【JAVA学习笔记】50 - Math类，Array类，System类，BigInteger和BigDecimal类
项目代码
https://github.com/yinhai1114/Java_Learning_Code/tree/main/IDEA_Chapter13/src/com/yinhai/wrapper_/math_
https://github.com/yinhai1114/Java_Learning_Code/tree/main/IDEA_Chapter13/src/com/yinhai/wrapper_/array_
https://github.com/yinhai1114/Java_Learning_Code/tree/main/IDEA_Chapter13/src/com/yinhai/wrapper_/system_
https://github.com/yinhai1114/Java_Learning_Code/tree/main/IDEA_Chapter13/src/com/yinhai/wrapper_/bignum_
Math类
一、基本介绍
Math类包含用于执行基本数学运算的方法，如初等指数、对数、平方根和三角函数。
二、常用方法
public class MathMethod {
public static void main(String[] args) {
//看看Math常用的方法(静态方法)
//1.abs 绝对值
int abs = Math.abs(-9);
System.out.println(abs);//9
//2.pow 求幂
double pow = Math.pow(2, 4);//2的4次方
System.out.println(pow);//16
//3.ceil 向上取整,返回>=该参数的最大整数(转成double);
double ceil = Math.ceil(3.9);
System.out.println(ceil);//4.0
//4.floor 向下取整，返回<=该参数的最小整数(转成double)
double floor = Math.floor(4.001);
System.out.println(floor);//4.0
//5.round 四舍五入 Math.floor(该参数+0.5)
long round = Math.round(5.51);
System.out.println(round);//6
//6.sqrt 求开方
double sqrt = Math.sqrt(9.0);
System.out.println(sqrt);//3.0
//7.random 求随机数
// random 返回的是 0 <= x < 1 之间的一个随机小数
// 思考：请写出获取 a-b之间的一个随机整数,a,b均为整数 ，比如 a = 2, b=7
// 即返回一个数 x 2 <= x <= 7
// 老韩解读 Math.random() * (b-a) 返回的就是 0 <= 数 <= b-a
// (1) (int)(a) <= x <= (int)(a + Math.random() * (b-a +1) )
// (2) 使用具体的数给小伙伴介绍 a = 2 b = 7
// (int)(a + Math.random() * (b-a +1) ) = (int)( 2 + Math.random()*6)
// Math.random()*6 返回的是 0 <= x < 6 小数
// 2 + Math.random()*6 返回的就是 2<= x < 8 小数
// (int)(2 + Math.random()*6) = 2 <= x <= 7
// (3) 公式就是 (int)(a + Math.random() * (b-a +1) )
for(int i = 0; i < 100; i++) {
System.out.println((int)(2 + Math.random() * (7 - 2 + 1)));
}
//max , min 返回最大值和最小值
int min = Math.min(1, 9);
int max = Math.max(45, 90);
System.out.println("min=" + min);
System.out.println("max=" + max);
}
}Arrays类
一、基本介绍
Arrays里面包含了一系列静态方法，用于管理或操作数组(比如排序和搜索)。
1.toString返回数组的字符串形式Arrays.toString(arr)
2.sort排序(自然排序和定制排序)Integer arr[ = {1,-1, 7. 0, 89};
3. binarySearch通过二分搜索法进行查找，要求必须排好序int index = Arrays.binarySearch(arr, 3);
2.Arrays方法（建议多看看排序方法）
1）基本用法
public class ArraysMethod01 {
public static void main(String[] args) {
Integer[] integers = {1, 20, 90};
//遍历数组
for (int i = 0; i < integers.length; i++) {
System.out.println(integers[i]);
}
//直接使用Arrays.toString方法，显示数组
System.out.println(Arrays.toString(integers));
//演示 sort方法的使用
Integer arr[] = {1, -1, 7, 0, 89};
//进行排序
//1. 可以直接使用冒泡排序 , 也可以直接使用Arrays提供的sort方法排序
//2. 因为数组是引用类型，所以通过sort排序后，会直接影响到 实参 arr
//Arrays.sort(arr); // 默认排序方法
System.out.println("===排序后===");
System.out.println(Arrays.toString(arr));
//3. sort重载的，也可以通过传入一个接口 Comparator 实现定制排序
//4. 调用 定制排序 时，传入两个参数 (1) 排序的数组 arr
// (2) 实现了Comparator接口的匿名内部类 , 要求实现 compare方法
Arrays.sort(arr, new Comparator() {
@Override
public int compare(Object o1, Object o2) {//5. 这里体现了接口编程的方式 , 看看源码，就明白
Integer i1 = (Integer) o1;
Integer i2 = (Integer) o2;
return i2 - i1;
}
});
// 源码分析
//(1) Arrays.sort(arr, new Comparator()
//(2) 最终到 TimSort类的
// private static void binarySort(T[] a, int lo, int hi, int start,Comparator c)()
//(3) 执行到 binarySort方法的代码, 会根据动态绑定机制 c.compare()执行我们传入的匿名内部类的 compare ()
// while (left < right) {
// int mid = (left + right) >>> 1;
// if (c.compare(pivot, a[mid]) < 0)
// right = mid;
// else
// left = mid + 1;
// }
//(4) new Comparator() {
// @Override
// public int compare(Object o1, Object o2) {
// Integer i1 = (Integer) o1;
// Integer i2 = (Integer) o2;
// return i2 - i1;
// }
// }
//(5) public int compare(Object o1, Object o2) 返回的值>0 还是 <0
// 会影响整个排序结果, 这就充分体现了 接口编程+动态绑定+匿名内部类的综合使用将来的底层框架和源码的使用方式，会非常常见
System.out.println("===排序后===");
System.out.println(Arrays.toString(arr));//
}
}
2）手写模拟Arrays定制排序的处理
public class ArraysSortCustom {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {1, -1, 8, 0, 20};
// bubble01(arr);
// System.out.println("==排序后的情况==");
// System.out.println(Arrays.toString(arr));
bubble02(arr, new Comparator() {
@Override
public int compare(Object o1, Object o2) {//arr[j] arr[j+1]传入这里
int i1 = (Integer) o1;//拆箱
int i2 = (Integer) o2;//拆箱
return i2 - i1;// 判断我们的逻辑是小到大(i1 - i2 > 0)执行排序还是大到小(i2 - i1 > 0)执行排序;
}
});
System.out.println("==定制排序后的情况==");
System.out.println(Arrays.toString(arr));
}
//1.使用冒泡完成排序
public static void bubble01(int[] arr) {
int temp = 0;
for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
for (int j = 0; j < arr.length - 1 - i; j++) {
//从小到大
if (arr[j] > arr[j + 1]) {
temp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = temp;
}
}
}
}
//结合冒泡 + 定制
public static void bubble02(int[] arr, Comparator c) {
int temp = 0;
for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
for (int j = 0; j < arr.length - 1 - i; j++) {
//数组排序由 c.compare(arr[j], arr[j + 1])返回的值决定
if (c.compare(arr[j], arr[j + 1]) > 0) {
temp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = temp;
}
}
}
}
}3.其他方法
1.binarySearch 通过二分搜索法进行查找，要求必须排好
//1. 使用 binarySearch 二叉查找
//2. 要求该数组是有序的. 如果该数组是无序的，不能使用binarySearch
int index = Arrays.binarySearch(arr, 167);
System.out.println("index=" + index);
//3. 如果数组中不存在该元素，就返回 return -(low + 1); // key not found.
//low指的是搜索的值应该在的值，比如167就是 -(5 + 1),如果是3就是-(2 + 1)2.copyOf 数组元素的复制拷贝
//1. 从 arr 数组中，拷贝 arr.length个元素到 newArr数组中
//2. 如果拷贝的长度 > arr.length 就在新数组的后面 增加 null
Integer[] newArr = Arrays.copyOf(arr, arr.length);
System.out.println("==拷贝执行完毕后==");
System.out.println(Arrays.toString(newArr));
//3. 如果拷贝长度 < 0 就抛出异常NegativeArraySizeException
//4. 该方法的底层使用的是 System.arraycopy()
3.fill 数组元素的填充
Integer[] num = new Integer[]{9,3,2};
//1. 使用 99 去填充 num数组，可以理解成是替换原理的元素
Arrays.fill(num, 99);
System.out.println("==num数组填充后==");
System.out.println(Arrays.toString(num));//equals 比较两个数组元素内容是否完全一致
Integer[] arr2 = {1, 2, 90, 123};
//1. 如果arr 和 arr2 数组的元素一样，则方法true;
//2. 如果不是完全一样，就返回 false
boolean equals = Arrays.equals(arr, arr2);
System.out.println("equals=" + equals);4.asList 将一组值，转换成list
//1. asList方法，会将 (2,3,4,5,6,1)数据转成一个List集合
List asList = Arrays.asList(2,3,4,5,6,1);
System.out.println("asList=" + asList);
System.out.println("asList的运行类型" + asList.getClass());
//2. 返回的 asList 编译类型 List(接口)
//3. asList 运行类型 java.util.Arrays#ArrayList, 是Arrays类的
// 静态内部类 private static class ArrayListextends AbstractList
// implements RandomAccess, java.io.Serializable
}
public class ArraysMethod02 {
public static void main(String[] args) {
Integer[] arr = {1, 2, 90, 123, 160};
// binarySearch 通过二分搜索法进行查找，要求必须排好
//1. 使用 binarySearch 二叉查找
//2. 要求该数组是有序的. 如果该数组是无序的，不能使用binarySearch
int index = Arrays.binarySearch(arr, 167);
System.out.println("index=" + index);
//3. 如果数组中不存在该元素，就返回 return -(low + 1); // key not found.
//low指的是搜索的值应该在的值，比如167就是 -(5 + 1),如果是3就是-(2 + 1)
//copyOf 数组元素的复制拷贝
//1. 从 arr 数组中，拷贝 arr.length个元素到 newArr数组中
//2. 如果拷贝的长度 > arr.length 就在新数组的后面 增加 null
Integer[] newArr = Arrays.copyOf(arr, arr.length);
System.out.println("==拷贝执行完毕后==");
System.out.println(Arrays.toString(newArr));
//3. 如果拷贝长度 < 0 就抛出异常NegativeArraySizeException
//4. 该方法的底层使用的是 System.arraycopy()
//ill 数组元素的填充
Integer[] num = new Integer[]{9,3,2};
//1. 使用 99 去填充 num数组，可以理解成是替换原理的元素
Arrays.fill(num, 99);
System.out.println("==num数组填充后==");
System.out.println(Arrays.toString(num));
//equals 比较两个数组元素内容是否完全一致
Integer[] arr2 = {1, 2, 90, 123};
//1. 如果arr 和 arr2 数组的元素一样，则方法true;
//2. 如果不是完全一样，就返回 false
boolean equals = Arrays.equals(arr, arr2);
System.out.println("equals=" + equals);
//asList 将一组值，转换成list
//1. asList方法，会将 (2,3,4,5,6,1)数据转成一个List集合
List asList = Arrays.asList(2,3,4,5,6,1);
System.out.println("asList=" + asList);
System.out.println("asList的运行类型" + asList.getClass());
//2. 返回的 asList 编译类型 List(接口)
//3. asList 运行类型 java.util.Arrays#ArrayList, 是Arrays类的
// 静态内部类 private static class ArrayList extends AbstractList
// implements RandomAccess, java.io.Serializable
}
} 二、练习（也可以多看看这个）
public class ArraysExercise {
public static void main(String[] args) {
/*
案例：自定义Book类，里面包含name和price，按price排序(从大到小)。
要求使用两种方式排序 , 有一个 Book[] books = 4本书对象.
使用前面学习过的传递 实现Comparator接口匿名内部类，也称为定制排序。
[同学们完成这个即可 10min ],
可以按照 price (1)从大到小 (2)从小到大 (3) 按照书名长度从大到小
*/
Book[] books = new Book[4];
books[0] = new Book("红楼梦", 100);
books[1] = new Book("金瓶梅新", 90);
books[2] = new Book("青年文摘20年", 5);
books[3] = new Book("java从入门到放弃~", 300);
arrCustom(books, new Comparator() {
@Override
public int compare(Object o1, Object o2) {
Book book1 = (Book)o1;
Book book2 = (Book)o2;
int temp =(int)(book1.getPrice() - book2.getPrice());
return temp;
}
});
System.out.println(Arrays.toString(books));
arrCustom(books, new Comparator() {
@Override
public int compare(Object o1, Object o2) {
Book book1 = (Book)o1;
Book book2 = (Book)o2;
int temp =(int)(book1.getPrice() - book2.getPrice());
return -temp;
}
});
System.out.println(Arrays.toString(books));
arrMintoMax(books);
System.out.println(Arrays.toString(books));
arrMaxtoMin(books);
System.out.println(Arrays.toString(books));
arrNameLength(books);
System.out.println(Arrays.toString(books));
}
public static void arrMaxtoMin(Book[] books){//记得是引用赋值，改变这个books main方法内的也会改变
//price从大到小
Book temp;
for (int i = 0; i < books.length - 1; i++) {
for (int j = 0; j books[j + 1].getPrice()){
temp = books[j];
books[j] = books[j + 1];
books[j + 1] = temp;
}
}
}
}
public static void arrCustom(Book[] books,Comparator c){
//定制
Book temp;
for (int i = 0; i < books.length - 1; i++) {
for (int j = 0; j < books.length - i - 1; j++) {
if(c.compare(books[j],books[j + 1]) > 0){
temp = books[j];
books[j] = books[j + 1];
books[j + 1] = temp;
}
}
}
}
public static void arrNameLength(Book[] books){
//书名长度从大到小
Book temp;
for (int i = 0; i < books.length - 1; i++) {
for (int j = 0; j < books.length - i - 1; j++) {
if(books[j].getName().length() < books[j + 1].getName().length()){
temp = books[j];
books[j] = books[j + 1];
books[j + 1] = temp;
}
}
}
}
}
class Book {
private String name;
private double price;
public Book(String name, double price) {
this.name = name;
this.price = price;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public double getPrice() {
return price;
}
public void setPrice(double price) {
this.price = price;
}
@Override
public String toString() {
return "Book{" +
"name='" + name + '\'' +
", price=" + price +
'}';
}
} 
System类
一、常用方法
1) exit退出当前程序
2) arraycopy :复制数组元素，比较适合底层调用，一般使用Arrays.copyOf完成复制数组
int[] src={1,2,3};
int[] dest = new int[3];
System.arraycopy(src, 0, dest, 0, 3);
3) currentTimeMillens:返回当前时间距离1970-1-1的毫秒数
4) gc:运行垃圾回收机制System.gc;
public class System_ {
public static void main(String[] args) {
//exit 退出当前程序
System.out.println("ok1");
//1. exit(0) 表示程序退出
//2. 0 表示一个状态
// System.exit(0);
System.out.println("ok2");
//arraycopy ：复制数组元素，比较适合底层调用，
// 一般使用Arrays.copyOf完成复制数组
int[] src={1,2,3};
int[] dest = new int[3];// dest 当前是 {0,0,0}
//1. 主要是搞清楚这五个参数的含义
//2. * @param src the source array. src为源数组
// * @param srcPos starting position in the source array.
// srcPos： 从源数组的哪个索引位置开始拷贝
// * @param dest the destination array.
// dest : 目标数组，即把源数组的数据拷贝到哪个数组
// * @param destPos starting position in the destination data.
// destPos: 把源数组的数据拷贝到 目标数组的哪个索引
// * @param length the number of array elements to be copied.
// length: 从源数组拷贝多少个数据到目标数组
System.arraycopy(src, 0, dest, 0, src.length);
// int[] src={1,2,3};
System.out.println("dest=" + Arrays.toString(dest));//[1, 2, 3]
//currentTimeMillens:返回当前时间距离1970-1-1 的毫秒数
System.out.println(System.currentTimeMillis());
}
}BigInteger和BigDecimal类
一、基本介绍
1. BigInteger适合保存比较大的整型
1. 在对 BigInteger 进行加减乘除的时候，需要使用对应的方法，不能直接进行 + - * /
2. 可以创建一个 要操作的 BigInteger 然后进行相应操作
public class BigInteger_ {
public static void main(String[] args) {
//当我们编程中，需要处理很大的整数，long 不够用
// long l = 23788888899999999999999999999l;
// System.out.println("l=" + l);
//可以使用BigInteger的类来搞定
BigInteger bigInteger = new BigInteger("23788888899999999999999999999");//用字符串
BigInteger bigInteger2 = new BigInteger("10099999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999");
//本质上是对字符串进行操作
System.out.println(bigInteger);
System.out.println(bigInteger);
//1. 在对 BigInteger 进行加减乘除的时候，需要使用对应的方法，不能直接进行 + - * /
//System.out.println(bigInteger + 1);//报错
//2. 可以创建一个 要操作的 BigInteger 然后进行相应操作
BigInteger add = bigInteger.add(bigInteger2);
System.out.println(add);//
BigInteger subtract = bigInteger.subtract(bigInteger2);
System.out.println(subtract);//减
BigInteger multiply = bigInteger.multiply(bigInteger2);
System.out.println(multiply);//乘
BigInteger divide = bigInteger.divide(bigInteger2);
System.out.println(divide);//除
}
}
2. BigDecimal适合保存精度更高的浮点型(小数)
1. 如果对 BigDecimal进行运算，比如加减乘除，需要使用对应的方法
2. 创建一个需要操作的 BigDecimal 然后调用相应的方法即可
3.System.out.println(bigDecimal.divide(bigDecimal2));//可能抛出异常ArithmeticException无限循环小数，会抛出异常
4.在调用divide 方法时，指定精度即可. BigDecimal.ROUND_CEILING
5.如果有无限循环小数，就会保留 分子 的精度
public class BigDecimal_ {
public static void main(String[] args) {
//当我们需要保存一个精度很高的数时，double 不够用
//可以是 BigDecimal
//double d = 1999.11111111111999999999999977788d;
//System.out.println(d);
BigDecimal bigDecimal = new BigDecimal("1999.11");
BigDecimal bigDecimal2 = new BigDecimal("3");
System.out.println(bigDecimal);
//1. 如果对 BigDecimal进行运算，比如加减乘除，需要使用对应的方法
//2. 创建一个需要操作的 BigDecimal 然后调用相应的方法即可
System.out.println(bigDecimal.add(bigDecimal2));//加
System.out.println(bigDecimal.subtract(bigDecimal2));//减
System.out.println(bigDecimal.multiply(bigDecimal2));//乘
//System.out.println(bigDecimal.divide(bigDecimal2));//可能抛出异常ArithmeticException
//可能是无限循环小数，会抛出异常
//在调用divide 方法时，指定精度即可. BigDecimal.ROUND_CEILING
System.out.println(bigDecimal.divide(bigDecimal2, BigDecimal.ROUND_CEILING));
//如果有无限循环小数，就会保留 分子 的精度
}
}