Java Math类的常用方法详解

JavaMath 类封装了常用的数学运算,提供了基本的数学操作,如指数、对数、平方根和三角函数等。Math 类位于 java.lang 包,下面详细介绍该类的常量及数学处理方法。

静态常量

Math 类中包含 E 和 PI 两个静态常量,其中 E 用于记录 e 的常量,而 PI 用于记录圆周率的值。

例 1

调用 Math 类的 E 和 PI 两个常量,并将结果输出。代码如下:
System.out.println("E 常量的值:"+Math.E);
System.out.println("PI 常量的值:"+Math.PI);

执行上述代码,输出结果如下:
E 常量的值:2.718281828459045
PI 常量的值:3.141592653589793

求最大值、最小值和绝对值

在程序中常见的就是求最大值、最小值和绝对值问题,如果使用 Math 类提供的方法可以很容易实现。这些方法的说明如表 1 所示

表1 求最大值、最小值和绝对值的方法
方法 说明
static int abs(int a) 返回 a 的绝对值
static long abs(long a) 返回 a 的绝对值
static float abs(float a) 返回 a 的绝对值
static double abs(double 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 double max(double x,double y) 返回 x 和 y 中的最大值
static long max(long x,long y) 返回 x 和 y 中的最大值
static float max(float x,float 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
static long min(long x,long y) 返回 x 和 y 中的最小值
static double min(double x,double y) 返回 x 和 y 中的最小值
static float min(float x,float y) 返回 x 和 y 中的最小值

例 2

求 10 和 20 的较大值、15.6 和 15 的较小值、-12 的绝对值,代码如下:
public class Test02
{
    public static void main(String[] args)
    {
        System.out.println("10 和 20 的较大值:"+Math.max(10, 20));
        System.out.println("15.6 和 15 的较小值:"+Math.min(15.6,15));
        System.out.println("-12 的绝对值:"+Math.abs(-12));
    }
}

该程序的运行结果如下:
10和20的较大值:20
15.6和15的较小值:15.0
-12的绝对值:12

求整运算

Math 类的求整方法有很多,详细说明如表 2 所示

表2 取整方法及其说明
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

例 3

下面的实例演示了 Math 类中取整函数方法的应用:
import java.util.Scanner;
public class Test03
{
    public static void main(String[] args)
    {
        Scanner input=new Scanner(System.in);
        System.outprintln("请输入一个数字:");
        double num=input.nextDouble();
        System.out.println("大于或等于 "+num+" 的最小整数:"+Math.ceil(num));
        System.out.println("小于或等于 "+num+" 的最大整数:"+Math.floor(num));
        System.out.println("将 "+num+" 加上 0.5 之后最接近的整数:"+Math.round(num));
        System.out.println("最接近 "+num+" 的整数:"+Math.rint(num));
    }
}

执行结果如下:
请输入一个数字:
99.01
大于或等于 99.01 的最小整数:100.0
小于或等于 99.01 的最大整数:99.0
将 99.01 加上 0.5 之后最接近的整数:100
最接近 99.01 的整数:99.0

三角函数运算

Math 类中包含的三角函数方法及其说明如表 3 所示。

表3 三角函数方法及其说明
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

在表 3 中,每个方法的参数和返回值都是 double 类型,参数以弧度代替角度来实现,其中 1 度等于 π/180 弧度,因此平角就是 π 弧度。

例 4

计算 90 度的正弦值、0 度的余弦值、1 的反正切值、120 度的弧度值,代码如下:
public class Test04
{
    public static void main(String[] args)
    {
        System.out.println{"90 度的正弦值:"+Math.sin(Math.PI/2));
        System.out.println("0 度的余弦值:"+Math.cos(0));
        System.out.println("1 的反正切值:"+Math.atan(l));
        System.out.println("120 度的弧度值:"+Math.toRadians(120.0));
    }
}

在上述代码中,因为 Math.sin() 中的参数的单位是弧度,而 90 度表示的是角度,因此需要将 90 度转换为弧度,即 Math.PI/180*90,故转换后的弧度为 Math.PI/2,然后调用 Math 类中的 sin() 方法计算其正弦值。

该程序的运行结果如下:
90 度的正弦值:1.0
0 的余弦值:1.0
1 的反正切值:0.7853981633974483
120 度的弧度值:2.0943951023931953

指数运算

指数的运算包括求方根、取对数及其求 n 次方的运算。在 Math 类中定义的指数运算方法及其说明如表 4 所示

表4 指数方法及其说明
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

例 5

使用 Math 类中的方法实现指数的运算,main() 方法中的代码如下:
public class Test05
{
    public static void main(String[] args)
    {
        System.out.println("4 的立方值:"+Math.pow(4, 3));
        System.out.println("16 的平方根:"+Math.sqrt(16));
        System.out.println("10 为底 2 的对数:"+Math.log1O(2));
    }
}

该程序的运行结果如下:
4 的立方值:64.0
16 的平方根:4.0
10 为底 2 的对数:0.3010299956639812

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