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标题: Java中数字相关的类有哪些？Nuber数字类和Math数学类详解 [打印本页]
作者: 悠扬随风    时间: 2023-5-5 08:50
标题: Java中数字相关的类有哪些？Nuber数字类和Math数学类详解
前言

我们在解决实际问题时，会经常对数字、日期和系统设置进行处理，比如在我们的代码中，经常会遇到一些数字&数学问题、随机数问题、日期问题和系统设置问题等。
为了解决这些问题，Java给我们提供了多个处理相关问题的类，比如Number类、Math类、Random类、BigInteger类、BigDecimal类、Date类、System类等。 接下来我们会利用几篇文章，给大家详细地介绍这些与数学、日期、系统处理等相关的类，本篇文章我们先从Number数字类和Math数学类学起。
全文大约 【3000】字， 不说废话，只讲可以让你学到技术、明白原理的纯干货！本文带有丰富的案例及配图，让你更好地理解和运用文中的技术概念，并可以给你带来具有足够启迪的思考......
一. Number类

1. 内容回顾

在学习Java里的Math数学类之前，我们再来回顾一下之前学习过的Number数字类。
我们知道，Java里的数据类型可以分为引用类型和基本类型，其中基本类型有3大类8个子类，如下图所示：

实际上，无论是整数型还是浮点型，它们都是数值型，当我们定义数值型变量时，都是直接操作的数字。
而在实际开发中，我们还经常遇到需要使用对象，而不是使用内置数据类型的情况。所以为了解决这个问题，Java又为每一个内置的基本数据类型提供了对应的包装类。其中，6个数值型对应的包装类(Byte、Short、Integer、Long、Float、Double)，都是抽象类Number的子类。 在基本类型和包装类型之间，会涉及到装箱和拆箱的操作，大家可以回顾一下这是怎么回事，如果你想不起来，请回过头来看看之前的文章哦。
2. 数字格式化

我们在使用数字时，很多时候并不只是简单地原文展示，还要对这些数字进行各种格式化操作，比如设置小数点后几位、数字后带%号或货币符号等。这种使用场景，在解决实际问题时是很普遍的。但我们不用在数字后手动添加，Java自带了一个DedmalFormat类，可以对数字进行格式化处理。
DecimalFormat是NumberFormat的子类，用于格式化十进制数字，该类包含一个模式和一组符号，这些常用的符号含义如下：
符号说明0显示数字，如果位数不够则补0#显示数字，如果位数不够不发生变化.小数分隔符-减号,组分隔符E分隔科学记数法中的尾数和小数%前缀或后缀，乘以 100 后作为百分比显示?乘以 1000 后作为千进制货币符显示。用货币符号代替。如果双写，用国际货币符号代替。如果出现在一个模式中，用货币十进制分隔符代替十进制分隔符接下来我们通过一个案例来演示DecimalFormat的用法：
  1. public class Demo08 {
  2.         public static void main(String[] args) {
  3.                 // 实例化DecimalFormat类对象，并设置格式
  4.                 //小数点后保留1位
  5.                 DecimalFormat df1 = new DecimalFormat("0.0");
  6.                 //整数格式
  7.                 DecimalFormat df2 = new DecimalFormat("#.#");
  8.                 //小数点后保留3位小数
  9.                 DecimalFormat df3 = new DecimalFormat("000.000");
  10.                 //以100%百分比格式显示
  11.                 DecimalFormat df4 = new DecimalFormat("#%");
  12.                
  13.                 float f = 1000f;
  14.                 // 对输入的数字应用格式，并输出结果
  15.                 System.out.println("0.0格式:" + df1.format(f));
  16.                 System.out.println("#.#格式:" + df2.format(f));
  17.                 System.out.println("000.000格式:" + df3.format(f));
  18.                 System.out.println("百分比格式:" + df4.format(f));
  19.         }
  20. }
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二. Math数学类

1. 简介

在开发的时候，我们经常需要对数字进行各种数学计算，虽然Java给我们提供了+、-、*、/ 和 % 等基本算术运算符，但这些符号并不能进行更复杂的数学运算，例如三角函数、对数运算、指数运算等。所以为了方便实现这些数学计算功能，Java自身就给我们提供了一个Math数学类，用于进行各种常见的数学操作。
Math中提供了用于执行基本数学运算的多个属性和方法，如初等指数、对数、平方根和三角函数等。Math 类位于 java.lang包中，它的构造方法是 private私有的，因此我们无法创建 Math类对象。为了方便调用这些方法和属性，Math类中的很多方法和属性都被定义为static形式，这样我们就可以直接调用了。
接下来我们就给大家分别介绍一下Math类中的常用属性和方法，这些方法比较多，大家不用专门的记忆，以后用到时根据名字就能猜出来它们的功能。但是对于一些容易引起混淆的方法，壹哥还是希望大家要稍微记一下。
2. 静态常量

Math类给我们提供了两个比较常用的静态常量，分别是 E 和 PI，它们的值分别等于 e(自然对数) 和 π(圆周率)。这两个属性我们可以直接调用，如下所示：
  1. public static void main(String[] args) {
  2.         //静态常量E和PI
  3.         System.out.println("E常量的值:" + Math.E);
  4.         System.out.println("PI常量的值:" + Math.PI);
  5. }
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3. 计算最大值、最小值和绝对值

我们还经常对数字计算最大值、最小值和绝对值，Math类中提供了对应的多个重载方法，这些方法如下表所示：
方法说明static int abs(int a)返回 a 的绝对值static int max(int x,int y)返回 x 和 y 中的最大值static int min(int x,int y)返回 x 和 y 中的最小值以上这4个方法，分别都有4个重载方法，主要是方法的参数类型不同，而且返回值也不同，它们都可以接收int、long、float、double 4种类型的参数。这几个方法的用法如下：
  1. public static void main(String[] args) {
  2.         //计算最大值、最小值、绝对值
  3.         System.out.println("5和35中的最大值:" + Math.max(35, 5));
  4.     System.out.println("0.1和-100中的较小值:" + Math.min(0.1, -100));
  5.     System.out.println("-900的绝对值:" + Math.abs(-900));
  6. }
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4. 求整运算

Math类给我们提供了好几个用于求整的方法，用于得到整数部分，如下表所示：
方法说明static double ceil(double a)返回大于或等于 a 的最小整数static double floor(double a)返回小于或等于 a 的最大整数static double rint(double a)返回最接近 a 的整数值，如果有两个同样接近的整数，则结果取偶数static int round(float a)将参数加上 1/2 后返回与参数最近的整数static long round(double a)将参数加上 1/2 后返回与参数最近的整数，然后强制转换为长整型以上方法的用法如下所示：
  1. import java.util.Scanner;
  3. public class Demo03 {
  5.         public static void main(String[] args) {
  6.                 //求整运算
  7.                 Scanner input = new Scanner(System.in);
  8.         System.out.println("请输入一个数字...");
  9.         //num=10.5
  10.         double num = input.nextDouble();
  11.                
  12.                 //向上取整
  13.         System.out.println("向上取整:"+Math.ceil(num));//11.0
  14.         
  15.         //向下取整
  16.         System.out.println("向下取整:"+Math.floor(num));//10.0
  17.         
  18.         //四舍五入
  19.         System.out.println("四舍五入:"+Math.round(num));//11
  20.         
  21.         //返回最接近num的整数值，如果有两个同样接近的整数，则结果取偶数.
  22.         System.out.println("最接近 "+num+" 的整数:" + Math.rint(num));//10.0
  23.         }
  25. }
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5. 三角函数运算

Math中还给我们提供了用于计算三角函数的方法，如下表所示：
方法说明static double sin(double a)返回角的三角正弦值，参数以孤度为单位static double cos(double a)返回角的三角余弦值，参数以孤度为单位static double asin(double a)返回一个值的反正弦值，参数域在 [-1,1]，值域在 [-PI/2,PI/2]static double acos(double a)返回一个值的反余弦值，参数域在 [-1,1]，值域在 [0.0,PI]static double tan(double a)返回角的三角正切值，参数以弧度为单位static double atan(double a)返回一个值的反正切值，值域在 [-PI/2,PI/2]static double toDegrees(double angrad)将用孤度表示的角转换为近似相等的用角度表示的角staticdouble toRadians(double angdeg)将用角度表示的角转换为近似相等的用弧度表示的角以上方法的用法如下所示：
  1. /**
  2. * @author 一一哥Sun
  3. */
  4. public class Demo04 {
  6.         public static void main(String[] args) {
  7.                 //三角函数运算
  8.                 //Math.sin()方法参数的单位是弧度，90度表示的是角度，需要把90度转换为弧度，即Math.PI/180*90，故转换后的弧度为Math.PI/2
  9.                 System.out.println("90度的正弦值:" + Math.sin(Math.PI/2));
  10.         System.out.println("0度的余弦值:" + Math.cos(0));
  11.         System.out.println("30的正切值:" + Math.tan(30));
  12.         System.out.println("30的反正切值:" + Math.atan(30));
  13.         System.out.println("1.8弧度的角度值:" + Math.toDegrees(1.8));
  14.         System.out.println("100度的弧度值:" + Math.toRadians(100.0));
  15.         }
  17. }
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6. 指数运算

指数运算包括求方根、取对数、求n次方等运算，Math类中定义的指数运算方法如下表所示：
方法说明static double exp(double a)返回 e 的 a 次幂static double pow(double a,double b)返回以 a 为底数，以 b 为指数的幂值static double sqrt(double a)返回 a 的平方根static double cbrt(double a)返回 a 的立方根static double log(double a)返回 a 的自然对数，即 lna 的值static double log10(double a)返回以 10 为底 a 的对数以上方法的用法如下所示：
  1. public static void main(String[] args) {
  2.         //指数运算
  3.         System.out.println("5的立方值:" + Math.pow(5, 3));
  4.     //求a的立方根,参数是要开立方的数
  5.     System.out.println("27的立方根:"+Math.cbrt(27));
  6.         System.out.println("16的平方根:" + Math.sqrt(16));
  7.     System.out.println("10为底,2的对数:" + Math.log10(2));
  8. }
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7. 生成随机数


在Math类中还给我们提供了一个用于生成[0-1)范围内随机数的random()方法。该方法没有参数，它默认会返回一个 >=0.0、



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