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判断字符串中是否全是数字

在Java中，判断一个字符串是否完全由数字组成是一个常见的需求。本文将介绍几种方法来实现这一功能，并给出相应的代码示例。

方法一：使用正则表达式

正则表达式是一种强大的工具，用于匹配字符串中的模式。我们可以使用正则表达式来检查一个字符串是否只包含数字。

import java.util.regex.Pattern;

public class StringValidator {
    public static boolean isNumber(String str) {
        Pattern pattern = Pattern.compile("\\d+");
        return pattern.matcher(str).matches();
    }
}

上面的代码使用了Java中的正则表达式类Pattern和Matcher。其中，\\d表示一个数字字符，+表示匹配一个或多个数字字符。matcher(str).matches()会返回一个Boolean值，表示字符串是否与给定的正则表达式匹配。

方法二：使用字符判断

另一种方法是通过遍历字符串中的每个字符来判断是否都是数字。

public class StringValidator {
    public static boolean isNumber(String str) {
        for (int i = 0; i < str.length(); i++) {
            if (!Character.isDigit(str.charAt(i))) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }
}

上述代码使用了Character.isDigit()方法来判断字符是否是数字。如果遇到一个非数字字符，则返回false，否则继续检查下一个字符。如果遍历完整个字符串后都没有遇到非数字字符，则返回true。

方法三：使用异常捕获

Java中的NumberFormatException异常可以捕获由于解析数字时出现的错误。我们可以尝试将字符串转换为数字，如果转换成功，则说明字符串全是数字；如果转换失败，则说明字符串中包含非数字字符。

public class StringValidator {
    public static boolean isNumber(String str) {
        try {
            Integer.parseInt(str);
            return true;
        } catch (NumberFormatException e) {
            return false;
        }
    }
}

上述代码使用了Integer.parseInt()方法将字符串转换为整数。如果转换成功，则返回true；如果转换失败，则抛出NumberFormatException异常，我们在代码中捕获该异常并返回false。

性能比较

对于小型字符串，上述三种方法的性能差异不大。然而，当处理大量的字符串或者较长的字符串时，性能差异可能会显现出来。下面是使用这三种方法测试性能的代码：

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class PerformanceTest {
    public static void main(String[] args) {
        String str = "1234567890";
        int iterationCount = 1000000;

        long startTime = System.nanoTime();
        for (int i = 0; i < iterationCount; i++) {
            StringValidator.isNumberRegex(str);
        }
        long endTime = System.nanoTime();
        long durationRegex = TimeUnit.NANOSECONDS.toMillis(endTime - startTime);

        startTime = System.nanoTime();
        for (int i = 0; i < iterationCount; i++) {
            StringValidator.isNumberCharacter(str);
        }
        endTime = System.nanoTime();
        long durationCharacter = TimeUnit.NANOSECONDS.toMillis(endTime - startTime);

        startTime = System.nanoTime();
        for (int i = 0; i < iterationCount; i++) {
            StringValidator.isNumberException(str);
        }
        endTime = System.nanoTime();
        long durationException = TimeUnit.NANOSECONDS.toMillis(endTime - startTime);

        System.out.println("Regex: " + durationRegex + " ms");
        System.out.println("Character: " + durationCharacter + " ms");
        System.out.println("Exception: " + durationException + " ms");
    }
}

上述代码分别对三种方法进行100万次迭代，并比较它们的执行时间。在我的测试环境中，使用正则表达式的方法相对较快，字符判断的方法次之，异常捕获的方法最慢。