Руководство по классу Java Math

1. Вступление

В этом руководстве мы собираемся описать классMath, который предоставляет полезные статические методы для выполнения числовых операций, таких как экспоненциальные, логарифмические и т. Д.

2. Основные математические функции

Первый набор методов, который мы рассмотрим, - это основные математические функции, такие как абсолютное значение, квадратный корень, максимум или минимум между двумя значениями.

**2.1. abs()с**

Методabs() возвращает абсолютное значение заданного значения:

Math.abs(-5); // returns 5

Аналогичным образом, из других, которые мы увидим далее,abs() принимает в качестве параметраint, long, float илиdouble и возвращает относительное значение.

**2.2. pow()с**

Вычисляет и возвращает значение первого аргумента, возведенного в степень второго:

Math.pow(5,2); // returns 25

Мы обсудим этот метод более подробно вhere.

**2.3. sqrt()с**

Возвращает округленный положительный квадратный корень изdouble:

Math.sqrt(25); // returns 5

Если аргументNaN или меньше нуля, результатом будетNaN.

**2.4. cbrt()с**

Точно так жеcbrt() возвращает кубический корень изdouble:

Math.cbrt(125); // returns 5

**2.5. max()с**

Как следует из названия метода, он возвращает максимум между двумя значениями:

Math.max(5,10); // returns 10

Здесь снова метод принимаетint, long, float илиdouble.

**2.6. min() с**

Таким же образомmin() возвращает минимум между двумя значениями:

Math.min(5,10); // returns 5

**2.7. random()с**

Возвращает псевдослучайноdouble больше или равно 0,0 и меньше 1,0:

double random = Math.random()

Для этогоthe method creates a single instance of java.util.Random() number generator when it is called for the first time.

После этого для всех вызовов этого метода используется один и тот же экземпляр. Обратите внимание, что метод синхронизирован, поэтому может использоваться более чем одним потоком.

Мы можем найти больше примеров того, как сгенерировать случайное значение вthis article.

**2.8. signum()с**

Полезно, когда нам нужно знать знак значения:

Math.signum(-5) // returns -1

Этот метод возвращает 1.0, если аргумент больше нуля или -1.0 в противном случае. Если аргумент является нулевым положительным или нулевым отрицательным, результат совпадает с аргументом.

Вход может бытьfloat илиdouble.

**2.9. copySign()с**

Принимает два параметра и возвращает первый аргумент со знаком второго аргумента:

Math.copySign(5,-1); // returns -5

Аргументы также могут бытьfloat илиdouble.

3. Экспоненциальные и логарифмические функции

Помимо основных математических функций,the Math class contains methods to solve exponential and logarithmic functions.

**3.1. exp()с**

Методexp() получает аргументdouble и возвращает число Эйлера, возведенное в степень аргумента (e^x):

Math.exp(1); // returns 2.718281828459045

**3.2. expm1()с**

Подобно описанному выше методу,expm1() вычисляет число Эйлера, возведенное в степень полученного аргумента, но добавляет -1 (e^x -1):

Math.expm1(1); // returns 1.718281828459045

**3.3. log()с**

Возвращает натуральный логарифм значенияdouble:

Math.log(Math.E); // returns 1

**3.4. log10()с**

Возвращает логарифм в базе 10 аргумента:

Math.log10(10); // returns 1

**3.5. log1p()с**

Аналогичноlog(), , но он добавляет 1 к аргументу ln (1 + x):

Math.log1p(Math.E); // returns 1.3132616875182228

4. Тригонометрические функции

Когда нам приходится работать с геометрическими формулами, нам всегда нужны тригонометрические функции; их предоставляет классMath.

**4.1. sin()с**

Получает единственный аргументdouble, представляющий угол (в радианах), и возвращает тригонометрический синус:

Math.sin(Math.PI/2); // returns 1

**4.2. cos()с**

Таким же образомcos() возвращает тригонометрический косинус угла (в радианах):

Math.cos(0); // returns 1

**4.3. tan()с**

Возвращает тригонометрический тангенс угла (в радианах):

Math.tan(Math.PI/4); // returns 1

**4.4. sinh(), cosh(), tanh()с**

Они возвращают соответственно гиперболический синус, гиперболический косинус и гиперболический тангенс значенияdouble:

Math.sinh(Math.PI);

Math.cosh(Math.PI);

Math.tanh(Math.PI);

4.5. как в()

Возвращает арксинус полученного аргумента:

Math.asin(1); // returns pi/2

В результате получается угол в диапазоне от -pi / 2 доpi / 2.

**4.6. acos()с**

Возвращает арккосинус полученного аргумента:

Math.acos(0); // returns pi/2

Результат - угол в диапазоне от 0 доpi.

**4.7. atan()с**

Возвращает арктангенс полученного аргумента:

Math.atan(1); // returns pi/4

В результате получается угол в диапазоне от -pi / 2 доpi / 2.

**4.8. atan2()с**

Наконец,atan2() получает координату ординатыy и координату абсциссыx, и возвращает уголϑ из преобразования прямоугольных координат(x,y) в полярные координаты(r, ϑ):

Math.atan2(1,1); // returns pi/4

**4.9. toDegrees()с**

Этот метод полезен, когда нам нужно преобразовать радианы в градусы:

Math.toDegrees(Math.PI); // returns 180

4.10. toRadians()с

С другой стороны,toRadians() полезен для обратного преобразования:

Math.toRadians(180); // returns pi

Помните, что большинство методов, которые мы видели в этом разделе, принимают аргументы в радианах, поэтому, когда у нас есть угол в градусах, этот метод следует использовать перед использованием тригонометрического метода.

Дополнительные примеры см. Вhere.

5. Округление и другие функции

Наконец, давайте посмотрим на методы округления.

**5.1. ceil()с**

ceil() полезен, когда нам нужно округлить целое число до наименьшего значенияdouble, которое больше или равно аргументу:

Math.ceil(Math.PI); // returns 4

Вthis article мы используем этот метод для округления числа до ближайшей сотни.

**5.2. floor()с**

Чтобы округлить число до наибольшегоdouble, которое меньше или равно аргументу, мы должны использоватьfloor():

Math.floor(Math.PI); // returns 3

**5.3. getExponent()с**

Возвращает беспристрастный показатель аргумента.

Аргументом может бытьdouble илиfloat:

Math.getExponent(333.3); // returns 8

Math.getExponent(222.2f); // returns 7

**5.4. IEEEreminder()с**

Вычисляет деление между первым (делимое) и вторым (делителем) аргументом и возвращает остаток, как предписаноIEEE 754 standard:

Math.IEEEremainder(5,2); // returns 1

**5.5. nextAfter()с**

Этот метод полезен, когда нам нужно знать соседнее значениеdouble илиfloat:

Math.nextAfter(1.95f,1); // returns 1.9499999

Math.nextAfter(1.95f,2); // returns 1.9500002

Он принимает два аргумента: первый - это значение, для которого вы хотите знать соседнее число, а второй - направление.

**5.6. nextUp()с**

Аналогично предыдущему методу, но этот возвращает соседнее значение только в направлении положительной бесконечности:

Math.nextUp(1.95f); // returns 1.9500002

**5.7. rint()с**

Возвращаетdouble t, которое является ближайшим целочисленным значением аргумента:

Math.rint(1.95f); // returns 2.0

**5.8. round()с**

То же, что и вышеупомянутый метод, но этот возвращает значениеint, если аргумент -float , и значениеlong, если аргумент -double:

int result = Math.round(1.95f); // returns 2

long result2 = Math.round(1.95) // returns 2

**5.9. scalb()с**

Скальб это аббревиатура от «бинарного масштаба». Эта функция выполняет одну смену, одно преобразование и двойное умножение:

Math.scalb(3, 4); // returns 3*2^4

**5.10. ulp()с**

Методulp() возвращает расстояние от числа до ближайших соседей:

Math.ulp(1); // returns 1.1920929E-7
Math.ulp(2); // returns 2.3841858E-7
Math.ulp(4); // returns 4.7683716E-7
Math.ulp(8); // returns 9.536743E-7

**5.11. hypot()с**

Возвращает квадратный корень из суммы квадратов своего аргумента:

Math.hypot(4, 3); // returns 5

Метод вычисляет квадратный корень без промежуточного или недостаточного переполнения.

Вthis article мы используем этот метод для вычисления расстояния между двумя точками.

6. Математические функции Java 8

КлассMath был пересмотрен в Java 8 и теперь включает новые методы для выполнения наиболее распространенных арифметических операций.

Мы обсуждали эти методыin another article.

7. Поля констант

В дополнение к методамMath class объявляет два константных поля:

public static final double E

public static final double PI

Что указывает на более близкое значение к основанию натурального логарифма и более близкое значение кpi, соответственно.

8. Заключение

В этой статье мы описали API, которые Java предоставляет для математических операций.

Как обычно, доступны все фрагменты кода, представленные здесьover on GitHub.

TOC

Руководство по классу Java Math