JAVA——从基础学起（七）数字处理类

七 数字处理类

7.1 数字格式化

数字格式化主要针对的是浮点型数据，在Java中使用java.text.DecimalFormat格式化数字。
在Java中没有进行格式化的数字遵循以下原则：
数值的绝对值大于0.001且小于10000000，使用常规小数形式表示
数值绝对值小于0.001或大于10000000，使用科学计数法表示。

DecimalFormat类是umberFormat的一个子类，用于格式化十进制数字。可以将一些数字格式化为整数，百分数，腹地拿书等，通常情况下可以在实例化DecimalFormat类时传递格式，也可以使用该类中的applyPattern方法传递格式。

当格式化数字时，在DecimalFormat类中会有一个格式化模板

字符	说明
0	代表一位阿拉伯数字，如果该位不存在数字则显示0
#	代表一位阿拉伯数字，存在数字则显示，不存在数字则不显示
.	小数分隔符或货币小数分隔符
-	负号
，	分组分隔符
E	分割科学计数法中的指数和尾数
%	放置在数字的前缀或后缀，将数字乘以100显示为百分数
\u2030	放在数字的前缀或后缀，将数字乘以1000显示为千分数
\u00A4	放置在数字的前缀或后缀，用作货币记号
’	当上述特殊符号出现在数字中时，应为特殊符号添加单引号，系统会将此符号视为普通符号处理

使用DecimalFormat类对数据格式进行处理时，两种方式分别如下：

package com.mw;
import java.text.DecimalFormat;
public class Main {
//在实例化DecimalFormat对象时限定格式
	public static void SimgleFormat(String pattern , double value) {
		DecimalFormat decimalFormat = new DecimalFormat(pattern);
		String outputString = decimalFormat.format(value);
		System.out.println(outputString);
	}
//在DecimalFormat对象中使用ApplyPattern方法限定格式	
	public static void UseApplyPatternFormat(String pattern , double value) {
		DecimalFormat decimalFormat = new DecimalFormat();
		decimalFormat.applyPattern(pattern);
		String outString = decimalFormat.format(value);
		System.out.println(outString);
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		SimgleFormat("0000000.000", 4526.3636);
		UseApplyPatternFormat("000000.000000", 47.63);
	}
}

同时，还可以在DecimalFormat对象中使用setGroupingSize()方法对分组长度进行设置：

package com.mw;
import java.text.DecimalFormat;
public class Main {
	public static void main(String[] args) {
		DecimalFormat decimalFormat = new DecimalFormat();
		decimalFormat.setGroupingSize(3);//设置分组标准为三个数字
		decimalFormat.setGroupingUsed(true);//设置允许分组
		System.out.println(decimalFormat.format(453567.1212));
	}
}

7.2 数学运算

Java中提供了一个可以进行一些基本数学运算的Math类，包含一些常用的数学方法。

7.2.1 Math类

Math类中提供了众多如三角函数，指数函数，取整函数等方法，均使用static修饰，可以非常简便的在程序中使用。除此之外还定义了一些数学常量，如PI，E等

7.2.2 常用数学方法

（1）三角函数方法
public static double sin(double a)：sin函数
public static double cos(double a)：cos函数
public static double tan(double a)：tan函数
public static double asin(double a)：arcsin函数
public static double acos(double a)：arccos函数
public static double atan(double a)：arctan函数
public static double toRadians(double angdeg)：表示将角度值转换为弧度值
public static double toDegrees(double angrad)：表示将弧度值转换为角度值

（2）指数函数方法
public static double exp(double a)：用于获取e的a次方，即e^a
public static double log(double a)：取自然对数，即lna的值
public static double log10(double a)：取底数为10的对数
public static double sqrt(double a)：取a的平方根
public static double cbrt(double a)：取a的立方根
public static double pow(double a , double b)：取a的b次方

（3）取整函数方法
public static double ceil(double a)：返回大于等于参数的最小整数
public static double floor(double a)：返回小于等于参数的最大整数
public static double rint(double a)：返回与结果最接近的整数，若距离相同则返回偶数
public static int round(double a)：参数加上0.5后返回与参数最近的整数
public static long round(double a)：参数加上0.5后返回最近的整数，转换为long型

（4）取最大值，最小值和绝对值函数方法
public static double max(double a，double b)：取a和b之间的最大值
public static double min(double a，double b)：取a和b之间的最小值
当然返回值和参数值的类型可以改变，不做赘述
public static double abs(double a)：返回参数的绝对值
public static int abs(int a)：返回int型参数的绝对值
返回值和参数值同样可以改变

7.3 随机数

7.3.1 Math.random()方法

在Math类中存在一个random()方法，可以用于产生大于等于0.0且小于1.0之间的double型数字，即0.0<=Math.random()<1.0。在该方法上稍作处理即可产生任意范围内的随机数，即：
m+Math.random()*n：可以产生从大于等于m且小于m+n的随机数

不仅如此，使用Math.random()方法还可以随机生成字符：
(char)(char1+Math.random()*(char2-char1+1))：可以产生从char1-char2的随机字符
如：
(char)('a'+Math.random()*('z'-'a'+1))：可以产生从a-z的随机字符

//我们通过上述介绍生成一个随机数生成方法
//生成从num1到num2随机数的方法
public static double randomDouble(double num1 , double num2){
    return (num1 + Math.random()*(num2-num1+1));
}
//生成从字符ch1到字符2的随机字符的方法
public static char randomCharacter(char ch1 , char ch2){
    return (char)(ch1 + Math.random()*(ch2-ch1+1));
}

7.3.2 Random类

除了Math类中的random方法，Java中还提供了一个Random类。通过实例化Random对象可以创建一个随机数生成器。
Random r = new Random()当创建的Random对象没有参数设置时，会默认使用系统当前时间作为随机数生成器的种子。
Random r = new Random(seedValue)同样可以对随机数生成器的种子进行手动设置。

Random类中提供了各种获取不同数据类型随机数方法
public int nextInt()：返回一个随机整数
public int nextInt(int n)：返回一个大于等于0且小于n的随机整数
public long nextLong()：返回一个随机long值
public boolean nextBoolean()：返回一个随机布尔值
public float nextFloat()：返回一个随机单精度值
public double nextDouble()：返回一个随机双精度值
public double nextGaussian()：返回一个概率密度为高斯分布的双精度值

7.4 大数字运算

在Java中提供了大数字的操作类：java.math.BigInteger和java.math.BigDecimal。这两个类主要适用于高精度的计算。

7.4.1 BigInteger类

Integer是int数据类型的包装类，但是其能计算的最大值为2³¹-1，如果需要进行更大的数值计算，就需要BigInteger类来实现了
BigInteger类有很多的构造函数，最常见的就是使用数值字符串作为参数：
BigInteger bigInt = new BigInteger(String val)，

BigInteger类中有许多可以进行数值计算的方法：
public BigInteger add(BigInteger val)：做加法运算
public BigInteger subtarct(BigInteger val)：做减法运算
public BigInteger multiply(BigInteger val)：做乘法运算
public BigInteger divide(BigInteger val)：做除法运算
public BigInteger reminder(BigInteger val)：做取余运算
public BigInteger[] divideAndReminder(BigInteger val)：使用数组返回余数和商
其他的还有如pow()，negate()，shiftLeft()方法等，分别能够实现次方，取反等操作。

7.4.2 BigDecimal类

BigInteger类和BigDecimal类都能够实现大数字的运算，不同的是BigDecimal类中加入了小数的概念。
BigDecimal类常用的构造方法为：
BigDecimal bigDec = new BigDecimal(double val)
BigDecimal bigDec = new BigDecimal(String val)

同样的，在BigDecimal类中也存在着一些数值计算的常用方法，如加减乘除——add()，substract()，multiply()和divide()方法等。在这些方法中，除法操作是最为复杂的，因为在除不尽的时候末位的处理是需要考虑的：
public BigDecimal divide(BigDecimal disivor , int scale , int roundingMode)
其中三个参数分别为除数，小数点后的位数，近似处理模式

在除法中有多种近似处理模式

模式	含义
BigDecimal.ROUND_UP	商的最后一位大于零则向前进位
BigDecimal.ROUND_DOWN	商的最后一位均忽略
BigDecimal.ROUND_CEILING	正数则按照ROUND_UP处理；负数则按照ROUND_DOWN处理
BigDecimal.ROUND_FLOOR	与ROUND_CEILING处理方法相反，会使近似值小于实际值
BigDecimal.ROUND_HALF_DOWN	对最后一位进行四舍五入操作,小于等于5则舍弃
BigDecimal.ROUND_HALF_UP	对最后一位进行四舍五入操作，小于5则舍弃
BigDecimal.ROUND_HALF_EVEN	商的倒数第二位是奇数，则按照ROUND_HALF_UP处理；若商的倒数第二位为偶数，则按照ROUNG_HALF_DOWN处理。如7.5≈8；8.5≈8

---

本部分对Java中数字处理——包括数学运算，数字格式，随机数等——进行了一些基本介绍，这些在实际应用中会比较频繁的使用，建议熟练掌握。