整型转字符串(convert int to char)优化实践

0. 前言

其实基本都没什么机会做这么一个基础的优化，一般基础库里就有函数可以直接拿来用。
这里以snprintf为基准，给大家展示一下每一个优化带来的些许收益。

1. 优化过程

1.1 最初使用的是snprintf

1.2 除10和模10, buf就地reverse

由于每次模10之后产生的都是个位数，所以buf中的字符是逆序的，需要在最后对字符数组做一次reverse。

1.3 将除10改成乘法加移位

这时除10对应的操作是x * 0x66666667 >> 34;
在小于0x27ffffff0时使用乘法加移位，大于0x27ffffffb时直接除10，目的是避免溢出。

1.4 在上面的基础上优化成除100，加一个查表

表里存放00到99的字符，在余数小于100时就查表获得对应的字符，这里将步长加大为两倍可以减少一半的循环。

1.5 将除100优化成两次除10(乘法加移位)

优化之后除100这个操作变得更快。

1.6 计算出整数换算成10进制时的长度，规避后面的reverse操作。

计算出长度的函数使用了类似二分查找的方式，快速确定位数，会增加一定的开销。字符串较短的情况下，可能反而性能会更差一些；在字符串长度较长时，考虑到就地reverse可能也会消耗较多的时间，这里可能会获得一些收益。

1.7 用一次除法将大于12位的整数拆分成高位和低位两个数。

大于0x27ffffff0的数字要除100。
通过一次除法拆分成两个小于0x27ffffff0的数减少做除法的次数。

2. 执行100000000次的CPU时间对比

在服务器上跑出来的结果。 横坐标是计算的数字，纵坐标是执行时间。计算越大的数字，耗时越大。

3. 小结

5的做法将除100优化成两次除10(乘法加移位)，加查表。
系列5的曲线和6、7基本重合了。后两步优化带来的收益基本没有。