（18）Java中的数字处理类

数字格式化类

为什么要格式化数字？

数字的格式化在解决实际问题时非常普遍，如表示超市的商品价格，需要保留两位有效数字。
Java数据遵原则：Java中没有格式化的数据遵循以下原则：
- 如果数据绝对值大于0.001并且小于10000000,Java将以常规小数形式表示。
- 如果数据绝对值小于0.001或者大于10000000,Java将以科学记数法表示。
DecimalFormat类：由于上述输出格式不能满足解决实际问题的要求，通常将结果格式化为指定形式后输出。在Java中可以使用DecimalFormat类进行格式化操作。

概念：DecimalFormat类是抽象类NumberFormat类的一个子类，用于格式化十进制数字。它可以将一些数字格式化为整数、浮点数、百分数等。一般情况下可以在实例化DecimalFormat对象时传递数字格式，也可以通过DecimalFormat类中的applyPattern()方法来实现数字格式化。

当格式化数字时，在DecimalFormat类中使用一些特殊字符构成一个格式化模板，使数字按照一定的特殊字符规则进行匹配。

 1. 0：阿拉伯数字，如果不存在则显示为 0。
 2. #：阿拉伯数字。
 3. .：小数分隔符或货币小数分隔符。
 4. -：减号。
 5. ,：分组分隔符。
 6. E：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。
 7. ;：分隔正数和负数子模式。
 8. %：乘以 100 并显示为百分数。
 9. \u2030：乘以 1000 并显示为千分数。
 10. \u00A4：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。
 11. '：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"。

例子：

	public class DecimalDemo {
			//使用实例化对象时设置格式化模式
			public static void simgleFormat(String pattern, double value){
				DecimalFormat df = new DecimalFormat(pattern);
				String output = df.format(value);
				System.out.println("原数字："+value+",格式化模板："+pattern+",格式化后："+output);
			}
			//使用applyPattern()方法对数字进行格式化
			public static void applyFormat(String pattern, double value){
				DecimalFormat df = new DecimalFormat();//实例化DecimalFormat对象
				df.applyPattern(pattern);//调用applyPattern()方法设置格式化模板
				String output = df.format(value);
				System.out.println("原数字："+value+",格式化模板："+pattern+",格式化后："+output);
			}
			public static void main(String[] args) {
				//1.格式化小数，该位不存在时，显示0。整数部分出现的0，如果位置上不存在数字用0补充
				simgleFormat("0000000000.000", 123456.78);
				//2.格式化小数，多余的位数会五舍六入。
				simgleFormat("000,000.000", 123456.7895);
				//3.小数后如果位置上不存在数字则不显示，整数部分没有作处理：当小数点前为0时，就会省略0。
				applyFormat(".###", 0.78);
				//4.整数部分加上#会进行处理，整数位置上不存在数字则不显示
				applyFormat("##.###", 0.78);
				//5.相当于*100 并且保留最多两位小数使用百分数，并保留最多两位小数
				simgleFormat(".##%", 0.7895);
				//6.保留两位小数，且小数后两位用0补充
				simgleFormat(".00%", 0.78);
				//7.使用千分号\u2030, 相当于*1000
				simgleFormat(".##\u2030", 0.234567);
				simgleFormat(".##\u2030", 11.234567);
				//8.使用.00
				simgleFormat(".00\u2030", 0.2);
				simgleFormat(".00\u2030", 11.2);
				//9.\u00A4货币标识，放在数字前（默认语言环境货币）
				simgleFormat("\u00A4##.##", 12.345);
				//10.'Money Amount:',###.###'$',单引号中的内容会当作普通字符处理
				simgleFormat("'Money Amount:',###.###'$'", 123.4);
				simgleFormat("'Money Amount:',###.###'$'", 123.45678);
			}
		}
		//执行结果
		原数字：123456.78,格式化模板：0000000000.000,格式化后：0000123456.780
		原数字：123456.7895,格式化模板：000,000.000,格式化后：123,456.790
		原数字：0.78,格式化模板：.###,格式化后：.78
		原数字：0.78,格式化模板：##.###,格式化后：0.78
		原数字：0.7895,格式化模板：.##%,格式化后：78.95%
		原数字：0.78,格式化模板：.00%,格式化后：78.00%
		原数字：0.234567,格式化模板：.##‰,格式化后：234.57‰
		原数字：11.234567,格式化模板：.##‰,格式化后：11234.57‰
		原数字：0.2,格式化模板：.00‰,格式化后：200.00‰
		原数字：11.2,格式化模板：.00‰,格式化后：11200.00‰
		原数字：12.345,格式化模板：¤##.##,格式化后：￥12.34
		原数字：123.4,格式化模板：'Money Amount:',###.###'$',格式化后：Money Amount:123.4$
		原数字：123.45678,格式化模板：'Money Amount:',###.###'$',格式化后：Money Amount:123.457$

DecimalFormat类中的特殊方法

方法：setGroupingSize(int newValue)；返回值：void；功能释义：设置分组大小。只分整数部分。

方法：setGroupingUsed(boolean b);返回值：void；功能释义：设置是否支持分组。

 public static void main(String[] args) {
 	DecimalFormat df = new DecimalFormat();
 	 df.setGroupingSize(3);
 	String output = df.format(123456.789);
 	System.out.println("将数字以每三个数字分组："+output);
 	df.setGroupingUsed(false);
 	String output2 = df.format(123456.789);
 	System.out.println("不允许的数字分组："+output2);
 }
 执行结果：
 将数字以每两个数字分组：123,456.789
 不允许的数字分组：123456.789

Math类

概念：在Math类中提供了众多数学函数方法，主要包括三角函数方法、指数函数方法、取整函数方法、取最大值、最小值以及平均值函数方法，这些都被定义为static形式，所以在程序中应用比较简便。
Math方法调用方式：

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```
  Math.数学方法
  Math.常量名
```

1，常用数学运算方法

三角函数方法：以下所有方法返回值均为double

  1. sin(double a)：返回角的三角正弦。-->Math.sin(Math.PI/2)
  2. cos(double a)：返回角的三角余弦。
  3. tan(double a)：返回角的三角正切。
  4. asin(double a)：返回一个值的反正弦。
  5. acos(double a)：返回一个值的反余弦。
  6. atan(double a)：返回一个值的反正切。
  7. toRadians(double angdeg)：将角度转换为弧度。
  8. toDegrees(double angrad)：将弧度转换为角度。
  //注意：角度与弧度的转换通常是不精确的。

2，指数函数方法

  1. exp(double a):用于获取e的a次方，即取e^a。e=2.7182818284590452354。e，作为数学常数，是自然对数函数的底数。有时称它为欧拉数（Euler number），以瑞士数学家欧拉命名。--> Math.exp(2)
  2. log(double a)：返回 double 值的自然对数（底数是 e）。
  3. log10(double a)：返回 double 值的底数为 10 的对数。
  4. sqrt(double a)：返回正确舍入的 double 值的正平方根。其中，a的值不能为负值。
  5. cbrt(double a)：返回 double 值的立方根。
  6. pow(double a, double b)：返回第一个参数的第二个参数次幂的值。即a^b。

3，取整函数方法

  1. ceil(double a)：返回大于等于参数的最小整数。向上取整。->Math.ceil(5.2)
  2. floor(double a)：返回小于等于参数的最大整数，向下取整。
  3. rint(double a)：返回与参数最接近的整数，如果两个同为整数且同样相近，则结果取偶数。
  4. round(float a)：返回最接近参数的 int。四舍五入。
  5. round(double a)：返回最接近参数的 long。

4，随机数Math.random()方法

Math.random()方法释义：此方法用于产生随机数。这个方法默认生成大于等于且小1.0的double型随机数，即0<=Math.random()<1.0。
如何随机出0-n的随机数：(int) (Math.random()*n)。
如何随机出m-n的随机数，即大于等于m且小于n：m+(int) (Math.random()*(n-m))。
随机生成a~z中的一个字母：(char)(‘a’+Math.random()*(‘z’-‘a’+1))。
随机生成任意区间的一个字符：(char)(char1+Math.random()*(char2-char1+1))。

Random类

除了Math类中的random()方法可以获取随机数之外，Java中还提供了一种可以获取随机数的方式，那就是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。
Random类生成随机数原理：Java编译器以系统当前时间作为随机数生成器的种子，因为每时每刻的时间不可能相同，所以产生的随机数不同，但是如果运行速度太快，也会产生两次运行结果相同的随机数。
构造方法：Random(long seed)：seed，随机数生成器的种子。

常用方法：

 1. nextInt()：返回一个随机整数。--> new Random().nextInt();
 2. nextInt(int n)：返回一个大于等于0且小于n的随机数。
 3. nextLong()：返回一个随机长整型值。
 4. nextBoolean()：返回一个随机布尔型值。
 5. nextFloat()：返回一个随机浮点型值。
 6. nextDouble()：返回一个随机双精度型值。
 7. nextGaussian()：返回一个概率密度为高斯分布的双精度值。它是取自此随机数生成器序列的、呈高斯（“正态”）分布的 double 值，其平均值是 0.0，标准差

BigInteger类

为什么使用BigInteger类： 由于int的最大值为2^31-1，如果要计算更大的数字，Integer就无法实现了，所以Java中提供了BigInteger类来处理更大的数字。BigInteger支持任意精度的整数，也就是说在运算中BigInteger类型可以准确地表示任何大小的整数值而不会丢失任何信息.在BigInteger类中封装了多种操作,除了基本加减乘除外,还提供了绝对值、相反数、最大公约数、以及判断是否为质数等操作。

构造方法

  	BigInteger(String val)：将十进制数字字符串转换为BigInteger形式。
  	BigInteger bi = new BigInteger("22");

常用方法

  1. add(BigInteger val):返回其值为 (this + val) 的 BigInteger。加法。--> new BigDecimal("1").add(new BigDecimal("2"));
  2. subtract(BigInteger val)： 返回其值为 (this - val) 的 BigInteger。减法。
  3. multiply(BigInteger val)：返回其值为 (this * val) 的 BigInteger。乘法。
  4. divide(BigInteger val)：返回其值为 (this / val) 的 BigInteger。除法。
  5. remainder(BigInteger val)：返回其值为 (this % val) 的 BigInteger。取余。
  6. divideAndRemainder(BigInteger val)：返回包含 (this / val) 后跟 (this % val) 的两个 BigInteger 的数组。
  7. pow(int exponent)：返回其值为 (this ^ exponent) 的 BigInteger。
  8. negate()：返回其值是 (-this) 的 BigInteger。
  9. shiftLeft(int n)：返回其值为 (this << n) 的 BigInteger。
  10. shiftRight(int n)：返回其值为 (this >> n) 的 BigInteger。
  11. and(BigInteger val)：返回其值为 (this & val) 的 BigInteger。
  12. or(BigInteger val)：返回其值为 (this | val) 的 BigInteger。
  13. compareTo(BigInteger val)：将此 BigInteger 与指定的 BigInteger 进行比较。
  14. equals(Object x)：比较此 BigInteger 与指定的 Object 的相等性。
  15. min(BigInteger val)：返回此 BigInteger 和 val 的最小值。
  16. max(BigInteger val)：返回此 BigInteger 和 val 的最大值。

BigDecimal类

概述： BigInteger和BigDecimal都能实现大数字的运算，不同的是BigDecimal加入了小数的概念。一般的float型和double型数据只可以用来做科学计算或工程计算，但由于在商业计算中要求数字精度比较高，所以要用到java.math.BigDecimal类。BigDecimal类支持任何精度的定点数，可以用它来精确计算货币值。

常用构造方法

  1. BigDecimal(double val)：将 double 转换为 BigDecimal，后者是 double 的二进制浮点值准确的十进制表示形式。
  2. BigDecimal(String val)：将 BigDecimal 的字符串表示形式转换为 BigDecimal。

常用方法加减乘除

  1. public BigDecimal add(BigDecimal augend)：返回一个 BigDecimal，其值为 (this + augend)，其标度为 max(this.scale(), augend.scale())。加法。

  2. public BigDecimal subtract(BigDecimal subtrahend)：返回一个 BigDecimal，其值为 (this - subtrahend)，其标度为 max(this.scale(), subtrahend.scale())。减法。
  3. public BigDecimal multiply(BigDecimal multiplicand)：返回一个 BigDecimal，其值为 (this × multiplicand)，其标度为 (this.scale() + multiplicand.scale())。乘法。
  4. public BigDecimal divide(BigDecimal divisor, int scale, RoundingMode roundingMode)：做除法操作，方法中三个参数分别代表：divisor - 此 BigDecimal 要除以的值。scale - 要返回的 BigDecimal 小数点后的位数。roundingMode - 要应用的舍入模式。roundingMode近似处理模式BigDecimal类中提供了多种处理模式：

下一章，（19）Java中的数据存储区域和高精度类

Tommey01

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