.text.Format实现类对入参进行格式化处理。它能有如下值：
    • number：调用NumberFormat进行格式化
    • date：调用DateFormat进行格式化
    • time：调用DateFormat进行格式化
    • choice：调用ChoiceFormat进行格式化
  • FormatStyle：非必须。设置FormatType使用的样式。它能有如下值：
    • short、medium、long、full、integer、currency、percent、SubformPattern（如日期格式、数字格式#.##等）

说明：FormatType和FormatStyle只有在传入值为日期时间、数字、百分比等类型时才有可能需要设置，使用得并不多。毕竟：我在外部格式化好后再放进去不香吗？

@Test
public void test10() {
    MessageFormat messageFormat = new MessageFormat("Hello, my name is {0}. I’am {1,number,#.##} years old. Today is {2,date,yyyy-MM-dd HH:mm:ss}");
    // 亦可通过编程式 显示指定某个位置要使用的格式化器
    // messageFormat.setFormatByArgumentIndex(1, new DecimalFormat("#.###"));

    System.out.println(messageFormat.format(new Object[]{"YourBatman", 24.123456, new Date()}));
}

运行程序，输出：

Hello, my name is YourBatman. I’am 24.12 years old. Today is 2020-12-26 15:24:28

它既可以直接在模版里指定格式化模式类型，也可以通过API方法set指定格式化器，当然你也可以再外部格式化好后再放进去，三种方式均可，任君选择。

注意事项

下面基于此示例，对MessageFormat的使用注意事项作出几点强调。

@Test
public void test11() {
    System.out.println(MessageFormat.format("{1} - {1}", new Object[]{1})); // {1} - {1}
    System.out.println(MessageFormat.format("{0} - {1}", new Object[]{1})); // 输出：1 - {1}
    System.out.println(MessageFormat.format("{0} - {1}", new Object[]{1, 2, 3})); // 输出：1 - 2

    System.out.println("---------------------------------");

    System.out.println(MessageFormat.format("'{0} - {1}", new Object[]{1, 2})); // 输出：{0} - {1}
    System.out.println(MessageFormat.format("''{0} - {1}", new Object[]{1, 2})); // 输出：'1 - 2
    System.out.println(MessageFormat.format("'{0}' - {1}", new Object[]{1, 2})); // {0} - 2
    // 若你数据库值两边都需要''包起来，请你这么写
    System.out.println(MessageFormat.format("''{0}'' - {1}", new Object[]{1, 2})); // '1' - 2

    System.out.println("---------------------------------");
    System.out.println(MessageFormat.format("0} - {1}", new Object[]{1, 2})); // 0} - 2
    System.out.println(MessageFormat.format("{0 - {1}", new Object[]{1, 2})); // java.lang.IllegalArgumentException: Unmatched braces in the pattern.
}
  1. 参数模式的索引值必须从0开始，否则所有索引值无效
  2. 实际传入的参数个数可以和索引个数不匹配，不报错（能匹配上几个算几个）
  3. 两个单引号''才算作一个'，若只写一个将被忽略甚至影响整个表达式
    1. 谨慎使用单引号'
    2. 关注'的匹配关系
  4. {}只写左边报错，只写右边正常输出（注意参数的对应关系）

static方法的性能问题

我们知道MessageFormat提供有一个static静态方法，非常方便的的使用：

public static String format(String pattern, Object ... arguments) {
    MessageFormat temp = new MessageFormat(pattern);
    return temp.format(arguments);
}

可以清晰看到，该静态方法本质上还是构造了一个MessageFormat实例去做格式化的。因此：若你要多次（如高并发场景）格式化同一个模版（参数可不一样）的话，那么提前创建好一个全局的（非static） MessageFormat实例再执行格式化是最好的，而非一直调用其静态方法。

说明：若你的系统非高并发场景，此性能损耗基本无需考虑哈，怎么方便怎么来。毕竟朝生夕死的对象对JVM来说没啥压力

和String.format选谁？

二者都能用于字符串拼接（格式化）上，撇开MessageFormat支持各种模式不说，我们只需要考虑它俩的性能上差异。

  • MeesageFormat：先分析（模版可提前分析，且可以只分析一次），再在指定位置上插入相应的值
    • 分析：遍历字符串，维护一个{}数组并记录位置
    • 填值
  • String.format：该静态方法是采用运行时用正则表达式 匹配到占位符，然后执行替换的
    • 正则表达式为"%(\\d+\\$)?([-#+ 0,(\\<]*)?(\\d+)?(\\.\\d+)?([tT])?([a-zA-Z%])"
    • 根据正则匹配到占位符列表和位置，然后填值

一说到正则表达式，我心里就发触，因为它对性能是不友好的，所以孰优孰劣，高下立判。

说明：还是那句话，没有绝对的谁好谁坏，如果你的系统对性能不敏感，那就是方便第一

经典使用场景

这个就很多啦，最常见的有：HTML拼接、SQL拼接、异常信息拼接等等。

比如下面这个SQL拼接：

StringBuilder sb =new StringBuilder();
sb.append("insert into user (");
sb.append("		name,");
sb.append("		accountId,");
sb.append("		zhName,");
sb.append("		enname,");
sb.append("		status");
sb.append(") values (");
sb.append("		''{0}'',");
sb.append("		{1},");
sb.append("		''{2}'',");
sb.append("		''{3}'',");
sb.append("		{4},");
sb.append(")");

Object[] args = {name, accountId, zhName, enname, status};

// 最终SQL
String sql = MessageFormat.format(sb.toString(), arr);

你看，多工整。

说明：如果值是字符串需要'包起来，那么请使用两边各两个包起来

✍总结

本文内容介绍了JDK原生的格式化器知识点，主要作用在这三个方面：

  • DateFormat：日期时间格式化
  • NumberFormat：数字格式化
  • MessageFormat：字符串格式化

Spring是直接面向使用者的框架产品，很显然这些是不够用的，并且JDK的格式化器在设计上存在一些弊端。比如经常被吐槽的：日期/时间类型格式化器SimpleDateFormat为毛在java.text包里，而它格式化的类型Date却在java.util包内，这实为不合适。

有了JDK格式化器作为基础，下篇我们就可以浩浩荡荡的走进Spring格式化器的大门了，看看它是如何优于JDK进行设计和抽象的。

✔✔✔推荐阅读✔✔✔

【Spring类型转换】系列：

【Jackson】系列：

【数据校验Bean Validation】系列：

【新特性】系列：

【程序人生】系列：

还有诸如【Spring配置类】【Spring-static关键字】【Spring数据绑定】【Spring Cloud Netflix】【Feign】【Ribbon】【Hystrix】...更多原创专栏，关注BAT的乌托邦回复专栏二字即可全部获取，也可加我fsx1056342982，交个朋友。

有些已完结，有些连载中。我是A哥(YourBatman)，咱们下期见

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