Java中的数学相关类

刺骨的言语ヽ痛彻心扉 2023-09-26 22:12 108阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*   *  1.java.lang.Math
     *  2.java.math包
     *   *  2.1 BigInteger
         *  2.2 BigDecimal
         *  2.3 java.util.Random

### 1.java.lang.Math ###

`java.lang.Math` 类包含用于执行基本数学运算的方法，如初等指数、对数、平方根和三角函数。类似这样的工具类，其所有方法均为静态方法，并且不会创建对象。

*  `public static double abs(double a)` ：返回 double 值的绝对值。

double d1 = Math.abs(-5); //d1的值为5
    double d2 = Math.abs(5); //d2的值为5

*  `public static double ceil(double a)`：返回大于等于参数的最小的整数。

double d1 = Math.ceil(3.3); //d1的值为 4.0
    double d2 = Math.ceil(-3.3); //d2的值为 -3.0
    double d3 = Math.ceil(5.1); //d3的值为 6.0

*  `public static double floor(double a)` ：返回小于等于参数最大的整数。

double d1 = Math.floor(3.3); //d1的值为3.0
    double d2 = Math.floor(-3.3); //d2的值为-4.0
    double d3 = Math.floor(5.1); //d3的值为 5.0

*  `public static long round(double a)` ：返回最接近参数的 long。(相当于四舍五入方法)

long d1 = Math.round(5.5); //d1的值为6
    long d2 = Math.round(5.4); //d2的值为5
    long d3 = Math.round(-3.3); //d3的值为-3
    long d4 = Math.round(-3.8); //d4的值为-4

*  `public static double pow(double a,double b)`：返回a的b幂次方法
 *  `public static double sqrt(double a)`：返回a的平方根
 *  `public static double random()`：返回\[0,1)的随机值
 *  `public static final double PI`：返回圆周率
 *  `public static double max(double x, double y)`：返回x,y中的最大值
 *  `public static double min(double x, double y)`：返回x,y中的最小值
 *  其它：acos,asin,atan,cos,sin,tan 三角函数

double result = Math.pow(2,31);
    double sqrt = Math.sqrt(256);
    double rand = Math.random();
    double pi = Math.PI;

### 2.java.math包 ###

#### 2.1 BigInteger ####

*  Integer类作为int的包装类，能存储的最大整型值为231-1，Long类也是有限的，最大为263-1。如果要表示再大的整数，不管是基本数据类型还是他们的包装类都无能为力，更不用说进行运算了。
 *  java.math包的`BigInteger`可以表示不可变的任意精度的整数。BigInteger 提供所有 Java 的基本整数操作符的对应物，并提供 java.lang.Math 的所有相关方法。另外，BigInteger 还提供以下运算：模算术、GCD 计算、质数测试、素数生成、位操作以及一些其他操作。
 *  构造器
    
     *  `BigInteger(String val)`：根据字符串构建BigInteger对象
 *  方法
    
     *  `public BigInteger abs()`：返回此 BigInteger 的绝对值的 BigInteger。
     *  `BigInteger add(BigInteger val)`：返回其值为 (this + val) 的 BigInteger
     *  `BigInteger subtract(BigInteger val)`：返回其值为 (this - val) 的 BigInteger
     *  `BigInteger multiply(BigInteger val)`：返回其值为 (this \* val) 的 BigInteger
     *  `BigInteger divide(BigInteger val)`：返回其值为 (this / val) 的 BigInteger。整数相除只保留整数部分。
     *  `BigInteger remainder(BigInteger val)`：返回其值为 (this % val) 的 BigInteger。
     *  `BigInteger[] divideAndRemainder(BigInteger val)`：返回包含 (this / val) 后跟 (this % val) 的两个 BigInteger 的数组。
     *  `BigInteger pow(int exponent)`：返回其值为 (this^exponent) 的 BigInteger。

@Test
    public void test01(){
        
        //long bigNum = 123456789123456789123456789L;
        BigInteger b1 = new BigInteger("12345678912345678912345678");
        BigInteger b2 = new BigInteger("78923456789123456789123456789");
    
        //System.out.println("和：" + (b1+b2));//错误的，无法直接使用+进行求和
        System.out.println("和：" + b1.add(b2));
        System.out.println("减：" + b1.subtract(b2));
        System.out.println("乘：" + b1.multiply(b2));
        System.out.println("除：" + b2.divide(b1));
        System.out.println("余：" + b2.remainder(b1));
    }

#### 2.2 BigDecimal ####

*  一般的Float类和Double类可以用来做科学计算或工程计算，但在商业计算中，**要求数字精度比较高，故用到java.math.BigDecimal类**。
 *  BigDecimal类支持不可变的、任意精度的有符号十进制定点数。
 *  构造器
    
     *  `public BigDecimal(double val)`
     *  `public BigDecimal(String val)`
 *  常用方法
    
     *  `public BigDecimal add(BigDecimal augend)`
     *  `public BigDecimal subtract(BigDecimal subtrahend)`
     *  `public BigDecimal multiply(BigDecimal multiplicand)`
     *  `public BigDecimal divide(BigDecimal divisor, int scale, int roundingMode)`：divisor是除数，scale指明保留几位小数，roundingMode指明舍入模式（ROUNDUP :向上加1、ROUNDDOWN :直接舍去、ROUNDHALFUP:四舍五入）

@Test
    public void test03(){
        
        BigInteger bi = new BigInteger("12433241123");
        BigDecimal bd = new BigDecimal("12435.351");
        BigDecimal bd2 = new BigDecimal("11");
        System.out.println(bi);
        // System.out.println(bd.divide(bd2));
        System.out.println(bd.divide(bd2, BigDecimal.ROUND_HALF_UP));
        System.out.println(bd.divide(bd2, 15, BigDecimal.ROUND_HALF_UP));
    }

#### 2.3 java.util.Random ####

用于产生随机数

*  `boolean nextBoolean()`:返回下一个伪随机数，它是取自此随机数生成器序列的均匀分布的 boolean 值。
 *  `void nextBytes(byte[] bytes)`:生成随机字节并将其置于用户提供的 byte 数组中。
 *  `double nextDouble()`:返回下一个伪随机数，它是取自此随机数生成器序列的、在 0.0 和 1.0 之间均匀分布的 double 值。
 *  `float nextFloat()`:返回下一个伪随机数，它是取自此随机数生成器序列的、在 0.0 和 1.0 之间均匀分布的 float 值。
 *  `double nextGaussian()`:返回下一个伪随机数，它是取自此随机数生成器序列的、呈高斯（“正态”）分布的 double 值，其平均值是 0.0，标准差是 1.0。
 *  `int nextInt()`:返回下一个伪随机数，它是此随机数生成器的序列中均匀分布的 int 值。
 *  `int nextInt(int n)`:返回一个伪随机数，它是取自此随机数生成器序列的、在 0（包括）和指定值（不包括）之间均匀分布的 int 值。
 *  `long nextLong()`:返回下一个伪随机数，它是取自此随机数生成器序列的均匀分布的 long 值。

@Test
    public void test04(){
        
        Random r = new Random();
        System.out.println("随机整数：" + r.nextInt());
        System.out.println("随机小数：" + r.nextDouble());
        System.out.println("随机布尔值：" + r.nextBoolean());
    }