MathUtils

本文介绍Java标准库Math类和Apache Commons Math的MathUtils。

Java标准库Math类

概述

java.lang.Math是Java核心数学工具类，提供基本数学运算。

核心特点

• 静态方法，无需创建对象
• 位于java.lang包，自动导入
• 常用数学运算：三角、指数、对数、取整等

基本运算

abs绝对值

Math.abs(-5);      // 5
Math.abs(-3.14);   // 3.14
Math.abs(0);       // 0

max/min最大最小值

Math.max(10, 20);      // 20
Math.max(3.5, 2.8);    // 3.5

Math.min(10, 20);      // 10
Math.min(3.5, 2.8);    // 2.8

// 多个值比较
int maxValue = Math.max(Math.max(1, 2), 3);  // 3

指数与对数

pow幂运算

Math.pow(2, 3);    // 8.0（2的3次方）
Math.pow(10, 2);   // 100.0
Math.pow(5, 0);    // 1.0

sqrt平方根

Math.sqrt(9);      // 3.0
Math.sqrt(16);     // 4.0
Math.sqrt(2);      // 1.41421356...

log对数

Math.log(10);      // 2.302...（自然对数ln）
Math.log10(100);   // 2.0（以10为底）
Math.log2(8);      // 3.0（以2为底，Java 9+）

exp指数

Math.exp(1);       // 2.718...（e的1次方）
Math.exp(0);       // 1.0

取整方法

round四舍五入

Math.round(3.4);   // 3
Math.round(3.5);   // 4
Math.round(3.6);   // 4
Math.round(-3.5);  // -3（负数向正无穷方向）

floor向下取整

Math.floor(3.7);   // 3.0
Math.floor(3.1);   // 3.0
Math.floor(-3.1);  // -4.0

ceil向上取整

Math.ceil(3.1);    // 4.0
Math.ceil(3.7);    // 4.0
Math.ceil(-3.1);   // -3.0

三角函数

sin/cos/tan

Math.sin(Math.PI / 2);  // 1.0（sin 90°）
Math.cos(0);            // 1.0（cos 0°）
Math.tan(Math.PI / 4);  // 1.0（tan 45°）

// 参数是弧度，角度转弧度：angle * PI / 180
double radians = 90 * Math.PI / 180;
Math.sin(radians);  // 1.0

toRadians/toDegrees转换

Math.toRadians(180);  // π（角度→弧度）
Math.toDegrees(Math.PI);  // 180.0（弧度→角度）

随机数

random随机数

Math.random();  // [0.0, 1.0)随机double

// 生成0-9随机整数
int rand = (int)(Math.random() * 10);

// 生成1-100随机整数
int rand = (int)(Math.random() * 100) + 1;

常量

PI和E

Math.PI;   // 3.141592653589793
Math.E;    // 2.718281828459045

Apache Commons Math

MathUtils概述

Apache Commons Math库提供更丰富的数学工具。

依赖引入

<dependency>
    <groupId>org.apache.commons</groupId>
    <artifactId>commons-math3</artifactId>
    <version>3.6.1</version>
</dependency>

常用方法

// 判断是否为数字
ArithmeticUtils.isPowerOfTwo(8);  // true（是否是2的幂）

// 最大公约数
ArithmeticUtils.gcd(12, 8);  // 4

// 最小公倍数
ArithmeticUtils.lcm(4, 6);   // 12

// 组合数（n选k）
ArithmeticUtils.binomialCoefficient(5, 2);  // 10

要点总结

• Math是java.lang包的核心数学类
• abs绝对值，max/min比较大小
• pow幂运算，sqrt平方根
• log/log10对数，exp自然指数
• round四舍五入，floor/ceil取整
• sin/cos/tan三角函数（参数弧度）
• random生成[0,1)随机数
• Math.PI和Math.E常量
• Commons Math提供更丰富的数学运算