将 BigDecimal/BigInteger 序列化为 ProtocolBuffers 的最佳方法是什么

Question

我开始将自定义序列化机制迁移到协议缓冲区。一种特别经常使用的数据类型是BigDecimal。

有没有人知道在协议缓冲区中序列化它的好方法？我们当前的序列化例程使用BigDecimal.toPlainString() 进行序列化，使用new BigDecimal(String) 进行反序列化——我假设有更好的方法。

我的猜测是将BigDecimal 定义为：

message BDecimal {
    required int32 scale = 1;
    required BInteger int_val = 2;
}

但我不太确定如何定义 BigInteger - 也许使用它的 toByteArray() 方法？

Answer 1

是的。您应该将 BigInteger 定义为 BigInteger.toByteArray() 。

我的猜测是 BigDecimal 会是：

message BDecimal {
  required int32 scale = 1;
  required BInteger int_val = 2;
}

而 BigInteger 可以定义为

message BInteger {
  required bytes value = 1;
}

处理 BigInteger 的代码是：

  BInteger write(BigInteger val) {
    BInteger.Builder builder = BInteger.newBuilder();
    ByteString bytes = ByteString.copyFrom(val.toByteArray());
    builder.setValue(bytes);
    return builder.build();
  }

  BigInteger read(BInteger message) {
    ByteString bytes = message.getValue();
    return new BigInteger(bytes.toByteArray());
  }

Answer 2

你为什么要改变它？仅仅因为您可以或是否有真正的需要（例如确认分析会话，序列化/反序列化需要大部分时间）。

我会使用字符串，因为它是内置的:)

如果字符串表示似乎是一个问题，建议的字节数组方法 (What is the best approach for serializing BigDecimal/BigInteger to ProtocolBuffers) 对我来说似乎很好。

Answer 3

我最近和 OP 有同样的需求，并使用了与@notnoop 提出的类似的解决方案。在看到@stikkos 的评论后在这里发布：

如何将 BigDecimal 转换为 BigInteger 并进行缩放？然后回来？

根据BigDecimal类documentation：

BigDecimal 的值为 (unscaledVal × ^10-scale)，根据精度和舍入模式设置进行舍入。

因此，java.math.BigDecimal 可以在考虑三个属性的情况下进行序列化：

• unscaledValue
• scale
• precision

---

现在，代码。

1. Protobuf v3 消息定义：

   syntax = "proto3";
   
   message DecimalValue {
     uint32 scale = 1;
     uint32 precision = 2;
     bytes value = 3;
   }
   

2. 如何将java.math.BigDecimal 序列化为 Protobuf 消息：

   import com.google.protobuf.ByteString;
   import DecimalValue;
   
   java.math.BigDecimal bigDecimal = new java.math.BigDecimal("1234.56789");
   DecimalValue serialized = DecimalValue.newBuilder()
           .setScale(bigDecimal.scale())
           .setPrecision(bigDecimal.precision())
           .setValue(ByteString.copyFrom(bigDecimal.unscaledValue().toByteArray()))
           .build();
   

3. 如何将 Protobuf 消息反序列化回java.math.BigDecimal：

   java.math.MathContext mc = new java.math.MathContext(serialized.getPrecision());
   java.math.BigDecimal deserialized = new java.math.BigDecimal(
           new java.math.BigInteger(serialized.getValue().toByteArray()),
           serialized.getScale(),
           mc);
   

4. 我们可以检查得到的java.math.BigDecimal是否产生相同的原始值，如下：

   assert bigDecimal.equals(deserialized);
   

---

注意：OP 假设序列化 java.math.BigDecimal 比使用普通的 String 更好。在存储方面，这个方案更好。

例如，序列化 π 的前 100 位小数：

3.1415926535897932384626433832795028841971693993751058209749445923078164062862089986280348253421170679

System.out.println("DecimalValue: " + serialized.getSerializedSize());
System.out.println("String: " + StringValue.of(pi).getSerializedSize());

这会产生：

DecimalValue: 48
String: 104