Java Math类的常用方法详解

梦里梦外; 2021-12-14 11:49 373阅读 0赞

在 [Java][] 中 Math 类封装了常用的数学运算，提供了基本的数学操作，如指数、对数、平方根和三角函数等。Math 类位于 java.lang 包，下面详细介绍该类的常量及数学处理方法。

## 静态常量 ##

Math 类中包含 E 和 PI 两个静态常量，其中 E 用于记录 e 的常量，而 PI 用于记录圆周率的值。

例 1

调用 Math 类的 E 和 PI 两个常量，并将结果输出。代码如下：

1.  System.out.println("E 常量的值："+Math.E);
2.  System.out.println("PI 常量的值："+Math.PI);

执行上述代码，输出结果如下：

E 常量的值：2.718281828459045
    PI 常量的值：3.141592653589793

## 求最大值、最小值和绝对值 ##

在程序中常见的就是求最大值、最小值和绝对值问题，如果使用 Math 类提供的方法可以很容易实现。这些方法的说明如表 1 所示。

<table>  表1 求最大值、最小值和绝对值的方法  
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>方法</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>static int abs(int a)</td> 
   <td>返回 a 的绝对值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>static long abs(long a)</td> 
   <td>返回 a 的绝对值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>static float abs(float a)</td> 
   <td>返回 a 的绝对值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>static double abs(double a)</td> 
   <td>返回 a 的绝对值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>static int max(int x,int y)</td> 
   <td>返回 x 和 y 中的最大值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>static double max(double x,double y)</td> 
   <td>返回 x 和 y 中的最大值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>static long max(long x,long y)</td> 
   <td>返回 x 和 y 中的最大值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>static float max(float x,float y)</td> 
   <td>返回 x 和 y 中的最大值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>static int min(int x,int y)</td> 
   <td>返回 x 和 y 中的最小值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>static long min(long x,long y)</td> 
   <td>返回 x 和 y 中的最小值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>static double min(double x,double y)</td> 
   <td>返回 x 和 y 中的最小值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>static float min(float x,float y)</td> 
   <td>返回 x 和 y 中的最小值</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

例 2

求 10 和 20 的较大值、15.6 和 15 的较小值、-12 的绝对值，代码如下：

1.  public class Test02
2.  \{
3.  public static void main(String\[\] args)
4.  \{
5.  System.out.println("10 和 20 的较大值："+Math.max(10, 20));
6.  System.out.println("15.6 和 15 的较小值："+Math.min(15.6,15));
7.  System.out.println("-12 的绝对值："+Math.abs(-12));
8.  \}
9.  \}

该程序的运行结果如下：

10和20的较大值：20
    15.6和15的较小值：15.0
    -12的绝对值：12

## 求整运算 ##

Math 类的求整方法有很多，详细说明如表 2 所示。

<table>  表2 取整方法及其说明  
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>方法</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>static double ceil(double a)</td> 
   <td>返回大于或等于 a 的最小整数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>static double floor(double a)</td> 
   <td>返回小于或等于 a 的最大整数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>static double rint(double a)</td> 
   <td>返回最接近 a 的整数值，如果有两个同样接近的整数，则结果取偶数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>static int round(float a)</td> 
   <td>将参数加上 1/2 后返回与参数最近的整数</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>static long round(double a)</td> 
   <td>将参数加上 1/2 后返回与参数最近的整数，然后强制转换为长整型</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

例 3

下面的实例演示了 Math 类中取整函数方法的应用：

1.  import java.util.Scanner;
2.  public class Test03
3.  \{
4.  public static void main(String\[\] args)
5.  \{
6.  Scanner input=new Scanner(System.in);
7.  System.outprintln("请输入一个数字：");
8.  double num=input.nextDouble();
9.  System.out.println("大于或等于 "+num+" 的最小整数："+Math.ceil(num));
10. System.out.println("小于或等于 "+num+" 的最大整数："+Math.floor(num));
11. System.out.println("将 "+num+" 加上 0.5 之后最接近的整数："+Math.round(num));
12. System.out.println("最接近 "+num+" 的整数："+Math.rint(num));
13. \}
14. \}

执行结果如下：

请输入一个数字：
    99.01
    大于或等于 99.01 的最小整数：100.0
    小于或等于 99.01 的最大整数：99.0
    将 99.01 加上 0.5 之后最接近的整数：100
    最接近 99.01 的整数：99.0

## 三角函数运算 ##

Math 类中包含的三角函数方法及其说明如表 3 所示。

<table>  表3 三角函数方法及其说明  
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>方法</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>static double sin(double a)</td> 
   <td>返回角的三角正弦值，参数以孤度为单位</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>static double cos(double a)</td> 
   <td>返回角的三角余弦值，参数以孤度为单位</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>static double asin(double a)</td> 
   <td>返回一个值的反正弦值，参数域在 [-1,1]，值域在 [-PI/2,PI/2]</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>static double acos(double a)</td> 
   <td>返回一个值的反余弦值，参数域在 [-1,1]，值域在 [0.0,PI]</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>static double tan(double a)</td> 
   <td>返回角的三角正切值，参数以弧度为单位</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>static double atan(double a)</td> 
   <td>返回一个值的反正切值，值域在 [-PI/2,PI/2]</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>static double toDegrees(double angrad)</td> 
   <td>将用孤度表示的角转换为近似相等的用角度表示的角</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>staticdouble toRadians(double angdeg)</td> 
   <td>将用角度表示的角转换为近似相等的用弧度表示的角</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

在表 3 中，每个方法的参数和返回值都是 double 类型，参数以弧度代替角度来实现，其中 1 度等于 π/180 弧度，因此平角就是 π 弧度。

例 4

计算 90 度的正弦值、0 度的余弦值、1 的反正切值、120 度的弧度值，代码如下：

1.  public class Test04
2.  \{
3.  public static void main(String\[\] args)
4.  \{
5.  System.out.println\{"90 度的正弦值："+Math.sin(Math.PI/2));
6.  System.out.println("0 度的余弦值："+Math.cos(0));
7.  System.out.println("1 的反正切值："+Math.atan(l));
8.  System.out.println("120 度的弧度值："+Math.toRadians(120.0));
9.  \}
10. \}

在上述代码中，因为 Math.sin() 中的参数的单位是弧度，而 90 度表示的是角度，因此需要将 90 度转换为弧度，即 Math.PI/180\*90，故转换后的弧度为 Math.PI/2，然后调用 Math 类中的 sin() 方法计算其正弦值。  
  
该程序的运行结果如下：

90 度的正弦值：1.0
    0 的余弦值：1.0
    1 的反正切值：0.7853981633974483
    120 度的弧度值：2.0943951023931953

## 指数运算 ##

指数的运算包括求方根、取对数及其求 n 次方的运算。在 Math 类中定义的指数运算方法及其说明如表 4 所示。

<table>  表4 指数方法及其说明  
 <tbody> 
  <tr> 
   <th>方法</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>static double exp(double a)</td> 
   <td>返回 e 的 a 次幂</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>static double pow(double a,double b)</td> 
   <td>返回以 a 为底数，以 b 为指数的幂值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>static double sqrt(double a)</td> 
   <td>返回 a 的平方根</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>static double cbrt(double a)</td> 
   <td>返回 a 的立方根</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>static double log(double a)</td> 
   <td>返回 a 的自然对数，即 lna 的值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>static double log10(double a)</td> 
   <td>返回以 10 为底 a 的对数</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

例 5

使用 Math 类中的方法实现指数的运算，main() 方法中的代码如下：

1.  public class Test05
2.  \{
3.  public static void main(String\[\] args)
4.  \{
5.  System.out.println("4 的立方值："+Math.pow(4, 3));
6.  System.out.println("16 的平方根："+Math.sqrt(16));
7.  System.out.println("10 为底 2 的对数："+Math.log1O(2));
8.  \}
9.  \}

该程序的运行结果如下：

4 的立方值：64.0
    16 的平方根：4.0
    10 为底 2 的对数：0.3010299956639812

[Java]: http://c.biancheng.net/java/