Java BigInteger類詳解與應(yīng)用小結(jié)
Java BigInteger類應(yīng)用詳解
BigInteger的構(gòu)造方法:
對象一旦創(chuàng)建,內(nèi)部的值不能發(fā)送改變
BigInteger常見的成員方法:
一、對象創(chuàng)建
BigInteger提供兩種主要構(gòu)造方式:
// 通過字符串構(gòu)造 BigInteger num1 = new BigInteger("123456789012345678901234567890"); // 通過靜態(tài)方法構(gòu)造 BigInteger num2 = BigInteger.valueOf(999999999L);
二、基礎(chǔ)運算方法
1.加法運算
BigInteger a = new BigInteger("123456789"); BigInteger b = BigInteger.valueOf(987654321L); BigInteger sum = a.add(b); // 返回1111111110
2.減法運算
BigInteger difference = b.subtract(a); // 返回864197532
3.乘法運算
BigInteger product = a.multiply(b); // 返回121932631137021795
4.除法運算
BigInteger quotient = b.divide(a); // 返回8
三、高級運算方法
1.模運算
BigInteger modResult = new BigInteger("100").mod(BigInteger.valueOf(3)); // 返回1
2.冪運算
BigInteger power = BigInteger.valueOf(2).pow(100); // 計算2^100
3.模冪運算
BigInteger modPowResult = new BigInteger("5").modPow(new BigInteger("3"), BigInteger.TEN); // (5^3)%10=125%10=5
四、數(shù)值比較
int comparison = new BigInteger("100").compareTo(new BigInteger("200")); // 返回-1(小于) if (comparison < 0) { System.out.println("100小于200"); }
五、素數(shù)生成
// 生成1024位可能素數(shù)(概率性測試) BigInteger prime = BigInteger.probablePrime(1024, new SecureRandom());
六、類型轉(zhuǎn)換
// 安全轉(zhuǎn)換(溢出時拋異常) try { int safeInt = new BigInteger("2147483647").intValueExact(); } catch (ArithmeticException e) { System.err.println("超出int范圍"); }
七、實用工具方法
1.最大公約數(shù)
BigInteger gcd = new BigInteger("12").gcd(new BigInteger("18")); // 返回6
2.位運算
BigInteger shifted = BigInteger.ONE.shiftLeft(10); // 1左移10位=1024
3.符號判斷
int sign = new BigInteger("-100").signum(); // 返回-1
八、典型應(yīng)用場景
1.密碼學(xué)運算
// RSA密鑰生成示例片段 BigInteger p = BigInteger.probablePrime(2048, new SecureRandom()); BigInteger q = BigInteger.probablePrime(2048, new SecureRandom()); BigInteger modulus = p.multiply(q);
2.科學(xué)計算
// 計算100! BigInteger factorial = BigInteger.ONE; for (int i = 1; i <= 100; i++) { factorial = factorial.multiply(BigInteger.valueOf(i)); }
九、注意事項
1.不可變性:所有運算均返回新對象
BigInteger original = BigInteger.TEN; original.add(BigInteger.ONE); // 原對象仍為10 BigInteger newValue = original.add(BigInteger.ONE); // 新對象為11
2.性能優(yōu)化:避免頻繁創(chuàng)建對象
// 低效寫法 for (int i = 0; i < 1000; i++) { value = value.add(BigInteger.ONE); } // 推薦優(yōu)化 value = value.add(BigInteger.valueOf(1000));
3.異常處理
try { BigInteger zero = BigInteger.ZERO; BigInteger result = value.divide(zero); // 觸發(fā)ArithmeticException } catch (ArithmeticException e) { System.err.println("除零錯誤"); }
十、擴展方法
1.數(shù)值轉(zhuǎn)換
// 轉(zhuǎn)換為二進制字符串 String binary = new BigInteger("255").toString(2); // 返回"11111111" // 十六進制轉(zhuǎn)換 String hex = new BigInteger("255").toString(16); // 返回"ff"
2.位操作
// 測試第5位(從右往左,0開始) boolean bitStatus = new BigInteger("32").testBit(5); // 32=100000,第5位為1
總結(jié):1.Biglnteger表示一個大整數(shù)。
2.如何獲取BigInteger的對象?
Biglnteger b1 = Biglnteger.valueof(0.1);
Biglnteger b1 = new Biglnteger("整數(shù)");
3.常見操作
通過合理運用BigInteger類,開發(fā)者可以處理任意精度的整數(shù)運算需求,適用于金融計算、密碼學(xué)、科學(xué)計算等領(lǐng)域。注意根據(jù)具體場景選擇合適的方法,并做好異常處理與性能優(yōu)化。
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