Java中數(shù)學(xué)相關(guān)類的使用教程

更新時(shí)間：2023年05月19日 10:59:24 作者：魚找水需要時(shí)間

Java是一種廣泛使用的編程語(yǔ)言,它提供了許多數(shù)學(xué)運(yùn)算的函數(shù)和方法,使得開發(fā)者可以輕松地進(jìn)行各種數(shù)學(xué)計(jì)算,下面這篇文章主要給大家介紹了關(guān)于Java中數(shù)學(xué)相關(guān)類使用的相關(guān)資料,文中通過(guò)實(shí)例代碼介紹的非常詳細(xì),需要的朋友可以參考下

1.java.lang.Math

java.lang.Math 類包含用于執(zhí)行基本數(shù)學(xué)運(yùn)算的方法，如初等指數(shù)、對(duì)數(shù)、平方根和三角函數(shù)。類似這樣的工具類，其所有方法均為靜態(tài)方法，并且不會(huì)創(chuàng)建對(duì)象。

public static double abs(double a) ：返回 double 值的絕對(duì)值。

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

public static double ceil(double a) ：返回大于等于參數(shù)的最小的整數(shù)。

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

public static double floor(double a) ：返回小于等于參數(shù)最大的整數(shù)。

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

public static long round(double a) ：返回最接近參數(shù)的 long。(相當(dāng)于四舍五入方法)

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

public static double pow(double a,double b)：返回a的b冪次方法
public static double sqrt(double a)：返回a的平方根
public static double random()：返回[0,1)的隨機(jī)值
public static final double PI：返回圓周率
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 三角函數(shù)

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類作為int的包裝類，能存儲(chǔ)的最大整型值為231-1，Long類也是有限的，最大為263-1。如果要表示再大的整數(shù)，不管是基本數(shù)據(jù)類型還是他們的包裝類都無(wú)能為力，更不用說(shuō)進(jìn)行運(yùn)算了。
java.math包的BigInteger可以表示不可變的任意精度的整數(shù)。BigInteger 提供所有 Java 的基本整數(shù)操作符的對(duì)應(yīng)物，并提供 java.lang.Math 的所有相關(guān)方法。另外，BigInteger 還提供以下運(yùn)算：模算術(shù)、GCD 計(jì)算、質(zhì)數(shù)測(cè)試、素?cái)?shù)生成、位操作以及一些其他操作。
構(gòu)造器
- BigInteger(String val)：根據(jù)字符串構(gòu)建BigInteger對(duì)象
方法
- public BigInteger abs()：返回此 BigInteger 的絕對(duì)值的 BigInteger。
- BigInteger add(BigInteger val) ：返回其值為 (this + val) 的 BigInteger
- BigInteger subtract(BigInteger val) ：返回其值為 (this - val) 的 BigInteger
- BigInteger multiply(BigInteger val) ：返回其值為 (this * val) 的 BigInteger
- BigInteger divide(BigInteger val) ：返回其值為 (this / val) 的 BigInteger。整數(shù)相除只保留整數(shù)部分。
- BigInteger remainder(BigInteger val) ：返回其值為 (this % val) 的 BigInteger。
- BigInteger[] divideAndRemainder(BigInteger val)：返回包含 (this / val) 后跟 (this % val) 的兩個(gè) BigInteger 的數(shù)組。
- BigInteger pow(int exponent) ：返回其值為 (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));//錯(cuò)誤的，無(wú)法直接使用+進(jìn)行求和
    System.out.println("和：" + b1.add(b2));
    System.out.println("減：" + 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類和Double類可以用來(lái)做科學(xué)計(jì)算或工程計(jì)算，但在商業(yè)計(jì)算中，要求數(shù)字精度比較高，故用到j(luò)ava.math.BigDecimal類。
BigDecimal類支持不可變的、任意精度的有符號(hào)十進(jìn)制定點(diǎn)數(shù)。
構(gòu)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是除數(shù)，scale指明保留幾位小數(shù)，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

用于產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)

boolean nextBoolean():返回下一個(gè)偽隨機(jī)數(shù)，它是取自此隨機(jī)數(shù)生成器序列的均勻分布的 boolean 值。
void nextBytes(byte[] bytes):生成隨機(jī)字節(jié)并將其置于用戶提供的 byte 數(shù)組中。
double nextDouble():返回下一個(gè)偽隨機(jī)數(shù)，它是取自此隨機(jī)數(shù)生成器序列的、在 0.0 和 1.0 之間均勻分布的 double 值。
float nextFloat():返回下一個(gè)偽隨機(jī)數(shù)，它是取自此隨機(jī)數(shù)生成器序列的、在 0.0 和 1.0 之間均勻分布的 float 值。
double nextGaussian():返回下一個(gè)偽隨機(jī)數(shù)，它是取自此隨機(jī)數(shù)生成器序列的、呈高斯（“正態(tài)”）分布的 double 值，其平均值是 0.0，標(biāo)準(zhǔn)差是 1.0。
int nextInt():返回下一個(gè)偽隨機(jī)數(shù)，它是此隨機(jī)數(shù)生成器的序列中均勻分布的 int 值。
int nextInt(int n):返回一個(gè)偽隨機(jī)數(shù)，它是取自此隨機(jī)數(shù)生成器序列的、在 0（包括）和指定值（不包括）之間均勻分布的 int 值。
long nextLong():返回下一個(gè)偽隨機(jī)數(shù)，它是取自此隨機(jī)數(shù)生成器序列的均勻分布的 long 值。

@Test
public void test04(){
    Random r = new Random();
    System.out.println("隨機(jī)整數(shù)：" + r.nextInt());
    System.out.println("隨機(jī)小數(shù)：" + r.nextDouble());
    System.out.println("隨機(jī)布爾值：" + r.nextBoolean());
}

附：更多java數(shù)學(xué)函數(shù)Math類實(shí)例

Math.abs(12.3);                 //12.3 返回這個(gè)數(shù)的絕對(duì)值  
Math.abs(-12.3);                //12.3  
Math.copySign(1.23, -12.3);     //-1.23,返回第一個(gè)參數(shù)的量值和第二個(gè)參數(shù)的符號(hào)  
Math.copySign(-12.3, 1.23);     //12.3  
Math.signum(x);                 //如果x大于0則返回1.0，小于0則返回-1.0，等于0則返回0  
Math.signum(12.3);              //1.0  
Math.signum(-12.3);             //-1.0  
Math.signum(0);                 //0.0  
//指數(shù)  
Math.exp(x);                    //e的x次冪  
Math.expm1(x);                  //e的x次冪 - 1  
Math.scalb(x, y);               //x*(2的y次冪）  
Math.scalb(12.3, 3);            //12.3*23  
//取整  
Math.ceil(12.3);                //返回最近的且大于這個(gè)數(shù)的整數(shù)13.0  
Math.ceil(-12.3);               //-12.0  
Math.floor(12.3);               //返回最近的且小于這個(gè)數(shù)的整數(shù)12.0  
Math.floor(-12.3);              //-13.0  
//x和y平方和的二次方根  
Math.hypot(x, y);               //√（x2+y2）  
//返回概述的二次方根  
Math.sqrt(x);                   //√(x) x的二次方根  
Math.sqrt(9);                   //3.0  
Math.sqrt(16);                  //4.0  
//返回該數(shù)的立方根  
Math.cbrt(27.0);                //3   
Math.cbrt(-125.0);              //-5  
//對(duì)數(shù)函數(shù)  
Math.log(e);                    //1 以e為底的對(duì)數(shù)  
Math.log10(100);                //10 以10為底的對(duì)數(shù)  
Math.log1p(x);                  //Ln（x+ 1）  
//返回較大值和較小值  
Math.max(x, y);                 //返回x、y中較大的那個(gè)數(shù)  
Math.min(x, y);                 //返回x、y中較小的那個(gè)數(shù)  
//返回 x的y次冪  
Math.pow(x, y);                   
Math.pow(2, 3);                 //即23 即返回：8  
//隨機(jī)返回[0,1)之間的無(wú)符號(hào)double值  
Math.random();                    
//返回最接近這個(gè)數(shù)的整數(shù),如果剛好居中，則取偶數(shù)  
Math.rint(12.3);                //12.0   
Math.rint(-12.3);               //-12.0  
Math.rint(78.9);                //79.0  
Math.rint(-78.9);               //-79.0  
Math.rint(34.5);                //34.0  
Math.rint(35.5);                //36.0  
Math.round(12.3);               //與rint相似，返回值為long  
//三角函數(shù)  
Math.sin(α);                    //sin（α）的值  
Math.cos(α);                    //cos（α）的值  
Math.tan(α);                    //tan（α）的值  
//求角  
Math.asin(x/z);                 //返回角度值[-π/2，π/2]  arc sin（x/z）  
Math.acos(y/z);                 //返回角度值[0~π]   arc cos（y/z）  
Math.atan(y/x);                 //返回角度值[-π/2，π/2]  
Math.atan2(y-y0, x-x0);         //同上，返回經(jīng)過(guò)點(diǎn)（x，y）與原點(diǎn)的的直線和經(jīng)過(guò)點(diǎn)（x0，y0）與原點(diǎn)的直線之間所成的夾角  
Math.sinh(x);                   //雙曲正弦函數(shù)sinh(x)=(exp(x) - exp(-x)) / 2.0;  
Math.cosh(x);                   //雙曲余弦函數(shù)cosh(x)=(exp(x) + exp(-x)) / 2.0;  
Math.tanh(x);                   //tanh(x) = sinh(x) / cosh(x);  
//角度弧度互換  
Math.toDegrees(angrad);         //角度轉(zhuǎn)換成弧度，返回：angrad * 180d / PI  
Math.toRadians(angdeg);         //弧度轉(zhuǎn)換成角度，返回：angdeg / 180d * PI