Panduan untuk Kelas Matematik Java

1. Pengenalan

Dalam tutorial ini, kita akan menerangkan kelas Matematik yang menyediakan kaedah statik yang berguna untuk melakukan operasi numerik seperti eksponensial, logaritma, dll.

2. Fungsi Matematik Asas

Kumpulan kaedah pertama yang akan kita bahas adalah fungsi asas matematik seperti nilai mutlak, punca kuasa dua, maksimum atau minimum antara dua nilai.

2.1. abs ()

Kaedah abs () mengembalikan nilai mutlak dari nilai tertentu:

Math.abs(-5); // returns 5

Begitu juga, bagi orang lain yang akan kita lihat seterusnya, abs () menerima sebagai parameter int, long, float atau double dan mengembalikan yang relatif.

2.2. pow ()

Mengira dan mengembalikan nilai argumen pertama yang dibangkitkan menjadi kekuatan yang kedua:

Math.pow(5,2); // returns 25

Kami membincangkan kaedah ini dengan lebih terperinci di sini.

2.3. sqrt ()

Mengembalikan punca kuasa dua positif bulat :

Math.sqrt(25); // returns 5

Sekiranya argumen itu NaN atau kurang dari sifar, hasilnya adalah NaN.

2.4. cbrt ()

Begitu juga, cbrt () mengembalikan akar kubus berganda :

Math.cbrt(125); // returns 5

2.5. maks ()

Seperti namanya kaedah, ia mengembalikan maksimum antara dua nilai:

Math.max(5,10); // returns 10

Di sini sekali lagi, kaedah ini menerima int, long, float atau double .

2.6. min ()

Dengan cara yang sama, min () mengembalikan minimum antara dua nilai:

Math.min(5,10); // returns 5

2.7. rawak ()

Mengembalikan pseudorandom dua kali lebih besar daripada atau sama dengan 0,0 dan kurang dari 1,0:

double random = Math.random()

Untuk melakukan ini, kaedah membuat satu contoh penjana nombor java.util.Random () apabila dipanggil untuk pertama kalinya.

Selepas itu, untuk semua panggilan ke kaedah ini, contoh yang sama digunakan. Perhatikan bahawa kaedah ini diselaraskan, sehingga dapat digunakan oleh lebih dari satu utas.

Kita dapat mencari lebih banyak contoh bagaimana menghasilkan rawak dalam artikel ini.

2.8. tanda ()

Berguna apabila kita harus mengetahui tanda nilai:

Math.signum(-5) // returns -1

Kaedah ini mengembalikan 1.0 jika argumen lebih besar daripada sifar atau -1.0 sebaliknya. Sekiranya argumen adalah sifar positif atau sifar negatif, hasilnya sama dengan argumen.

Input boleh berupa float atau double.

2.9. copySign ()

Menerima dua parameter dan mengembalikan argumen pertama dengan tanda argumen kedua:

Math.copySign(5,-1); // returns -5

Hujah juga boleh dilambung atau berganda.

3. Fungsi Eksponen dan Logaritma

Selain fungsi matematik asas, yang Math kelas mengandungi kaedah untuk menyelesaikan fungsi eksponen dan logaritma.

3.1. tamat ()

Kaedah exp () menerima argumen berganda dan mengembalikan nombor Euler yang dinaikkan menjadi kekuatan argumen ( ex ):

Math.exp(1); // returns 2.718281828459045

3.2. expm1 ()

Similar to the above method, expm1() computes the Euler's number raised to the power of the argument received, but it adds -1 (ex -1):

Math.expm1(1); // returns 1.718281828459045

3.3. log()

Returns the natural logarithm of a double value:

Math.log(Math.E); // returns 1

3.4. log10()

It returns the logarithm in base 10 of the argument:

Math.log10(10); // returns 1

3.5. log1p()

Likewise the log(), but it adds 1 to the argument ln(1 + x):

Math.log1p(Math.E); // returns 1.3132616875182228

4. Trigonometric Functions

When we have to work with geometric formulas, we always need trigonometric functions; the Math class provides these for us.

4.1. sin()

Receives a single, double argument that represents an angle (in radians) and returns the trigonometric sine:

Math.sin(Math.PI/2); // returns 1

4.2. cos()

In the same way, cos() returns the trigonometric cosine of an angle (in radians):

Math.cos(0); // returns 1

4.3. tan()

Returns the trigonometric tangent of an angle (in radians):

Math.tan(Math.PI/4); // returns 1

4.4. sinh(), cosh(), tanh()

They return respectively the hyperbolic sine, hyperbolic cosine and hyperbolic tangent of a double value:

Math.sinh(Math.PI); Math.cosh(Math.PI); Math.tanh(Math.PI);

4.5. asin()

Returns the arc sine of the argument received:

Math.asin(1); // returns pi/2

The result is an angle in the range –pi/2 to pi/2.

4.6. acos()

Returns the arc cosine of the argument received:

Math.acos(0); // returns pi/2

The result is an angle in the range 0 to pi.

4.7. atan()

Returns the arc tangent of the argument received:

Math.atan(1); // returns pi/4

The result is an angle in the range –pi/2 to pi/2.

4.8. atan2()

Finally, atan2() receives the ordinate coordinate y and the abscissa coordinate x, and returns the angle ϑ from the conversion of rectangular coordinates (x,y) to polar coordinates (r, ϑ):

Math.atan2(1,1); // returns pi/4

4.9. toDegrees()

This method is useful when we need to convert radians to degrees:

Math.toDegrees(Math.PI); // returns 180

4.10. toRadians()

On the other hand toRadians() is useful to do the opposite conversion:

Math.toRadians(180); // returns pi

Remember that most of the methods we have seen in this section accept the argument in radians, thus, when we have an angle in degrees, this method should be used before using a trigonometric method.

For more examples, have a look in here.

5. Rounding and Other Functions

Finally, let's have a look at rounding methods.

5.1. ceil()

ceil() is helpful when we have to round an integer to the smallest double value that is greater than or equal to the argument:

Math.ceil(Math.PI); // returns 4

In this article, we use this method to round up a number to the nearest hundred.

5.2. floor()

To round a number to the largest double that is less than or equal to the argument we should use floor():

Math.floor(Math.PI); // returns 3

5.3. getExponent()

Returns an unbiased exponent of the argument.

The argument can be a double or a float:

Math.getExponent(333.3); // returns 8 Math.getExponent(222.2f); // returns 7

5.4. IEEEreminder()

Computes the division between the first (dividend) and the second (divisor) argument and returns the remainder as prescribed by the IEEE 754 standard:

Math.IEEEremainder(5,2); // returns 1

5.5. nextAfter()

This method is useful when we need to know the neighboring of a double or a float value:

Math.nextAfter(1.95f,1); // returns 1.9499999 Math.nextAfter(1.95f,2); // returns 1.9500002

It accepts two arguments, the first is the value of which you want to know the adjacent number and the second is the direction.

5.6. nextUp()

Likewise the previous method, but this one returns the adjacent value only in the direction of a positive infinity:

Math.nextUp(1.95f); // returns 1.9500002

5.7. rint()

Returns a double that is the closest integer value of the argument:

Math.rint(1.95f); // returns 2.0

5.8. round()

Equally to the above method, but this one returns an int value if the argument is a float and a long value if the argument is a double:

int result = Math.round(1.95f); // returns 2 long result2 = Math.round(1.95) // returns 2

5.9. scalb()

Scalb is an abbreviation for a “scale binary”. This function executes one shift, one conversion and a double multiplication:

Math.scalb(3, 4); // returns 3*2^4

5.10. ulp()

The ulp() method returns the distance from a number to its nearest neighbors:

Math.ulp(1); // returns 1.1920929E-7 Math.ulp(2); // returns 2.3841858E-7 Math.ulp(4); // returns 4.7683716E-7 Math.ulp(8); // returns 9.536743E-7

5.11. hypot()

Returns the square root of the sum of squares of its argument:

Math.hypot(4, 3); // returns 5

The method calculates the square root without intermediate overflow or underflow.

In this article, we use this method to calculate the distance between two points.

6. Java 8 Math Functions

The Math class has been revisited in Java 8 to include new methods to perform the most common arithmetic operations.

We discussed these methods in another article.

7. Constants Fields

In addition to the methods, Math class declares two constant fields:

public static final double E public static final double PI

Which indicate the closer value to the base of the natural logarithms, and the closer value to pi, respectively.

8. Conclusion

In this article, we've described the APIs that Java provides for mathematical operations.

Seperti biasa, semua coretan kod yang disajikan di sini boleh didapati di GitHub.