【算法实战】日期转二进制：两种解法的思路与优化（附代码解析）
一、问题描述
给定一个yyyy-mm-dd格式的日期字符串，要求将年、月、日分别转为无前导零的二进制，并保持year-month-day格式。
示例：输入2025-03-15，输出11111101001-11-1111（2025→11111101001，3→11，15→1111）。
二、解法一：直接分割转换（新手友好）
思路分析
- 分割日期：按
-拆分为年、月、日三部分。 - 转二进制：利用
Integer.toBinaryString直接转换。 - 拼接结果：按格式拼接，无需处理前导零（Java 方法自动省略）。
代码实现
java">class Solution {public String convertDateToBinary(String date) {String[] parts = date.split("-"); // 分割日期return Integer.toBinaryString(Integer.parseInt(parts[0])) + "-" +Integer.toBinaryString(Integer.parseInt(parts[1])) + "-" +Integer.toBinaryString(Integer.parseInt(parts[2]));}
}
代码亮点
- 简洁直观：一行代码完成核心逻辑，适合快速开发。
- 自动去前导零：Java 的
toBinaryString天然支持，无需额外处理。
复杂度分析
- 时间：O (1)（日期长度固定，拆分和转换为常数操作）
- 空间：O (1)（除输入外，额外空间固定）
三、解法二：逆向字符填充（性能优化）
思路升级
观察发现：日期各部分的二进制长度有限（年≤13 位，月≤4 位，日≤5 位），可预先分配固定大小的字符数组，从后向前填充，避免字符串拼接的性能损耗。
关键步骤拆解（以2025-03-15为例）
- 提取日（15）：转为二进制
1111，逆向填充到数组末尾。 - 插入
-：在日的二进制前添加分隔符。 - 提取月（3）：转为
11，填充到-前。 - 插入
-：在月的二进制前添加分隔符。 - 提取年（2025）：转为
11111101001，填充到最前面。
代码实现（含详细注释）
java">class Solution {private static final int MAX_LEN = 32; // 足够容纳最大可能的二进制（年13位 + 2个- + 月4位 + 日5位 = 25位）public String convertDateToBinary(String date) {char[] newDate = new char[MAX_LEN]; // 预分配固定大小数组int begin = MAX_LEN; // 从数组末尾开始填充// 处理日（索引8-9，即"dd"）begin = appendBinary(date, newDate, begin, 8, 9);newDate[--begin] = '-'; // 插入日-月分隔符// 处理月（索引5-6，即"mm"）begin = appendBinary(date, newDate, begin, 5, 6);newDate[--begin] = '-'; // 插入月-年分隔符// 处理年（索引0-3，即"yyyy"）appendBinary(date, newDate, begin, 0, 3);// 从begin到数组末尾的有效字符转为字符串return new String(newDate, begin, MAX_LEN - begin);}private int appendBinary(String date, char[] arr, int ptr, int start, int end) {int num = 0;// 1. 提取日期部分并转为整数（如"2025"→2025）for (int i = start; i <= end; i++) {num = num * 10 + (date.charAt(i) - '0');}// 2. 整数转二进制，逆向填充字符数组while (num > 0) {arr[--ptr] = (char) ((num % 2) + '0'); // 取最低位，从后往前填num /= 2;}return ptr; // 返回新的填充起点}
}
核心优化点
- 避免字符串拼接：通过字符数组直接操作，减少
String对象创建开销。 - 逆向填充：二进制低位在后（如 15→1111，填充顺序是
1→1→1→1），天然符合数组从后往前填充的逻辑。 - 固定长度数组：预先计算最大可能长度（32 位足够），空间利用更高效。
四、两种解法对比
| 维度 | 解法一（分割转换） | 解法二（逆向填充） |
|---|---|---|
| 代码行数 | 简洁（1 行核心逻辑） | 复杂（需处理索引和填充） |
| 性能 | 适用于大多数场景 | 更优（减少字符串操作） |
| 可读性 | 直观，适合新手 | 需理解逆向填充逻辑 |
| 适用场景 | 快速开发、小规模数据 | 高频调用、性能敏感场景 |
五、测试用例与输出
| 输入日期 | 二进制表示 | 说明 |
|---|---|---|
2025-03-15 | 11111101001-11-1111 | 正常日期，包含非整十数 |
2000-01-01 | 11111010000-1-1 | 月 / 日为个位数 |
1970-01-01 | 1111001110-1-1 | 早期年份，二进制较短 |
9999-12-31 | 10011100001111-1100-11111 | 最大可能日期（年 9999） |
六、总结
- 核心考点：日期解析、二进制转换、字符串操作优化。
- 逆向思维：通过预分配数组和逆向填充，避免字符串拼接的性能损耗，这是处理固定格式字符串的常用技巧。
- 扩展性：若需处理大量日期（如日志批量转换），解法二更具优势；日常开发中解法一的简洁性更值得优先选择。
代码启示：编程中往往有多种解法，选择时需权衡可读性、性能和场景需求，这正是算法优化的魅力所在。
