java 數據Number、Math
一個初出茅廬的小子與你們共享一些關於Number和Math的使用，因水平有限，不免有寫的不完善的地方，嘻嘻。看完以後，但願能夠留下你珍貴的指導意見。html
The Numbers Classesjava
在寫代碼的時候，也許會使用到java 各類的基本數據類型，以下：api
int i = 500;多線程
float gpa = 3.65f;oracle
byte mask = 0xff;app
然而，在面向對象開發的過程，咱們更倡導你使用對象來代替各類的基本數據類型，而java也爲各類基本數據類型提供了wrapper class（包裝類）——這些wrapper class封裝了對應的基本數據。一般，編譯器會爲咱們完成這種封裝——換句話說就是，若是一個方法須要Object類型的參數，而實際提供的值確實2、3等數值，這時編譯器會把2、3等數值封裝成對應的wrapper class；相似，若是一個方法須要基本數據類型的參數，而實際提供的卻似Object類型，這時編譯器會Object類型的參數拆成幾本數據類型——而這就所爲的「自動拆裝箱原理」。dom
接着給出一個自動拆裝箱的demo：ide
Integer x, y; x = 12; y = 15; System.out.println(x+y);
以上爲x、y變量賦int 值，編譯器會自動將x、y封裝成Integer對象類型；在println（）裏，爲了進行基本的算術處理，編譯器會自動將x、y變量拆成int的基本數據類型。
全部基本數據的wrapper class都是抽象類Number的子類
附：在這裏，有四個Number的子類並無討論。BigDecimal 和 BigInteger 是用於高精度的運算；AtomicInteger 和 AtomicLong 用於多線程程序裏。
下面給出使用wrapper class 而不使用基本數據類型的理由：
一、可用在須要Object類型參數的方法裏（經常使用於操做集合的數據）
二、在類裏可以使用各類常量（如和MIN_VALUEMAX_VALUE），能夠提供各類數據的上下界限（範圍）。
三、可使用wrapper class的對象方法，進行各類值與基本數據類型的相互轉換，如String類型的相互轉換，還能夠與各類進制的數據進行相互裝換（二進制binary、八進制octal、十進制decimal、十六進制hexadecimal）
下表列出了各個wrapper class都具備的方法（Number 類的方法）
Methods Implemented by all Subclasses of Number函數 |
|
方法工具 |
描述 |
byte byteValue() |
將Number對象轉換成對應的基本數據類型 |
int compareTo(Byte anotherByte) |
將Number對象的值與參數anotherXxx的值進行比較 |
boolean equals(Object obj) |
判斷Number對象和參數Object是否相同。 當兩個對象不爲空且數據類型和值都一致的狀況下，才返回true。 若是判斷的是Double和Float類型，則還須要一些額外的參數，詳情可參考java API的官方文檔。 |
對於與String類型的數據與及各類進制數據之間的裝換，每一個Number類(在這指其子類)都有着相對應的方法。下表列出了Integer對象與String數據和進制之間相互轉換的方法。其餘的Number類都與之相似。
Integer類的轉換方法 |
|
方法 |
描述 |
static Integer decode(String s) |
將String解碼爲Integer。String數據能夠是十進制、八進制或者十六進制。 |
static int parseInt(String s) |
返回一個int值，String只能是十進制的數據。 |
static int parseInt(String s, int radix) |
將指定進制的String數據轉換成int值。參數radix指多少進制（能夠是二、八、10或者16） |
String toString() |
將Integer數據轉成String類型 |
static String toString(int i) |
返回一個指定整數的String對象 |
static Integer valueOf(int i) |
返回一個表示指定的int值的Integer實例。 |
static Integer valueOf(String s) |
返回String數據的Integer對象 |
static Integer valueOf(String s, int radix) |
將指定進制的String數據轉換爲Integer類型。如當s=」333」,radix=8時，會返回數據爲219的Integer實例。 |
格式化輸出各類數據
一直以來，也許你都是在使用標準輸出（System.out）輸出各類數據，之因此能夠這樣作，是由於全部Number數據均可以轉換成String類型。然而，有時候你可能須要更好地控制數據的輸出，則須要使用java提供的其餘方法。
printf（）和format（）方法
在java.io包裏，有一個PrintStream類，此類提供了兩個方法（printf()和format()）來取代print（）和println（）。printf和format方法除了名字不同以外，其他用法一致。同時由於System.out本事是一個PrintStream對象，因此你能夠在原來使用print（）和println（）的位置用printf()或者format()方法來代替——System.out.format(.....);
其方法原型以下：
public PrintStream format(String format, Object... args)；
public PrintStream printf(String format, Object... args)；
參數format指定輸出的格式(字符竄的格式)，而args則是輸出格式裏的數據(參數列表)。
爲了說明它的用法，能夠看一下這個簡單的例子：
System.out.format("The value of "+ "the float variable is " + "%f, while the value of the "
+ "integer variable is %d, " + "and the string is %s", floatVar, intVar, stringVar);
格式說明由「%+轉換符」組成，轉換符是一個指定輸出數據類型的字符。同時，你能夠在「%」和轉換符之間有選擇地添加其餘標記。想了解更多關於轉換符標記的信息，能夠參閱java.util.Formatter。下面給出一個基本用法的例子：
int i = 461012;
System.out.format("The value of i is: %d%n", i);
「%d」表明了十進制數據（在這裏值i），「%n」表明了輸出換行，因此其輸出以下：
The value of i is: 461012
爲了適應各地語言的使用習慣，java重載了printf和format方法，以下：
public PrintStream format(Locale l, String format, Object... args)
如在法國，輸出的帶有小數的數據時，是用「，」劃分整數和小數的，以下面的代碼：
float floatVar = 123.37f;
int intVar = 123;
StringstringVar = "123";
System.out.format(Locale.FRANCE, "The value of the float " + "variable is %f, while the "
+ "value of the integer variable " + "is %d, and the string is %s%n", floatVar, intVar, stringVar);
其輸出以下：
The value of the float variable is 123,370003, while the value of the integer variable is 123, and the string is123
Demo：格式化輸出
在這個Demo裏，使用到各類經常使用的轉化符和flags，具體解釋以下表：（更多格式可參閱java.util.Formatter）
Converters and Flags Used indemo.java |
||
轉換符 |
Flag |
說明 |
d |
十進制數據 |
|
f |
浮點數據 |
|
n |
換行符。注意是用「%n」，而不是「\n」. |
|
tB,tb |
‘t’指日期/時間的轉換(下同)，’B’指月份全稱(如January)，’b’指月份的簡稱(如Jan) |
|
ty, tY |
格式年份，‘y’指格式化時帶前導零的兩位數，即00 – 99;’Y’指格式化時帶前導零的四位數(至少),如0096或者2013。 |
|
tm |
格式月份，’m’指格式時帶前導零的兩位數，即01 ~ 13. |
|
td, te |
‘t’指日期/時間的轉換，’d’指一個月中的天數，在格式化時帶前導零的兩位數，即01 – 31；‘e’指格式化爲兩位數，即1 – 31。 |
|
tl，tk |
格式小時數，’l’指12小時制（1 ~ 12），’k’指24小時制（0 ~ 23）。 |
|
tM |
格式分鐘數，’M’指格式化時帶前導零的兩位數，即00 ~ 59。 |
|
tS |
格式化秒，格式化時帶前導零的兩位數，即00 - 60（"60" 是支持閏秒所需的一個特殊值）。 |
|
tp |
特定於語言環境的上午或下午，標記以小寫形式表示，例如 "am" 或 "pm"。 |
|
tD |
A date & time conversion—date as %tm%td%ty |
|
08 |
8個字符寬度，寬度不足在頭部以「0」填充 |
|
+ |
包含符號位（正數+或負數—） |
|
, |
組分隔符 |
|
- |
左對齊（默認是右對齊） |
|
.3 |
保留3位小數 |
|
10.3 |
表示10個字符寬度，保留三位小數（默認右對齊） |
|
import java.util.Calendar;
import java.util.Locale;
public class IntegerText {
public static void main(String[] args) {
long n = 461012;
System.out.format("%d%n", n); // --> "461012"
System.out.format("%08d%n", n); // --> "00461012"
System.out.format("%+8d%n", n); // --> " +461012"
System.out.format("%,8d%n", n); // --> " 461,012"
System.out.format("%+,8d%n%n", n); // --> "+461,012"
double pi = Math.PI;
System.out.format("%f%n", pi); // --> "3.141593"
System.out.format("%.3f%n", pi); // --> "3.142"
System.out.format("%10.3f%n", pi); // --> " 3.142"
System.out.format("%-10.3f%n", pi); // --> "3.142"
System.out.format(Locale.FRANCE, "%-10.4f%n%n", pi); // --> "3,1416"
Calendar c = Calendar.getInstance();
System.out.format("%tB %te, %tY%n", c, c, c); // --> "May 29, 2006"
System.out.format("%tl:%tM %tp%n", c, c, c); // --> "2:34 am"
System.out.format("%tD%n", c); // --> "05/29/06"
}
}
TheDecimalFormat Class
可使用java.text.DecimalFormat格式化十進制數字的輸出，包括前/後導零、先後綴、組分隔符、小數點。儘管使用DecimalFormat能夠靈活控制輸出的格式，另外一面它也增長了代碼的複雜度。以下：經過模式patten構造DecimalFormat的對象myFormatter，接着調用format（）方法（從NumberFormat繼承過來的），格式化輸出字符串。
import java.text.*;
public class DecimalFormatDemo {
static public void customFormat(String pattern, double value) {
DecimalFormat myFormatter = new DecimalFormat(pattern);
String output = myFormatter.format(value);
System.out.println(value + " " + pattern + " " + output);
}
static public void main(String[] args) {
customFormat("###,###.###", 123456.789); //-->123456.789 ###,###.### 123,456.789
customFormat("###.##", 123456.789); //-->123456.789 ###.## 123456.79
customFormat("00.000", 123.7876); //-->123.7876 00.000 123.788
customFormat("$###,###.###", 12345.67); //-->12345.67 $###,###.### $12,345
}
}
|
|||
數值 |
Pattern |
輸出 |
說明 |
123456.789 |
###,###.### |
123,456.789 |
‘#’ 表明了一個阿拉伯數字，‘，’爲組分隔符，‘.’用於分割整數和小數 |
123456.789 |
###.## |
123456.79 |
數值有三位小數，而模式裏只用兩個，會經過四捨五入保留兩位小數 |
123.78 |
000000.000 |
000123.780 |
‘0’表明了一個阿拉伯數字，位數不足須要在前或後一零補充，注意其與‘#’的區別。 |
12345.67 |
$###,###.### |
$12,345.67 |
以美圓符號‘$’開頭，保留三位小數，且組分割爲3 |
tips：組分隔符「，」一般用於千位，可是在某些國家/地區中回用於分隔萬位（如中國）。分組大小是分組字符之間的固定數字位數，例如100,000,000 是 3，而 1,0000,0000 則是 4。若是使用具備多個分組字符的模式，則最後一個分隔符和整數結尾之間的間隔纔是使用的分組大小。因此 "#,##,###,####" == "######,####" =="##,####,####"。 即「123456.789」的模式爲「###,#,##.###」，其輸出爲「12,34,56.789」。
基本算數運算以外
java除了支持各類基本的算術運算（+, -, *, /, 和 %）以外，也爲各類複雜的數學運算提供了工具類Math。經過Math類能夠完成指數、對數、反三角函數等複雜的運算。
因爲Math類的方法都是靜態的，你能夠在類裏直接調用Math類的方法，以下：
Math.cos(angle);
tips：可使用static import靜態導入Math類，如此便不用在每一個方法下上Math；import static java.lang.Math.*;
接着就能夠直接在方法體裏經過Math類的方法名調用Math類對應的方法：
cos(angle);
常量與基本算術方法
在Math類裏包含兩個常量:
Math.E, 天然底數e
Math.PI,圓周率
Math類包含了超過40個的靜態方法，爲了分類來談，先列出Math裏的基本算術方法：
Math的基本算術方法 |
|
方法 |
描述 |
double abs(double d) |
返回參數的絕對值 |
double ceil(double d) |
取得大於或等於參數的最小整數，並以double類型返回 |
double floor(double d) |
取得小於或等於參數的最大整數，並以double類型返回 |
double rint(double d) |
取得最接近參數的某一整數（相似於四捨五入），並以double類型返回 |
long round(double d) |
返回最接近參數的 |
double min(double arg1, double arg2) |
返回兩個數中較小的那一個 |
double max(double arg1, double arg2) |
返回兩個數中較大的那一個 |
BasicMathDemo演示瞭如何去使用Math的基本算術方法：
public class BasicMathDemo {
public static void main(String[] args) {
double a = -191.635;
double b = 43.74;
int c = 16, d = 45;
System.out.printf("The absolute value " +
"of %.3f is %.3f%n",
a, Math.abs(a)); //-->The absolute value of -191.635 is 191.635
System.out.printf("The ceiling of " +
"%.2f is %.0f%n",
b, Math.ceil(b)); //-->The ceiling of 43.74 is 44
System.out.printf("The floor of " +
"%.2f is %.0f%n",
b, Math.floor(b)); //-->The floor of 43.74 is 43
System.out.printf("The rint of %.2f " +
"is %.0f%n",
b, Math.rint(b)); //-->The rint of 43.74 is 44
System.out.printf("The max of %d and " +
"%d is %d%n",
c, d, Math.max(c, d));//-->The max of 16 and 45 is 45
System.out.printf("The min of of %d " +
"and %d is %d%n",
c, d, Math.min(c, d));//-->The min of of 16 and 45 is 16
}
}
Math裏指數與對數運算：
下表列出了在Math裏關於指數與對數運算的方法：
指數、對數運算的方法 |
|
方法 |
描述 |
double exp(double d) |
返回天然底數e的d次方冪的值 |
double log(double d) |
返回 |
double pow(double base, double exponent) |
返回base的exponent次方的值 |
double sqrt(double d) |
返回d的算術平方根 |
Demo：ExponentialDemo
public class ExponentialDemo {
public static void main(String[] args) {
double x = 11.635;
double y = 2.76;
System.out.printf("The value of " +
"e is %.4f%n",
Math.E); //-->The value of e is 2.7183
System.out.printf("exp(%.3f) " +
"is %.3f%n",
x, Math.exp(x));//-->exp(11.635) is 112983.831
System.out.printf("log(%.3f) is " +
"%.3f%n",
x, Math.log(x));//-->log(11.635) is 2.454
System.out.printf("pow(%.3f, %.3f) " +
"is %.3f%n",
x, y, Math.pow(x, y));//-->pow(11.635, 2.760) is 874.008
System.out.printf("sqrt(%.3f) is " +
"%.3f%n",
x, Math.sqrt(x));//-->sqrt(11.635) is 3.411
}
}
Math裏三角函數運算
下表列出了Math裏關於三角函數的方法，須要注意的是，這些方法的參數都是以弧度制來表示的——換句話說就是，你須要將角度轉換爲弧度。可使用方法toRadians（），將角度轉換爲弧度。
三角函數運算的方法 |
|
方法 |
描述 |
double sin(double d) |
返回角的三角正弦值 |
double cos(double d) |
返回角的三角餘弦值 |
double tan(double d) |
返回角的三角正切值 |
double asin(double d) |
返回一個值的反正弦值；返回的角度範圍在 -pi/2 到pi/2 之間。 |
double acos(double d) |
返回一個值的反餘弦值；返回的角度範圍在 0.0 到pi之間。 |
double atan(double d) |
返回一個值的反正切值；返回的角度範圍在 -pi/2 到pi/2 之間。 |
double atan2(double y, double x) |
將矩形座標 ( |
double toDegrees(double d) |
角度和與弧度的相互轉換方法 |
Demo：TrigonometricDemo, 計算45度角的三角函數值：
public class TrigonometricDemo {
public static void main(String[] args) {
double degrees = 45.0;
double radians = Math.toRadians(degrees);
System.out.format("The value of pi " +
"is %.4f%n",Math.PI);
//-->The value of pi is 3.1416
System.out.format("The sine of %.1f " +
"degrees is %.4f%n",
degrees,Math.sin(radians));
//-->The sine of 45.0 degrees is 0.7071
System.out.format("The cosine of %.1f " +
"degrees is %.4f%n",
degrees, Math.cos(radians));
//-->The cosine of 45.0 degrees is 0.7071
System.out.format("The tangent of %.1f " +
"degrees is %.4f%n",
degrees, Math.tan(radians));
//-->The tangent of 45.0 degrees is 1.0000
System.out.format("The arcsine of %.4f " +
"is %.4f degrees %n",
Math.sin(radians), Math.toDegrees(Math.asin(Math.sin(radians))));
//-->The arcsine of 0.7071 is 45.0000 degrees
System.out.format("The arccosine of %.4f " +
"is %.4f degrees %n",
Math.cos(radians), Math.toDegrees(Math.acos(Math.cos(radians))));
//-->The arccosine of 0.7071 is 45.0000 degrees
System.out.format("The arctangent of %.4f " +
"is %.4f degrees %n",
Math.tan(radians), Math.toDegrees(Math.atan(Math.tan(radians))));
//-->The arctangent of 1.0000 is 45.0000 degrees
}
}
隨機數
Math類的random（）方法能夠產生大於等於0.0且小於1.0的（僞）隨機數（0 <= Math.random()<1）,如此，你便能利用這個函數產生各中範圍的隨機數，如
要產生0~9的隨機數：
int number = (int)(Math.random() * 10); //（0 <= number < 10）
如產生5~9的隨機數：
int number = (int)(Math.random() * 5) + 5；
附：使用Math.random()能夠產生一個隨機數。若是須要產生一系列隨機數，能夠建立 java.util.Random的對象，並調用對應的方法。