8.数字处理类

一、数字格式化

java的数字格式化操作主要针对浮点数

java数据绝对值在10^3到10^7之间，将以常规形式显示，否则用科学记数法表示

显然以上表示方法不能满足现实需求，故java提供DecimalFormat类进行格式化操作

使用步骤：给实例化对象提供模式化模板（实例化时提供或者后来提供均可），通过对象调用format()方法即可格式化数据

符号	位置	本地化？	含义
`0`	数字	是	阿拉伯数字
`#`	数字字	是	阿拉伯数字，如果不存在则显示为空
`.`	数字	是	小数分隔符或货币小数分隔符
`-`	数字	是	减号
`,`	数字	是	分组分隔符
`E`	数字	是	分隔科学计数法中的尾数和指数。在前缀或后缀中无需加引号。
`;`	子模式边界	是	分隔正数和负数子模式
`%`	前缀或后缀	是	乘以 100 并显示为百分数
`/u2030`	前缀或后缀	是	乘以 1000 并显示为千分数
`¤` ( `/u00A4`)	前缀或后缀	否	货币记号，由货币符号替换。如果两个同时出现，则用国际货币符号替换。如果出现在某个模式中，则使用货币小数分隔符，而不使用小数分隔符。
`'`	前缀或后缀	否	用于在前缀或或后缀中为特殊字符加引号，例如 `"'#'#"` 将 123 格式化为 `"#123"`。要创建单引号本身，请连续使用两个单引号： `"# o''clock"`。

举例一：

该实例定义了两个静态方法，前者在实例化时提供模板，后者先实例化，而后调用applyPattern()方法提供模板

import java.text.DecimalFormat;
//利用import关键字导入类包，否则编译器无法识别DecimalFormat
public class Decimal {
	static public void SimpleFormat(String pattern,double value) {		
		//String参数提供格式化模板，dobule参数提供被格式化数据
		DecimalFormat myFormat=new DecimalFormat(pattern);
		//在实例化DecimalFormat类时，提供参数
		String output=myFormat.format(value);
		//通过对象调用format()方法，格式化数据，并返回一个String类
		System.out.println(output+" "+pattern+" "+value);
	}
	
	static public void FormatApplyPatternText(String pattern,double value) {
		//该方法和SimpleFormat()方法等价，区别在于本方法是先实例化对象，再设置格式化模板
		DecimalFormat myFormat=new DecimalFormat();
		myFormat.applyPattern(pattern);
		//实例化对象后，通过对象调用applyPattern()方法，设置格式化模板
		String output=myFormat.format(value);
		System.out.println(output+" "+pattern+" "+value);
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		SimpleFormat("#,###.##kg",12345678.12345);
		FormatApplyPatternText("0.##",0.678);
                //经测试，整数部分无论设置多少个#、0均会显示全部显示，而小数部分则根据模板的小数部分位数四舍五入
		SimpleFormat("#.###%",12.078511);
		//将数据以百分号形式显示，小数点后保留3位
		FormatApplyPatternText("##.###\u2030", 0.00056442);
		//将数据以千分号形式显示，小数点后保留3位
		SimpleFormat("#.##\u00A4",543.21);
		//"\u00A4"为货币符号
	}
}

举例二：

不需要多次格式化数据时，可以直接在主函数中新建对象并调用format()方法

		String output1=new DecimalFormat("#.##kg").format(13.234);		
		//1.此时new出来的该对象不可以再次使用
		DecimalFormat myFormat=new DecimalFormat("#.##%");
		String output2=myFormat.format(12.345);		
		myFormat.applyPattern("#.##");
		String output3=myFormat.format(567.789);
		//2.带引用的对象，此时模板格式可以再次更改
		System.out.println(output2);
		System.out.println(output1);
		System.out.println(output3);

举例三：

不设置格式化模板时，亦可以通过其他方法修改数据格式

		DecimalFormat myFormat = new DecimalFormat();
		myFormat.setGroupingSize(2);
		String output1 = myFormat.format(123456.789);
		// 此时整数部分将以间隔为2进行分组
		myFormat.setGroupingUsed(false);
		// 此时分组操作被关闭，将不再进行划分
		String output2 = myFormat.format(123456.789);
		System.out.println(output1);
		System.out.println(output2);

二、Math类

Math类提供了众多静态数学方法，直接通过“Math.数学方法”调用即可

Math类同样也提供了一些数学常量，如：Math.PI 和 Math.E

1.三角函数方法

public static double sin(double a);

public static double cos(double a);

public static double tan(double a);

public static double asin(double a);//反正弦

public static double acos(double a);

public static double atan(double a);

public static double toRadians(double angdeg);//角度转弧度

public static double toDegress(double angrad);//弧度转角度

举例如下：

    System.out.println("90度角度正弦"+Math.sin(Math.PI/2));
    System.out.println("约90度角度正弦"+Math.sin(3.1415926/2));
    System.out.println("二分之根号二的反正弦"+Math.asin(Math.sqrt(2)/2));
    //若再利用Math.Degrees()方法，可知二分之根号反正弦角度制度数为45度
    System.out.println("1的反正切值"+Math.atan(1));
    //若再利用Math.Degrees()方法，可知1的反正切值角度制度数为45度
    System.out.println("120度角度弧度值"+Math.toRadians(120.0));
    System.out.println("二分之pi度角度值"+Math.toDegrees(Math.PI/2));

2.指数函数方法

public static double exp(double a);//e^a

public static double log(double a);

public static double log10(double a);

public static double sqrt(double a);//非负数a的平方根

public static double cbrt(double a);//a的立方根

public static double pow(double a,double b);//a^b

举例如下：

System.out.println("e的3次方"+Math.exp(3));
System.out.println("ln(10)"+Math.log(10));
System.out.println("lng10(10)"+Math.log10(10));
System.out.println("根号二"+Math.sqrt(2));
System.out.println("-8的立方根"+Math.cbrt(-8));
System.out.println("2的-3次方"+Math.pow(2,-3));

3.取整函数方法

public static double ceil(double a);//返回大于或等于a的最小整数

public static double floor(double a);

public static double rint(double a);//返回与参数最接近整数，偶数优先

public static int round(float a);//参数加上0.5后，返回与参数最接近整数

public static long round(double a);//参数加上0.5后，返回与参数最接近整数，并强制转换为长整型

举例如下：

System.out.println(Math.ceil(3.55));
System.out.println(Math.floor(3.55));
System.out.println(Math.rint(3.5));
System.out.println(Math.round(3.5));

4.取最大值、最小值、绝对值函数

public static type max(type a,type b);

public static type min(type a ,type b);

public static type abs(type a);

举例如下：

System.out.println(Math.max(4, 8));
System.out.println(Math.min(4.0, 8.0));
System.out.println(Math.abs(-3.5));

三、随机数

Java提供两种机制实现伪随机数，一种是Math类中的random()方法，另一种是Random类

1.Math.random()方法

该类将产生一个大于等于0小于1的double类型的随机数，稍作处理即可产生任意范围的随机数

举例如下：

        //产生num1至mun2之间的整数
	int num1=10;
	int num2=32;
	//若将num1、num2定义为double类型，此时将可能产生低于num1的值
	int num3=num1+(int)(Math.random()*(num2-num1+1));
	System.out.println(num1+"至"+num2+"的任意字符: "+num3);
	//产生ch1至ch2之间的字符
	char ch1='a';
	char ch2='z';
	char ch3=(char)(ch1+(Math.random()*(ch2-ch1+1)));
	System.out.println(ch1+"至"+ch2+"的任意字符: "+ch3);

2.Random类

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(seedValue);

seedValue是随机数生成器的种子，long类型，随机算法起源数字，与随机数区间无关；

Random r=new Random();

若不提供种子，编译器将以当前时间作为随机数生成器种子，此时若运行速度过快，可能产生相同随机数

相关方法如下：

public void setSeed(long seedValue);//重设随机数种子

public int nextInt();//返回一个随机整数

public int nextInt(int n);//返回一个[0,n)区间内的的整数

public long nextLong(int n);//返回一个随机长整型整数

public boolean nextBoolean();//返回一个随机布尔数值

public float nextFloat();//返回一个[0,1.0)区间内的单精度浮点数

public double nextDouble();//返回一个[0,1.0)区间内的双精度浮点数

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

举例如下：

		Random r = new Random();
		double d1 = r.nextDouble() * 2.5 + 1;
		// 1.生成区间[1,3.5)内的小数
		
		int n1 = r.nextInt(10);
		int n2 = Math.abs(r.nextInt() % 10);
		// 2.生成区间[0,10)内的整数
		
		int n3 = r.nextInt(11);
		int n4 = Math.abs(r.nextInt() % 11);
		// 3.生成区间[0,10]内的整数
		
		int n5 = r.nextInt(18) - 3;
		int n6 = Math.abs(r.nextInt() % 18) - 3;
		// 4.生成区间[-3,15)内的整数
		
		Random r1 = new Random(10);
		Random r2 = new Random(10);
		for (int i = 0; i < 2; i++) {
			System.out.println(r1.nextInt());
			System.out.println(r2.nextInt());
		}
		// 5.证明相同种子的对象相同次数生成的随机数相同

		int n7 = r.nextInt(20);
		int m1;
		if (n6 < 11) {
			m1 = 1;
		} else if (n6 < 19) {
			m1 = 2;
		} else {
			m1 = 3;
		}
		// 6.概率控制，随机生成一个整数，55%为1，40%为2，5%为3

四、大数字运算

1.BigInteger简介

java.math.BigInteger类可以准确表示任何大小的整数值，并封装了加减乘除、求绝对值、最大公约数、判断是或否为质数等操作。

常用构造方法：

public BigInteger(String val)

常用方法如下：

基本操作：
public BigInteger add(BigInteger val);//返回两个大整数的和
public BigInteger subtract(BigInteger val);//返回两个大整数相减的结果
public BigInteger divide(BigInteger val);// 返回两个大整数的商
public BigInteger multiply(BigInteger val);// 返回两个大整数的积
public BigInteger mod(BigInteger val);// 用当前大整数对val求模
public BigInteger remainder(BigInteger val);// 返回当前大整数除以val的余数
public biginteger[] divideAndReminder(BigInteger val);//

位操作：
public BigInteger not() ;// 返回当前大整数的非
public BigInteger and(BigInteger val);// 返回两个大整数的按位与的结果
public BigInteger andNot(BigInteger val);//返回两个大整数与非的结果
public BigInteger xor(BigInteger val);// 返回两个大整数的异或
public BigInteger or(BigInteger val);// 返回两个大整数的按位或
public BigInteger leftShift(int n) ;//将当前大整数左移n位后返回
public BigInteger rightShift(int n) ;// 将当前大整数右移n位后返回

类型转换：
public int intValue() ;//返回大整数的整型值
public long longValue() ;//返回大整数的long型值
public double doubleValue();// 返回大整数的double类型的值
public float floatValue();// 返回大整数的float类型的值

public byte[] toByteArray(BigInteger val);//将大整数转换成二进制反码保存在byte数组中
public String toString();//将当前大整数转换成十进制的字符串形式

其他操作：
public BigInteger abs();// 返回大整数的绝对值
public BigInteger negate();//返回当前大整数的相反数
public BigInteger gcd(BigInteger val) ;//返回大整数的最大公约数
public BigInteger max(BigInteger val);//返回两个大整数的最大者
public BigInteger min(BigInteger val);//返回两个大整数的最小者

public BigInteger pow(int exponent);//返回当前大整数的exponent次方

举例如下：

		BigInteger bigInstance = new BigInteger("2222222");
		System.out.println(bigInstance.multiply(new BigInteger("33333333")));
		// 乘法示例
		System.out.println(bigInstance.negate());
		// 取相反数示例
		System.out.println(bigInstance.divideAndRemainder(new BigInteger("33"))[0]);
		// 求商，注意该方法返回值是一个数组，第一个值时商，第二个值是余数
		System.out.println(bigInstance.divideAndRemainder(new BigInteger("33"))[1]);
		// 求余

2.BigDecimal

java.math.BigDecimal类，比BigInteger多了小数的概念，支持任意精度浮点数，可以在商业中用来精确计算货币值。

初始化：

public BigDecimal(double val);//不推荐，可能得不到精确值

public BigDecimal(String val);

static BigDecimal valueOf(double d);//推荐，double(float)类型转BigDecimal常用

基本操作：

public BigDecimal add(BigDecimal augend);//加法

public BigDecimal subtract(BigDecimal subtrahend);//减法

public BigDecimal multiply(BigDecimal multiplicand)://乘法

public BigDecimal divide(BigDecimal divisor,int scale, int roundingMode):

//除法，三个参数分别表示除数、商的小数部分位数、近似处理模式

import java.math.BigDecimal;
public class BigDecimalDemo {
	static final int location=10;
public static void main(String[] args) {
BigDecimalDemo b=new BigDecimalDemo();
System.out.println(b.div(10,2));
}

public BigDecimal div(double value1,double value2) {
	return div(value1,value2,location);
}

//@SuppressWarnings("deprecation")
private BigDecimal div(double value1, double value2, int b) {
	if(b<0)System.out.println("b的值必须大于等于0");
	BigDecimal b1=new BigDecimal(Double.toString(value1));
	BigDecimal b2=new BigDecimal(Double.toString(value2));
	return b1.divide(b2,b,BigDecimal.ROUND_DOWN);
}
}

参考资料：

http://www.jb51.net/article/83028.htm

https://www.jianshu.com/p/8b89ab19db84

《java从入门到精通》

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