超越基本算术
Java编程语言支持基本算术及其算术运算符:+
、-
、*
、/
和%
,java.lang
包中的类提供了用于执行更高级数学计算的方法和常量。
Math类中的方法都是静态的,因此你可以直接从类中调用它们,如下所示:
Math.cos(angle);
使用静态导入语言功能,你不必在每个数学函数前面写Math
:
import static java.lang.Math.*;
这允许你通过简单名称调用Math
类方法,例如:
cos(angle);
常量和基本方法
Math
类包含两个常量:
-
Math.E
,是自然对数的基数。 -
Math.PI
,这是圆周率。
Math
类还包含40多种静态方法,下表列出了许多基本方法。
方法 | 描述 |
---|---|
double abs(double d) float abs(float f) int abs(int i) long abs(long lng) | 返回参数的绝对值。 |
double ceil(double d) | 返回大于或等于参数的最小整数,作为double 返回。 |
double floor(double d) | 返回小于或等于参数的最大整数,作为double 返回。 |
double rint(double d) | 返回与参数值最接近的整数,作为double 返回。 |
long round(double d) int round(float f) | 根据方法的返回类型,返回与参数最近的long 或int 。 |
double min(double arg1, double arg2) float min(float arg1, float arg2) int min(int arg1, int arg2) long min(long arg1, long arg2) | 返回两个参数中较小的一个。 |
double max(double arg1, double arg2) float max(float arg1, float arg2) int max(int arg1, int arg2) long max(long arg1, long arg2) | 返回两个参数中较大的一个。 |
以下程序说明了如何使用其中一些方法:
public class BasicMathDemo { public static void main(String[] args) { double a = -191.635; double b = 43.74; int c = 16, d = 45; System.out.printf("The absolute value " + "of %.3f is %.3f%n", a, Math.abs(a)); System.out.printf("The ceiling of " + "%.2f is %.0f%n", b, Math.ceil(b)); System.out.printf("The floor of " + "%.2f is %.0f%n", b, Math.floor(b)); System.out.printf("The rint of %.2f " + "is %.0f%n", b, Math.rint(b)); System.out.printf("The max of %d and " + "%d is %d%n", c, d, Math.max(c, d)); System.out.printf("The min of of %d " + "and %d is %d%n", c, d, Math.min(c, d)); }}
这是该程序的输出:
The absolute value of -191.635 is 191.635The ceiling of 43.74 is 44The floor of 43.74 is 43The rint of 43.74 is 44The max of 16 and 45 is 45The min of 16 and 45 is 16
指数和对数方法
下表列出了Math
类的指数和对数方法。
方法 | 描述 |
---|---|
double exp(double d) | 返回自然对数的基数e 的参数次方。 |
double log(double d) | 返回参数的自然对数。 |
double pow(double base, double exponent) | 返回第一个参数的值提升到第二个参数的次幂。 |
double sqrt(double d) | 返回参数的平方根。 |
以下程序显示e
的值,然后对任意选择的数字调用上表中列出的每个方法:
public class ExponentialDemo { public static void main(String[] args) { double x = 11.635; double y = 2.76; System.out.printf("The value of " + "e is %.4f%n", Math.E); System.out.printf("exp(%.3f) " + "is %.3f%n", x, Math.exp(x)); System.out.printf("log(%.3f) is " + "%.3f%n", x, Math.log(x)); System.out.printf("pow(%.3f, %.3f) " + "is %.3f%n", x, y, Math.pow(x, y)); System.out.printf("sqrt(%.3f) is " + "%.3f%n", x, Math.sqrt(x)); }}
这是运行ExponentialDemo
时你将看到的输出:
The value of e is 2.7183exp(11.635) is 112983.831log(11.635) is 2.454pow(11.635, 2.760) is 874.008sqrt(11.635) is 3.411
三角函数的方法
Math
类还提供了三角函数功能的集合,如下表所示,传递给每个方法的值是以弧度表示的角度,你可以使用toRadians
方法将度数转换为弧度。
方法 | 描述 |
---|---|
double sin(double d) | 返回指定double 值的正弦值。 |
double cos(double d) | 返回指定double 值的余弦值。 |
double tan(double d) | 返回指定double 值的正切值。 |
double asin(double d) | 返回指定double 值的反正弦值。 |
double acos(double d) | 返回指定double 值的反余弦值。 |
double atan(double d) | 返回指定double 值的反正切值。 |
double atan2(double y, double x) | 将直角坐标(x,y)转换为极坐标(r,theta)并返回theta。 |
double toDegrees(double d) double toDegrees(double d) | 将参数转换为度数或弧度。 |
这是一个程序,它使用这些方法中的每一个来计算45度角的各种三角函数值:
public class TrigonometricDemo { public static void main(String[] args) { double degrees = 45.0; double radians = Math.toRadians(degrees); System.out.format("The value of pi " + "is %.4f%n", Math.PI); System.out.format("The sine of %.1f " + "degrees is %.4f%n", degrees, Math.sin(radians)); System.out.format("The cosine of %.1f " + "degrees is %.4f%n", degrees, Math.cos(radians)); System.out.format("The tangent of %.1f " + "degrees is %.4f%n", degrees, Math.tan(radians)); System.out.format("The arcsine of %.4f " + "is %.4f degrees %n", Math.sin(radians), Math.toDegrees(Math.asin(Math.sin(radians)))); System.out.format("The arccosine of %.4f " + "is %.4f degrees %n", Math.cos(radians), Math.toDegrees(Math.acos(Math.cos(radians)))); System.out.format("The arctangent of %.4f " + "is %.4f degrees %n", Math.tan(radians), Math.toDegrees(Math.atan(Math.tan(radians)))); }}
该程序的输出如下:
The value of pi is 3.1416The sine of 45.0 degrees is 0.7071The cosine of 45.0 degrees is 0.7071The tangent of 45.0 degrees is 1.0000The arcsine of 0.7071 is 45.0000 degreesThe arccosine of 0.7071 is 45.0000 degreesThe arctangent of 1.0000 is 45.0000 degrees
随机数
random()
方法返回一个介于0.0和1.0之间的伪随机选择的数字,范围包括0.0但不包括1.0,换句话说:0.0 <= Math.random() < 1.0
。要获取不同范围内的数字,可以对随机方法返回的值执行算术运算,例如,要生成0到9之间的整数,你可以编写:
int number = (int)(Math.random() * 10);
通过将该值乘以10,可能值的范围变为0.0 <= number < 10.0
。
当你需要生成单个随机数时,使用Math.random
可以很好地工作,如果需要生成一系列随机数,则应创建java.util.Random
实例并在该对象上调用方法以生成数字。