Java Math 类及其方法

在本文中，我们将简要概述 Java 中的 Math 类。我们来谈谈这个类的方法以及如何使用它们。Math 类位于 java.lang 包中，并提供一组静态方法来执行许多不同的数学计算。以下是 Math 类可能有用的计算示例：

• 绝对值的计算（模值）
• 三角函数值的计算（正弦、余弦等）
• 不同程度的海拔
• 提取不同程度的根
• 随机数生成
• 四舍五入
• ETC。

下面我们将尝试看看 Java Math 类如何帮助解决上面列出的问题。让我们开始使用允许您计算值模的方法来分析该类。这是由abs 方法负责的。该方法是重载的，与Math类有以下区别：

• 静态双腹肌（双a）
• 静态浮动绝对值（浮动a）
• 静态 int 绝对值(int a)
• 静态长腹肌（长a）

使用示例：

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
    }

计算三角函数的值

Math 类允许您计算各种三角函数 - 正弦、余弦、正切等。完整的方法列表可以在官方文档网站上找到。下面是这些方法的列表：

• 静态双罪（双a）
• 静态双 cos(双 a)
• 静态双tan(双a)
• 静态双asin(双a)
• 静态双 acos(双 a)
• 静态双 atan(双 a)

计算方法：正弦、余弦、正切、反正弦、反余弦、反正切。每种方法都会计算角度“a”的值。该参数传递给每个方法，并且在每种情况下都以弧度为单位（而不是我们习惯的以度为单位）。这里有两个消息，好消息和坏消息。让我们从好的开始吧。Math 类具有将弧度转换为度数以及将度数转换为弧度的方法：

• 静态双 toDegrees(双 angrad)
• 静态双 toRadians(双 angdeg)

这里，toDegrees 方法将以弧度为单位的角度 angrad 转换为度数。相反，toRadians 方法将以度为单位的角度 angdeg 转换为弧度。坏消息是，这种情况发生时会出现一些错误。这是计算正弦和余弦的示例：

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)));
    }

程序将输出：

0.0
0.49999999999999994
1.0

1.0
0.8660254037844387
6.123233995736766E-17

它与正弦和余弦表不太对应，部分原因是从角度到弧度的转换中存在错误。

求幂

为了计算数字的幂，Math 类提供了一个 pow 方法，该方法具有以下签名：

static double pow(double a, double b)

此方法将参数“a”进行“b”次幂。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 类提供了求平方根和立方根的方法。以下方法负责此过程：

• 静态双开方（双a）
• 静态双 cbrt(双 a)

sqrt 方法取平方根，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
    }

随机数生成

为了生成随机数，Math 类提供了 random 方法。此方法生成 0.0 到 1.0 范围内的随机正实数（双精度）。方法签名如下所示：

public static double random()

让我们看一下例子：

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

执行main方法后，控制台显示如下：

0.37057465028778513
0.2516253742011597
0.9315649439611121
0.6346725713527239
0.7442959932755443

通过一些操作，您可以使用 Math 类的 random 方法来获取特定范围内的整数随机数。下面是一个函数示例，该函数接受两个参数 min 和 max，并返回一个介于 min（含）和 max（含）范围内的随机整数：

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

让我们编写一个 Main 方法，在其中测试 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;
    }
}

运行 main 方法后，输出可能如下所示：

-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

四舍五入

对于 Java 中的数字舍入，工具之一是 Math 类的方法。更准确地说，圆形、天花板和地板方法：

• 静态长圆（双A）
• 静态 int round(float a)
• 静态双层（双A）
• 静态双层天花（双A）

舍入法——照常舍入到普通人。如果数字的小数部分大于或等于 0.5，则该数字将向上舍入，否则向下舍入。无论小数部分的值如何，floor 方法始终将数字向下舍入（向负无穷大）。ceil 方法则相反，无论小数部分的值如何，都会将数字向上舍入（朝正无穷大）。让我们看一下例子：

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
}

结论

在这篇文章中，我们对数学课进行了粗浅的了解。我们研究了如何使用此类：

• 计算值的模；
• 计算三角函数的值；
• 计算数字的幂；
• 提取平方根和立方根；
• 生成随机数；
• 整数。

这个类中还有很多其他有趣的方法。可以在官方文档网站上找到。嗯，对于初次认识的人来说，上面列出的方法已经足够了。