Java

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9.2 数字和数学运算><

Java表示整数类型的方式- 9.2.1 -

在Java中,有几种方式可以表示整数类型。主要包括:byte、short、int和long。这些类型都是有符号的,这意味着它们可以表示正数和负数。如果只需要表示正整数,那么可以考虑使用unsigned版本的一些类型,例如unsigned byte、unsigned short、unsigned int和unsigned long。这些unsigned类型只能表示非负整数。

注意:对于long类型,虽然它能够表示的范围更大,但是它在处理效率和内存占用上相比int可能会有所损失,所以在不需要超过int类型能够提供的范围的情况下,一般推荐使用int类型。

以下是创建这些类型的例子:

int myInt = 10;  
long myLong = 20L;  // 注意'L',它表示这是一个long类型的数字  
short myShort = (short) 30;  // 必须用强制类型转换将int转为short  
byte myByte = (byte) 40;  // 同样地,将int转为byte也需要强制类型转换

如果想表示的是无符号整数(即只能表示非负整数),可以使用unsigned关键字,但是需要注意Java并没有内置的unsigned整数类型,所以这通常是通过将一个signed类型和一个mask进行位运算来实现的。例如:

int unsignedValue = someSignedValue & 0xFFFFFFFF;  // 将有符号的int转为无符号的int

除了上述的整数类型,Java中的整数类型还可以用十进制、二进制和十六进制表示。

  • 十进制:这是我们日常生活中最常用的表示方式,例如 int num = 10;

  • 二进制:在计算机科学中,二进制被广泛使用。在Java中,二进制整数以0b或0B开头,例如 int binaryNum = 0b1010;

  • 十六进制:在某些情况下,例如处理颜色或某些特定的网络协议时,我们可能需要使用十六进制。在Java中,十六进制的整数以0x或0X开头,例如 int hexNum = 0x1A。

BigDecimal类与浮点数- 9.2.2 -

BigDecimal类用于表示精确的浮点数,这对于需要高精度的计算非常重要。例如,金融业务中的货币计算,或者任何需要精确到小数点后很多位的计算。

BigDecimal对象可以表示任意大小的数值,无论是正数还是负数,并且可以精确地表示小数。与float和double类型不同,BigDecimal可以精确地表示分数,不会出现精度丢失的问题。

下面是一个创建和使用BigDecimal对象的简单示例:

import java.math.BigDecimal;  
  
public class BigDecimalExample {  
    public static void main(String[] args) {  
        // 创建BigDecimal对象  
        BigDecimal number1 = new BigDecimal("123.456789");  
        BigDecimal number2 = new BigDecimal("234.567890");  
  
        // 进行数学运算  
        BigDecimal sum = number1.add(number2);  
        BigDecimal difference = number1.subtract(number2);  
        BigDecimal product = number1.multiply(number2);  
        BigDecimal quotient = number1.divide(number2);  
  
        // 输出结果  
        System.out.println("Sum: " + sum);  
        System.out.println("Difference: " + difference);  
        System.out.println("Product: " + product);  
        System.out.println("Quotient: " + quotient);  
    }  
}

需要注意的是,由于BigDecimal是对象类型,不是基本数据类型,所以创建和操作BigDecimal对象需要更多的内存和处理时间。然而,对于需要精确计算的场景,使用BigDecimal通常是必要的。

Java的数学函数标准库- 9.2.3 -

Java的数学函数标准库主要包括java.lang.Math类和java.util.Random类。

java.lang.Math类提供了一组静态方法,用于执行基本的数学运算,如三角函数、指数、对数、平方根、取整等。以下是Math类中的一些常用方法:

  • abs(x):返回x的绝对值

  • sqrt(x):返回x的平方根

  • pow(x, y):返回x的y次方

  • round(x):返回最接近x的整数

  • ceil(x):返回大于或等于x的最小整数

  • floor(x):返回小于或等于x的最大整数

  • sin(x):返回x的正弦值

  • cos(x):返回x的余弦值

  • tan(x):返回x的正切值

  • asin(x):返回x的反正弦值

  • acos(x):返回x的反余弦值

  • atan(x):返回x的反正切值

  • atan2(y, x):返回从原点到点(x, y)的角度

  • exp(x):返回e的x次方

  • log(x):返回x的自然对数(底为e)

  • log10(x):返回x的以10为底的对数

java.util.Random类则提供了一个用于生成伪随机数的工具。以下是Random类中的一些常用方法:

  • nextInt():返回一个伪随机的整数

  • nextInt(n):返回一个介于0(包括)和指定值n(不包括)之间的伪随机整数

  • nextDouble():返回一个伪随机的双精度浮点数,介于0.0(包括)和1.0(不包括)之间

  • nextFloat():返回一个伪随机的浮点数,介于0.0(包括)和1.0(不包括)之间

  • nextBoolean():返回一个伪随机的布尔值

  • nextGaussian():返回一个伪随机的高斯分布的双精度浮点数,平均值为0,标准差为1

这些函数可以满足大多数基本的数学和随机数生成需求。如果需要更复杂的数学运算,可能需要使用额外的数学库,如Apache Commons Math库。