JAVA学习：数字处理类

朴灿烈づ我的快乐病毒、 2022-12-24 04:59 112阅读 0赞

### 文章目录 ###

*  1.数字处理类
 *  2. 数字运算
 *   *  2.1 Math类
     *  2.2 常用的数学运算方法
 *  3. 随机数
 *   *  3.1 Math.random()方法
     *  3.2 Random类
 *  4. 大数字运算
 *   *  4.1 BigInteger
     *  4.2 BigDecimal

# 1.数字处理类 #

DecimalFormat是NumberFormat的一个子类，用于格式化十进制数字。它可以将一些数字格式化为整数、浮点数、科学计数法、百分数等。通过使用该类可以为要输出的数字加上单位或控制数字的精度。一般情况下可以在实例化DecimalFormat对象时传递数字格式，也可以通过DecimalFormat类中的applyPattern()方法来实现数字格式化。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NpbmF0XzQyNTc0MDY5_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NpbmF0XzQyNTc0MDY5_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]  
例：

package Number;
    
    import java.text.DecimalFormat;
    
    public class DecimalFormatSimpleDemo {
        
    	
    	static void format(String pattern, double value) {
        
    		DecimalFormat df = new DecimalFormat(pattern);
    		System.out.println(value);
    		System.out.println(pattern);
    		System.out.println(df.format(value));
    		System.out.println();
    	}
    
    	public static void main(String[] args) {
        
    		// TODO Auto-generated method stub
    		format("####",123);
    		format("###,###.###$",123456.789);
    		format("0.00\u2030",0.097);
    
    	}
    
    }

结果如下：

123.0
    ####
    123
    
    123456.789
    ###,###.###$
    123,456.789$
    
    0.097
    0.00‰
    97.00‰

# 2. 数字运算 #

## 2.1 Math类 ##

在Math类中提供了众多数学函数方法，主要包括三角函数方法、指数函数方法、取整函数方法、取最大值、最小值以及平均值函数方法，这些方法都被定义为static形式，所以在程序中应用比较简便。可以使用如下形式调用：

math.数学方法

在Math类中除了函数方法之外还存在一些常用数学常量，如圆周率、E等。这些数学常量作为Math类的成员变量出现，调用起来也很简单。可以使用如下形式调用：

Math.PI
    Math.E

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3NpbmF0XzQyNTc0MDY5_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]  
使用math方法不需要导包。

public class Demo {
        
    
    	public static void main(String[] args) {
        
    		// TODO Auto-generated method stub
    		System.out.println("圆周率pi的值为："+Math.PI);
    
    	}
    
    }
    圆周率pi的值为：3.141592653589793

## 2.2 常用的数学运算方法 ##

在Math类中的常用数学运算方法较多，大致可以将其分为4大类别，分别为三角函数方法、指数函数方法、取整函数方法以及取最大值、最小值和绝对值函数方法。  
1．三角函数方法  
2．指数函数方法  
3．取整函数方法  
4．取最大值、最小值、绝对值函数方法

package Number;
    
    public class Demo {
        
    
    	public static void main(String[] args) {
        
    		//三角函数
    		System.out.println("90度的正弦值："+Math.sin(Math.PI/2));
    		System.out.println("90度的正弦值："+Math.cos(0));
    		
    		//指数运算
    		System.out.println("e的平方值："+Math.exp(2));
    		System.out.println("以e为底的2的对数值："+Math.log(2));
    		System.out.println("以e为底的2的对数值："+Math.log10(2));
    		
    		System.out.println("4的平方根："+Math.sqrt(4));
    		System.out.println("8的立方根："+Math.cbrt(8));
    		
    		System.out.println("2的2次方："+Math.pow(2, 2));
    		System.out.println("2的5次方："+Math.pow(2, 5));
    		
    		//比较运算
    		System.out.println("4和8较大的是："+Math.max(4, 8));
    		System.out.println("4和8较小的是："+Math.min(4, 8));
    		System.out.println("-7的绝对值："+Math.abs(-7));
    		
    		//四舍五入
    		System.out.println("使用floor()方法的效果："+Math.floor(2.5));
    		System.out.println("使用round()方法的效果："+Math.round(2.5));
    
    	}
    
    }

结果：

4的平方根：2.0
    8的立方根：2.0
    2的2次方：4.0
    2的5次方：32.0
    4和8较大的是：8
    4和8较小的是：4
    -7的绝对值：7
    使用floor()方法的效果：2.0
    使用round()方法的效果：3

# 3. 随机数 #

## 3.1 Math.random()方法 ##

在Math类中存在一个random()方法，用于产生随机数字，这个方法默认生成大于等于0.0小于1.0的double型随机数，即0<=Math.random()<1.0，虽然Math.random()方法只可以产生0~1之间的double型数字，其实只要在Math.random()语句上稍加处理，就可以使用这个方法产生任意范围的随机数。

![在这里插入图片描述][2020112721404761.png_pic_center]  
使用Math类的random()方法也可以随机生成字符，可以使用如下代码生成a到z之间的字符。

(char)('a'+Math.random()*('z'-'a'+1));

通过上述表达式可以求出更多的随机字符，如A~Z之间的随机字符。若想生成任意两个字符之间的随机字符，可以通过以下语句实现：

(char)(char1+Math.random()*(char2-char1+1));

例子：

package Number;
    
    public class Demo {
        
    	
    	public static char GetRandomChar(char char1,char char2) {
        
    		return (char)(char1+Math.random()*(char2-char1+1));
    	}
    
    	public static void main(String[] args) {
        
    		//获取a~z之间的随机字符
    		System.out.println("任意小写字符："+GetRandomChar('a','z'));
    		//获取A~Z之间的随机字符
    		System.out.println("任意大写字符："+GetRandomChar('A','Z'));
    		//获取0~9之间的随机字符
    		System.out.println("0~9任意数字："+GetRandomChar('0','9'));
    		
    	}
    
    }

结果：

任意小写字符：q
    任意大写字符：F
    0~9任意数字：5

例2：

package Number;
    
    public class Demo {
        
    
    	public static void main(String[] args) {
        
    		for(int i=0;i<10;i++) {
        
    			System.out.println(Math.random());
    		}
    	}
    
    }

结果：

0.953028952172099
    0.8073209285277249
    0.693818706000683
    0.5928218051688678
    0.4828666772943693
    0.28497742942583826
    0.9522642873937066
    0.3076296214635281
    0.9172152539442813
    0.5716496819086655

小游戏：

package Number;
    
    import java.util.Scanner;
    
    public class Demo {
        
    
    	public static void main(String[] args) {
        
    		System.out.println("---猜数字---");
    		int num = (int)(Math.random()*100);
    		int guess;
    		Scanner sc = new Scanner(System.in);
    		System.out.println("请输入猜测的数字：");
    		guess = sc.nextInt();
    		while(guess!=num) {
        
    			if(guess<num) {
        
    				System.out.println("太小了，重新输入！");
    				guess = sc.nextInt();
    			}else {
        
    				System.out.println("太大了，重新输入！");
    				guess = sc.nextInt();
    			}
    		}
    		
    		System.out.println("猜对了，数字是："+num);
    		sc.close()
    	}
    
    }

结果：

---猜数字---
    请输入猜测的数字：
    44
    太小了，重新输入！
    66
    太大了，重新输入！
    55
    太大了，重新输入！
    50
    太大了，重新输入！
    46
    猜对了，数字是：46

## 3.2 Random类 ##

除了Math类中的random()方法可以获取随机数之外，在Java中还提供了一种可以获取随机数的方式，那就是java.util.Random类。可以通过实例化一个Random对象创建一个随机数生成器。  
语法如下：

Random r=new Random();

其中，r是指Random对象。  
以这种方法实例化对象时，Java编译器将以系统当前时间作为随机数生成器的种子。用户也可以在实例化Random类对象时，设置随机数生成器的种子。语法如下：

Random.r = new Random(seedValue);

其中，r是Random类对象，seedValue是随机数生成器的种子。

在Random类中提供了获取各种数据类型随机数的方法，常用的几种如下：

`public int nextInt()`：返回一个随机数

`public int nextInt(int n)`：返回大于等于0且小于n的随机整数

`public long nextLong()`：返回一个随机长整数型

`public boolean nextBoolean()`：返回一个随机布尔型

`public float nextFloat()`：返回一个随机浮点型

`public double nextDouble()`：返回一个随机双精度型值

`public double nextGaussian()`：返回一个概率密度为高斯分布的双精度值

# 4. 大数字运算 #

## 4.1 BigInteger ##

在BigInteger类中封装了多种操作，除了基本的加、减、乘、除操作之外，还提供了绝对值、相反数、最大公约数以及判断是否为质数等操作。

当使用BigInteger类时，可以实例化一个BigInteger对象，并自动调用相应的构造函数。BigInteger类具有很多构造函数，但最直接的一种方式是参数以字符串形式代表要处理的数字。

语法如下：

public BigInteger(String val);

其中，val是十进制字符串。

如果将2转换为BigInteger类型，可以使用以下语句进行初始化操作：

BigInteger twoInstance = new BigInteger("2")

一些常用的运算方法：

package Number;
    
    import java.math.BigInteger;
    
    public class Demo {
        
    
    	public static void main(String[] args) {
        
    		BigInteger i1 = new BigInteger("99");
    		BigInteger i2 = BigInteger.valueOf(999999L);
    
    		System.out.println("加法\t" + i1.add(new BigInteger("1")));
    		System.out.println("减法\t" + i1.subtract(new BigInteger("2")));
    		System.out.println("乘法\t" + i1.multiply(new BigInteger("999")));
    		System.out.println("除法\t" + i1.divide(new BigInteger("3")));
    		System.out.println("求余\t" + i1.remainder(new BigInteger("5")));
    
    		System.out.println("求幂\t" + i1.pow(10));
    		System.out.println("比较大小\t" + i1.compareTo(i2));
    		System.out.println("比较相等\t" + i1.equals(i2));
    		System.out.println("取最大值\t" + i1.max(i2));
    		System.out.println("取最小值\t" + i1.min(i2));
    
    		// 取最大公约数
    		BigInteger a = new BigInteger("12345");
    		BigInteger b = new BigInteger("123");
    		System.out.println(a + "与" + b + "的最大公约数是：" + a.gcd(b));
    
    	}
    
    }

结果：

加法	100
    减法	97
    乘法	98901
    除法	33
    求余	4
    求幂	90438207500880449001
    比较大小	-1
    比较相等	false
    取最大值	999999
    取最小值	99
    12345与123的最大公约数是：3

## 4.2 BigDecimal ##

BigDecimal和BigInteger都能实现大数字的运算，不同的是BigDecimal加入了小数的概念。一般的float型和double型数据只可以用来做科学计算或工程计算，但由于在商业计算中要求数字精度比较高，所以要用到java.math.BigDecimal类。

BigDecimal类支持任何精度的定点数，可以用它来精确计算货币值。

构造方法如下：

BigDecimal d = new BigDecimal("3.14");

BigDecimal d = new BigDecimal(3.14);

BigDecimal d = BigDecimal.valueOf(3.14);

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