java 数学计算的具体使用
java.lang.Math库提供了常用的数学计算工具
常量
finaldoubleE=2.7182818284590452354;//自然对数底数 finaldoublePI=3.14159265358979323846;//圆周率 finaldoubleDEGREES_TO_RADIANS=0.017453292519943295;//角度转弧度 finaldoubleRADIANS_TO_DEGREES=57.29577951308232;//弧度转角度
取整
- abs(x):绝对值
- floor(x):向下取整
- ceil(x):向上取整
- round(x):四舍五入，如果有两个(x.5)，返回较大的那个数
- rint(x):最接近的整数，如果有两个(x.5)，返回偶数
- floorDiv(x,y):向下取整除法
- floorMod(x,y):java默认的取摸%得到的结果和x的符号相同，floorMod和y的符号相同
doubledelta=0.0000001; assertEquals(Math.abs(-6),6); assertEquals(Math.floor(-6.2),-7,delta);//向下取整 assertEquals(Math.floor(6.2),6,delta); assertEquals(Math.floor(6.8),6,delta); assertEquals(Math.ceil(-6.2),-6,delta);//向上取整 assertEquals(Math.ceil(6.2),7,delta); assertEquals(Math.ceil(6.8),7,delta); assertEquals(Math.round(-6.2),-6,delta);//四舍五入 assertEquals(Math.round(6.2),6,delta); assertEquals(Math.round(6.8),7,delta); assertEquals(Math.round(-6.5),-6,delta); assertEquals(Math.round(6.5),7,delta); assertEquals(Math.rint(-6.2),-6,delta);//最接近整数，如果存在两个，返回偶数 assertEquals(Math.rint(6.2),6,delta); assertEquals(Math.rint(6.8),7,delta); assertEquals(Math.rint(-6.5),-6,delta); assertEquals(Math.rint(6.5),6,delta); assertEquals(Math.floorDiv(7,3),2); assertEquals(Math.floorDiv(-7,3),-3); assertEquals(Math.floorMod(7,3),1); assertEquals(Math.floorMod(-7,-3),-1); assertEquals(Math.floorMod(-7,3),2); assertEquals(-7%-3,-1); assertEquals(-7%3,-1);
三角函数
assertEquals(Math.sin(Math.PI/2),1.0,delta); assertEquals(Math.cos(Math.PI),-1,delta); assertEquals(Math.tan(Math.PI/4),1.0,delta); assertEquals(Math.asin(1),Math.PI/2,delta); assertEquals(Math.acos(-1),Math.PI,delta); assertEquals(Math.atan(1),Math.PI/4,delta);
指数对数
- pow(x,y):x^y，x的y次方
- sqrt(x):√x，x的平方根
- cbrt(x):三次方根
- hypot(x,y):√(x²+y²)
- exp(x):e^x
- expm1(x):e^x-1
- log(x):ln(x)
- log10:lg(x)
- log1p(x):ln(1+x)
assertEquals(Math.pow(3,2),9,delta); assertEquals(Math.pow(2,3),8,delta); assertEquals(Math.sqrt(4),2,delta); assertEquals(Math.cbrt(27),3,delta); assertEquals(Math.hypot(3,4),5,delta);//√(x²+y²) assertEquals(Math.exp(2.5),Math.pow(Math.E,2.5),delta);//e^x assertEquals(Math.expm1(2),Math.exp(2)-1,delta);//e^x-1 assertEquals(Math.log(Math.exp(1.5)),1.5,delta);//ln(x) assertEquals(Math.log10(1000),3,delta);//lg(x) assertEquals(Math.log1p(Math.E-1),1,delta);//ln(1+x)
双曲函数
- sinh(x):(e^x-e^-x)/2
- cosh(x):(e^x+e^-x)/2
- tanh(x):sinh(x)/cosh(x)
assertEquals(Math.sinh(2),(Math.exp(2)-Math.exp(-2))/2,delta);//sinh(x)=(e^x-e^-x)/2 assertEquals(Math.cosh(2),(Math.exp(2)+Math.exp(-2))/2,delta);//cosh(x)=(e^x+e^-x)/2 assertEquals(Math.tanh(2),Math.sinh(2)/Math.cosh(2),delta);//tanh(x)=sinh(x)/cosh(x)
精确计算
普通的数值计算在溢出时是没有感知的，比如Long.MAX_VALUE+1将得到结果Long.MIN_VALUE，为了解决这种不合理，Math提供了一些辅助函数，在结果溢出时将抛出异常
- addExact(x,y):加法
- multiplyExact(x,y):乘法
- decrementExact(x,y):递减
- incrementExact(x,y):递增
- negateExact(x,y):相反数
- multiplyFull(x,y):接受两个int返回一个long，防止溢出
- multiplyHigh(x,y):返回两个long乘积的高64位
assertEquals(Long.MAX_VALUE+1,Long.MIN_VALUE);//溢出 assertThrows(ArithmeticException.class,()->Math.addExact(Long.MAX_VALUE,1));//加法溢出抛异常 assertThrows(ArithmeticException.class,()->Math.multiplyExact(Long.MAX_VALUE,2));//乘法 assertThrows(ArithmeticException.class,()->Math.decrementExact(Long.MIN_VALUE));//递减 assertThrows(ArithmeticException.class,()->Math.incrementExact(Long.MAX_VALUE));//递增 assertThrows(ArithmeticException.class,()->Math.negateExact(Long.MIN_VALUE));//相反数 assertEquals(Math.addExact(1,2),3); assertEquals(Math.multiplyExact(2,3),6); assertEquals(Math.incrementExact(6),7); assertEquals(Math.decrementExact(6),5); assertEquals(Math.negateExact(-6),6); assertEquals(Math.multiplyFull(1,2),2);//接受两个int返回一个long，防止溢出 assertEquals(Math.multiplyHigh(1,2),0);//返回两个long乘积的高64位
浮点数
任意两个浮点数之间都有无数个浮点数，因此大部分浮点数是无法表示的，只能选取一个最接近的，java提供了一些接口来获取能表示的浮点数
System.out.println(Math.nextUp(1.1));//下一个浮点数 System.out.println(Math.nextDown(1.1));//上一个浮点数 System.out.println(Math.nextAfter(1.1,Double.POSITIVE_INFINITY));//下一个浮点数 System.out.println(Math.nextAfter(1.1,Double.NEGATIVE_INFINITY));//上一个浮点数
随机数
math库随机数
System.out.println(Math.random());//0~1之间的随机数
java.lang.Random
Random类提供了更丰富的随机方法，可以返回各种不同类型的随机数
Randomr=newRandom(); System.out.println(r.nextInt()); System.out.println(r.nextLong()); System.out.println(r.nextFloat()); System.out.println(r.nextDouble());
Random还提供了流式api
Randomr=newRandom(); Listli=r.ints().limit(10).boxed().map((x)->Math.abs(x%100)).collect(Collectors.toList()); System.out.println(li);
java.util.Random是线程安全的，但是，跨线程的同时使用java.util.Random实例可能会遇到争用，从而导致性能下降。在多线程设计中考虑使用java.util.concurrent.ThreadLocalRandom代替java.util.Random，ThreadLocalRandom和Random拥有一致的接口
链接
Math测试代码:https://github.com/hatlonely/hellojava/blob/master/src/test/java/util/MathTest.java
随机数测试代码:https://github.com/hatlonely/hellojava/blob/master/src/test/java/util/RandomTest.java
以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持毛票票。
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