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Java中BigInteger用法小結

 更新時間：2023年03月07日 16:17:01   作者：碼界猿候  
這篇文章主要介紹了Java中BigInteger用法的詳解,在這里，我們詳細描述下BigInteger的用法，在使用之前，我們需要導入java.math.*包，本文通過實例代碼相結合給大家詳細講解，需要的朋友可以參考下

在java中經常會遇到比較大的數，甚至超過了long型，那么該如何處理這些“大數據”呢？在java中有兩個類BigInteger和BigDecimal分別表示大整數類和大浮點數類，從原則上是可以表示“天文單位”一樣大的數字咯，但有一個缺點就是比較費內存！

在這里，我們詳細描述下BigInteger的用法，在使用之前，我們需要導入java.math.*包

一.介紹BigInteger經常使用到的一些函數

①value.Of(參數); 這個函數的作用是將括號內的參數轉換成指定的數據類型，例如以下例子

                      int A=42;
                     BigInteger f=BigInteger.valueOf(A);
                      System.out.println("f="+f); //輸出的f將會等于BigInteger型的42
                       // 答案： f=42

其實還可以轉成其他的類型，例如以下以下，※※※需要注意的是不重寫的話，jdk1.8 版本是無法支持這種轉換的※※※

                       String s="12345";
                      BigInteger c=BigInteger.valueOf(s);
        //  則c=12345;※※※需要注意的是不重寫的話，jdk1.8 版本是無法支持這種轉換的

②add()方法； 這個函數的作用是將大整數加起來，例如以下例子

                       BigInteger c=new BigInteger("6");
                       BigInteger d=new BigInteger("3");
                      System.out.println("c+d="+c.add(d));
                        //答案輸出： c+d=9

③subtract()方法，這個函數的作用是將大整數相減，例如以下例子,運用時前者減后者

                       BigInteger c=new BigInteger("5");
                     BigInteger d=new BigInteger("3");
                      System.out.println("d-c="+d.subtract(c));
                        //答案輸出： d-c=-2

④multiply()方法，這個函數的作用是將大整數相乘，例如以下例子,

                      BigInteger c=new BigInteger("6");
                     BigInteger d=new BigInteger("3");
                    System.out.println("c*d="+c.multiply(d));
                        //答案輸出： c*d=18

⑤divide()方法，這個函數的作用是將大整數做除法，例如以下例子,

                       BigInteger c=new BigInteger("6");
                      BigInteger d=new BigInteger("4");
                     System.out.println("c/d="+c.divide(d));
                        // 答案輸出；c/d=1

⑥remainder()方法，這個函數的作用是將大整數取余

⑦pow(exponent)方法，這個函數的作用是將大整數取exponent的指數，例如a.pow(b)==a^b;

⑧gcd()方法，這個函數的作用是將兩個大整數取最大公約數，例如a.gcd(b)；

⑨abs()方法，這個函數的作用是取絕對值，例如

                      BigInteger c=new BigInteger("-9");
                      System.out.println(c.abs());
                        //答案輸出: 9

⑩negate()方法，這個函數的作用是取數的相反數，例如

                      BigInteger c=new BigInteger("9");
                     System.out.println(c.negate());
                        // 答案輸出: -9

?mod()方法; 這個函數的作用是對數進行取余 a.mod(b)=a%b=a.remainder(b);

?max()方法，min()方法，分別是比較兩個數的大小，例如a.max(b); 取a,b中的最大值

?compareTo()方法這個方法是用來比較兩個大整數大小的

 public void testCompare() {
   BigInteger bigNum1 = new BigInteger("52");
   BigInteger bigNum2 = new BigInteger("27");
?
   //1.compareTo()：返回一個int型數據（1 大于； 0 等于； -1 小于）
   int num = bigNum1.compareTo(bigNum2);           //1
?
   //2.max()：直接返回大的那個數，類型為BigInteger
   //  原理：return (compareTo(val) > 0 ? this : val);
   BigInteger compareMax = bigNum1.max(bigNum2);   //52
?
   //3.min()：直接返回小的那個數，類型為BigInteger
   //  原理：return (compareTo(val) < 0 ? this : val);
   BigInteger compareMin = bigNum1.min(bigNum2);   //27
}

?equals()方法，判斷兩個大整數是否相等，例如c.equals(d) 相等就返回 true;

二、介紹BigInteger的讀入方法——nextBigInteger()，從控制臺讀入一個BigInteger型數據，類似于讀入int型的nextInt()；

public void test() {
    Scanner s = new Scanner(System.in);             // 讀入
    int n = sc.nextInt();                           // 讀入一個int;
    BigInteger m = sc.nextBigInteger();             // 讀入一個BigInteger;
    while(sc.hasNext()){    
        System.out.print("sc.hasNext()=" + sc.hasNext());
    }
}

三、介紹BigInteger的構造方法

默認的是十進制，也就是我們平常較為常見的，例如

      BigInteger d=new BigInteger("48");
      System.out.println(d);  //答案輸出：48,這里默認的是十進制，但也支持自定義轉換類型

支持自定義進制類型（已存在的），例如二進制，四進制，八進制，十六進制，如下：

public void test() {
   //在構造將函數時，把radix進制的字符串轉化為BigInteger
   String str = "1011100111";
   int radix = 2;  // radix代表二進制，為下一行代碼中的參數radix賦值
   BigInteger interNum1 = new BigInteger(str,radix);   //743
}

四、介紹BigInteger的幾個內部定義的常量——BigInteger.ZERO，BigInteger.ONE，BigInteger.TEN

//之前是支持-1和2，但現在表明已不再輸出(Not exported.)
public void test() {
    //0
    BigInteger zero = BigInteger.ZERO;
    //1
    BigInteger one = BigInteger.ONE;
    //10
    BigInteger ten = BigInteger.TEN;
}

五、介紹BigInteger一些基本類型的轉換

public void testToAnother() {
    BigInteger bigNum = new BigInteger("38");
    int radix = 2;
    
    //1.轉換為bigNum的二進制補碼形式
    byte[] num1 = bigNum.toByteArray();
    //2.轉換為bigNum的十進制字符串形式
    String num2 = bigNum.toString();        //38
    //3.轉換為bigNum的radix進制字符串形式
    String num3 = bigNum.toString(radix);   //100110
    //4.將bigNum轉換為int
    int num4 = bigNum.intValue();
    //5.將bigNum轉換為long
    long num5 = bigNum.longValue();
    //6.將bigNum轉換為float
    float num6 = bigNum.floatValue();
    //7.將bigNum轉換為double
    double num7 = bigNum.doubleValue();
}

六、權限控制

setBit()，testBit()：可用于菜單的權限控制，非常好用，原理如下：

//權限控制：setBit(),testBit()
@Test
public void testSetAndTest() {
    //1.封裝數據(setBit的值需 >= 0，否則出現異常：ArithmeticException("Negative bit address"))
    BigInteger permission = new BigInteger("0");
    BigInteger numBig = permission.setBit(2);
    numBig = numBig.setBit(5);
    numBig = numBig.setBit(13);
    numBig = numBig.setBit(66);
    System.out.println("原理：" + numBig); 
    // 原理：73786976294838214692 = 2^2+2^5+2^13+2^66 次方的和；
    // 看??！即使這么大的數也不會溢出，而int最大值只有2147483647；
?
    //2.取值驗證（返回Boolean型）
    boolean flag1 = numBig.testBit(2);      //true
    boolean flag2 = numBig.testBit(5);      //true
    boolean flag3 = numBig.testBit(13);     //true
    boolean flag4 = numBig.testBit(66);     //true
    boolean flag5 = numBig.testBit(27);     //false
}

setBit()：將set進去變量作為二進制數，計算它們的和，并以十進制顯示； testBit()：與setBit()相反，驗證this的二進制組成元素中是否包含傳入的變量；

//權限控制源碼分析：
 
//1.setBit()原理：計算this與2的n次方的和
public BigInteger setBit(int n) {
	if (n < 0)
		throw new ArithmeticException("Negative bit address");
 
	int intNum = n >>> 5;
	int[] result = new int[Math.max(intLength(), intNum+2)];
 
	for (int i=0; i < result.length; i++)
		result[result.length-i-1] = getInt(i);
 
	result[result.length-intNum-1] |= (1 << (n & 31));
 
	return valueOf(result);
}
 
//2.testBit()原理：計算this的值中是否包含2的n次方
public boolean testBit(int n) {
	if (n < 0)
		throw new ArithmeticException("Negative bit address");
 
	return (getInt(n >>> 5) & (1 << (n & 31))) != 0;
}

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