Java Math类的常用方法

Java 中的 +、-、*、/ 和 % 等基本算术运算符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。于是 Java 提供了 Math 工具类来完成这些复杂的运算。

在 Java 中 Math 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，它的构造方法是 private 的，因此无法创建 Math 类的对象，并且 Math 类中的所有方法都是类方法，可以直接通过类名来调用它们。

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，正如它们名字所暗示的，它们的值分别等于 e（自然对数）和 π（圆周率）。

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);    //自然对数
System.out.println(\"PI 常量的值：\" + Math.PI);   //圆周率

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

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

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。

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

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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