Java Math 類別及其方法

在本文中，我們將簡要概述 Java 中的 Math 類別。讓我們來談談這個類別的方法以及如何使用它們。Math 類別位於 java.lang 套件中，並提供一組靜態方法來執行許多不同的數學計算。以下是 Math 類別可能有用的計算範例：

• 絕對值的計算（模值）
• 三角函數值的計算（正弦、餘弦等）
• 不同程度的海拔
• 提取不同程度的根
• 隨機數生成
• 四捨五入
• ETC。

下面我們將嘗試看看 Java Math 類別如何幫助解決上面列出的問題。讓我們開始使用允許您計算值模的方法來分析該類別。這是由abs 方法負責的。此方法是重載的，與Math類別有以下差異：

• 靜態雙腹肌（雙a）
• 靜態浮動絕對值（浮動a）
• 靜態 int 絕對值(int a)
• 靜態長腹肌（長a）

使用範例：

public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Math.abs(-1));      // 1
        System.out.println(Math.abs(-21.8d));  // 21.8
        System.out.println(Math.abs(4532L));   // 4532
        System.out.println(Math.abs(5.341f));  // 5.341
    }

計算三角函數的值

Math 類別可讓您計算各種三角函數 - 正弦、餘弦、正切等。完整的方法清單可在官方文件網站上找到。下面是這些方法的清單：

• 靜態雙罪（雙a）
• 靜態雙 cos(雙 a)
• 靜態雙tan(雙a)
• 靜態雙asin(雙a)
• 靜態雙 acos(雙 a)
• 靜態雙 atan(雙 a)

計算方法：正弦、餘弦、正切、反正弦、反餘弦、反正切。每種方法都會計算角度“a”的值。此參數傳遞給每個方法，並且在每種情況下都以弧度為單位（而不是我們習慣的以度為單位）。這裡有兩個消息，好消息和壞消息。讓我們從好的開始。Math 類別具有將弧度轉換為度數以及將度數轉換為弧度的方法：

• 靜態雙 toDegrees(雙 angrad)
• 靜態雙 toRadians(雙 angdeg)

這裡，toDegrees 方法將以弧度為單位的角度 angrad 轉換為度數。相反，toRadians 方法將以度為單位的角度 angdeg 轉換為弧度。壞消息是，這種情況發生時會出現一些錯誤。這是計算正弦和餘弦的範例：

public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Math.sin(Math.toRadians(0)));
        System.out.println(Math.sin(Math.toRadians(30)));
        System.out.println(Math.sin(Math.toRadians(90)));

        System.out.println(Math.cos(Math.toRadians(0)));
        System.out.println(Math.cos(Math.toRadians(30)));
        System.out.println(Math.cos(Math.toRadians(90)));
    }

程式將輸出：

0.0
0.49999999999999994
1.0

1.0
0.8660254037844387
6.123233995736766E-17

它與正弦和餘弦表不太對應，部分原因是從度數轉換為弧度時出現錯誤。

求冪

為了計算數字的冪，Math 類別提供了一個 pow 方法，該方法具有以下簽名：

static double pow(double a, double b)

此方法將參數“a”進行“b”次方。例子：

public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Math.pow(1,2)); // 1.0
        System.out.println(Math.pow(2,2)); // 4.0
        System.out.println(Math.pow(3,2)); // 9.0
        System.out.println(Math.pow(4,2)); // 16.0
        System.out.println(Math.pow(5,2)); // 25.0

        System.out.println(Math.pow(1,3)); // 1.0
        System.out.println(Math.pow(2,3)); // 8.0
        System.out.println(Math.pow(3,3)); // 27.0
        System.out.println(Math.pow(4,3)); // 64.0
        System.out.println(Math.pow(5,3)); // 125.0
    }

拔根

Math 類別提供了平方根和立方根的方法。以下方法負責此過程：

• 靜態雙開方（雙a）
• 靜態雙 cbrt(雙 a)

sqrt 法取平方根，cbrt 方法取立方根。例子：

public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Math.sqrt(4));   // 2.0
        System.out.println(Math.sqrt(9));   // 3.0
        System.out.println(Math.sqrt(16));  // 4.0

        System.out.println(Math.cbrt(8));   // 2.0
        System.out.println(Math.cbrt(27));  // 3.0
        System.out.println(Math.cbrt(125)); // 5.0
    }

隨機數生成

為了產生隨機數，Math 類別提供了 random 方法。此方法產生 0.0 到 1.0 範圍內的隨機正實數（雙精度）。方法簽名如下圖所示：

public static double random()

讓我們來看看例子：

public static void main(String[] args) {
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        System.out.println(Math.random());
    }
}

執行main方法後，控制台顯示如下：

0.37057465028778513
0.2516253742011597
0.9315649439611121
0.6346725713527239
0.7442959932755443

透過一些操作，您可以使用 Math 類別的 random 方法來取得特定範圍內的整數隨機數。以下是一個函數範例，該函數接受兩個參數 min 和 max，並傳回一個介於 min（含）和 max（含）範圍內的隨機整數：

static int randomInARange(int min, int max) {
    return  (int) (Math.random() * ((max - min) + 1)) + min;
}

讓我們來寫一個 Main 方法，在其中測試 randomInARange 方法：

public class MathExample {


    public static void main(String[] args) {
        // Карта, в которой мы будем хранить количество выпадений Howого-то числа
        Map<Integer, Integer> map = new TreeMap<>();

        // За 10000 операций
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {

            // Сгенерируем рандомное число от -10 включительно до 10 включительно
            final Integer randomNumber = randomInARange(-10, 10);


            if (!map.containsKey(randomNumber)) {
                // Если карта еще не содержит "выпавшего случайного числа"
                // Положим его в карту с кол-вом выпадений = 1
                map.put(randomNumber, 1);
            } else {
                // Иначе, увеличим количество выпадений данного числа на 1
                map.put(randomNumber, map.get(randomNumber) + 1);
            }
        }

        // Выведем на экран содержимое карты в формате ключ=[meaning]
        for (Map.Entry<Integer, Integer> entry : map.entrySet()){
            System.out.println(String.format("%d=[%d]", entry.getKey(), entry.getValue()));
        }
    }

    static int randomInARange(int min, int max) {
        return  (int) (Math.random() * ((max - min) + 1)) + min;
    }
}

運行 main 方法後，輸出可能如下所示：

-10=[482]
-9=[495]
-8=[472]
-7=[514]
-6=[457]
-5=[465]
-4=[486]
-3=[500]
-2=[490]
-1=[466]
0=[458]
1=[488]
2=[461]
3=[470]
4=[464]
5=[463]
6=[484]
7=[479]
8=[459]
9=[503]
10=[444]

Process finished with exit code 0

四捨五入

對於 Java 中的數字舍入，工具之一是 Math 類別的方法。更準確地說，圓形、天花板和地板方法：

• 靜態長圓（雙A）
• 靜態 int round(float a)
• 靜態雙層（雙A）
• 靜態雙層天花（雙A）

舍入法－照常捨入到普通人。如果數字的小數部分大於或等於 0.5，則該數字將會向上捨入，否則向下捨去。無論小數部分的數值為何，floor 方法總是將數字向下捨去（向負無窮大）。ceil 方法則相反，無論小數部分的數值為何，都會將數字向上捨入（朝正無窮大）。讓我們來看看例子：

public static void main(String[] args) {
    System.out.println(Math.round(1.3)); // 1
    System.out.println(Math.round(1.4)); // 1
    System.out.println(Math.round(1.5)); // 2
    System.out.println(Math.round(1.6)); // 2

    System.out.println(Math.floor(1.3)); // 1.0
    System.out.println(Math.floor(1.4)); // 1.0
    System.out.println(Math.floor(1.5)); // 1.0
    System.out.println(Math.floor(1.6)); // 1.0

    System.out.println(Math.ceil(1.3)); // 2.0
    System.out.println(Math.ceil(1.4)); // 2.0
    System.out.println(Math.ceil(1.5)); // 2.0
    System.out.println(Math.ceil(1.6)); // 2.0
}

結論

在這篇文章中，我們對數學課進行了粗淺的了解。我們研究瞭如何使用此類：

• 計算值的模；
• 計算三角函數的值；
• 計算數字的冪；
• 提取平方根和立方根；
• 產生隨機數；
• 整數。

這個類別中還有很多其他有趣的方法。可以在官方文件網站上找到。嗯，對於初次認識的人來說，上面列出的方法已經足夠了。