java 中的小數點、大數、隨機數處理

1.小數點處理

public class Test { 

public static void main(String[] args) {

double i = 3.856;

// 舍掉小數取整 
System.out.println("舍掉小數取整:Math.floor(3.856)=" + (int) Math.floor(i));

// 四舍五入取整 
System.out.println("四舍五入取整:(3.856)=" 
+ new BigDecimal(i).setScale(0, BigDecimal.ROUND_HALF_UP));

// 四舍五入保留兩位小數 
System.out.println("四舍五入取整:(3.856)=" 
+ new BigDecimal(i).setScale(2, BigDecimal.ROUND_HALF_UP));

// 湊整，取上限 
System.out.println("湊整:Math.ceil(3.856)=" + (int) Math.ceil(i));

// 舍掉小數取整 
System.out.println("舍掉小數取整:Math.floor(-3.856)=" + (int) Math.floor(-i)); 
// 四舍五入取整 
System.out.println("四舍五入取整:(-3.856)=" 
+ new BigDecimal(-i).setScale(0, BigDecimal.ROUND_HALF_UP));

// 四舍五入保留兩位小數 
System.out.println("四舍五入取整:(-3.856)=" 
+ new BigDecimal(-i).setScale(2, BigDecimal.ROUND_HALF_UP));

// 湊整，取上限 
System.out.println("湊整(-3.856)=" + (int) Math.ceil(-i));

2.大數處理

2.1 BigInteger

　　Java中在BigInteger類中封裝了多種操作，除了基本的加、減、乘、除操作之外，還提供了絕對值、相反數、最大公約數以及判斷是否為質數等操作。 當使用BigInteger類時，可以實例化一個BigInteger對象，並自動調用相應的構造函數。BigInteger類具有很多構造函數，但最直接的一種方式是參數以字符串形式代表要處理的數字；

　　BigDecimal和BigInteger都能實現大數字的運算，不同的是BigDecimal加入了小數的概念。一般的float型和double型數據只可以用來做科學計算或工程計算，但由於在商業計算中要求數字精度比較高，所以要用到java.math.BigDecimal類。BigDecimal類支持任何精度的定點數，可以用它來精確計算貨幣值。

例：

public class BigIntegerDemo {
    public static void main(String[] args) {
        BigInteger bigInstance = new BigInteger("4"); // 實例化一個大數字
        // 取該大數字加2的操作
        System.out.println("加法操作：" + bigInstance.add(new BigInteger("2")));
        // 取該大數字減2的操作
        System.out.println("減法操作："
                + bigInstance.subtract(new BigInteger("2")));
        // 取該大數字乘以2的操作
        System.out.println("乘法操作："
                + bigInstance.multiply(new BigInteger("2")));
        // 取該大數字除以2的操作
        System.out.println("除法操作："
                + bigInstance.divide(new BigInteger("2")));
        // 取該大數字除以3的商
        System.out.println("取商："
                + bigInstance.divideAndRemainder(new BigInteger("3"))[0]);
        // 取該大數字除以3的余數
        System.out.println("取余數："
                + bigInstance.divideAndRemainder(new BigInteger("3"))[1]);
        // 取該大數字的2次方
        System.out.println("做2次方操作：" + bigInstance.pow(2));
        // 取該大數字的相反數
        System.out.println("取相反數操作：" + bigInstance.negate());
    }
}

運行結果;

加法操作：6
減法操作：2
乘法操作：8
除法操作：2
取商：1
取余數：1
做2次方操作：16
取相反數操作：-4

2.2BigDecimal

　　雙精度浮點型變量double可以處理16位有效數。在實際應用中，需要對更大或者更小的數進行運算和處理。Java在java.math包中提供的API類BigDecimal，用來對超過16位有效位的數進行精確的運算。表5.7中列出了BigDecimal類的主要構造器和方法。

　　BigDecimal類的主要構造器和方法

(1)構造器描 述

 

　　BigDecimal(int)創建一個具有參數所指定整數值的對象。

　　BigDecimal(double)創建一個具有參數所指定雙精度值的對象。

　　BigDecimal(long)創建一個具有參數所指定長整數值的對象。

　　BigDecimal(String)創建一個具有參數所指定以字符串表示的數值的對象。

(2)方 法描 述

　　add(BigDecimal)BigDecimal對象中的值相加，然后返回這個對象。

　　subtract(BigDecimal)BigDecimal對象中的值相減，然后返回這個對象。

　　multiply(BigDecimal)BigDecimal對象中的值相乘，然后返回這個對象。

　　divide(BigDecimal)BigDecimal對象中的值相除，然后返回這個對象。

　　toString()將BigDecimal對象的數值轉換成字符串。

　　doublue()將BigDecimal對象中的值以雙精度數返回。

　　floatValue()將BigDecimal對象中的值以單精度數返回。

　　longValue()將BigDecimal對象中的值以長整數返回。

　　intValue()將BigDecimal對象中的值以整數返回。

　　注意，由於一般數值類型，例如double，不能准確地代表16位有效數以上的數字，在使用BigDecimal時，應用BigDecimal(String)構造器創建對象才有意義。另外，BigDecimal所創建的是對象，我們不能使用傳統的+、-、*、/等算術運算符直接對其對象進行數學運算，而必須調用其相對應的方法。方法中的參數也必須是BigDecimal的對象。

　　構造器是類的特殊方法，專門用來創建對象，特別是帶有參數的對象。關於構造器概念和編寫技術，將在本書第6章詳細介紹。

　　下面討論BigDecimal的一些常用例子：

　   //完整程序例子在本書配套資源目錄Ch5中名為BigDecimalTestApp.Java 
　　//創建BigDecimal對象 
　　BigDecimal　bigNumber　=　new　BigDecimal("89.1234567890123456789"); 
　　BigDecimal　bigRate　=　new　BigDecimal(1000); 
　　BigDecimal　bigResult　=　new　BigDecimal();　//對象bigResult的值為0.0 
　　//對bigNumber的值乘以1000，結果　賦予bigResult 
　　bigResult　=　bigNumber.multiply(bigRate); 
　　System.out.println(bigResult.toString()); 
　　//或者System.out.println(bigResult); 
　　//顯示結果：89123.4567890123456789000 
　　//以雙精度數返回bigNumber中的值 
　　double　dData　=　bigNumber.doublue(); 
　　System.out.println(dData);　//結果：89.12345678901235

　　注意使用方法doublue()將對象bigNumber中的值以雙精度數值返回時，將丟失數據的准確性。使用其他方法，如xxxValue()時均存在這個問題，使用時必須慎重。

　　<!--[if !vml]--><!--[endif]-->3W BigDecimal用來對超過16有效位以上的數值進行運算和操作。所有的算術運算都通過調用其相應的方法進行。創建一個超過16有效位數的對象時，運用BigDecimal(String)才可避免丟失數字的精確度。

(3)BigDecimal和格式化

　　由於NumberFormat類的format()方法可以使用BigDecimal對象作為其參數，可以利用BigDecimal對超出16位有效數字的貨幣值，百分值，以及一般數值進行格式化控制。

3.隨機數

3.1 random()方法

　　在Math類中存在一個random()方法，用於產生隨機數字，這個方法默認生成大於等於0.0小於1.0的double型隨機數，即0<=Math.random()<1.0，雖然Math.random()方法只可以產生0~1之間的double型數字，其實只要在Math.random()語句上稍加處理，就可以使用這個方法產生任意范圍的隨機數。

    

　　例：

public class MathRondom {
    /**
     * 定義產生偶數的方法
     * @param num1 起始范圍參數
     * @param num2 終止范圍參數
     * @return 隨即的范圍內偶數
     */
    public static int GetEvenNum(double num1, double num2) {
        // 產生num1~num2之間的隨機數
        int s = (int) num1 + (int) (Math.random() * (num2 - num1)); 
        if (s % 2 == 0) { // 判斷隨機數是否為偶數
            return s; // 返回
        } else
            // 如果是奇數
            return s + 1; // 將結果加1后返回
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        // 調用產生隨機數方法
        System.out.println("任意一個2~32之間的偶數：" + GetEvenNum(2, 32));
    }
}

　　運行結果：

　　任意一個2~32之間的偶數：18   （或指定范圍內其他數字）

　　分析：同上述方法一致，也可以產生a~z之間的字符串    (char)('a'+Math.random()*('z' - 'a' + 1));

　　或A~Z之間的隨機數  (char)(char1+Math.random()*(char2 - char1 +1));例如下面的代碼：

　　

public class MathRandomChar {
    // 定義獲取任意字符之間的隨機字符
    public static char GetRandomChar(char cha1, char cha2) {
        return (char) (cha1 + Math.random() * (cha2 - cha1 + 1));
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        // 獲取a~z之間的隨機字符
        System.out.println("任意小寫字符" + GetRandomChar('a', 'z'));
        // 獲取A~Z之間的隨機字符
        System.out.println("任意大寫字符" + GetRandomChar('A', 'Z'));
        // 獲取0~9之間的隨機字符
        System.out.println("0到9任意數字字符" + GetRandomChar('0', '9'));
    }
}

　　運行結果：

　　任意小寫字符p
　　任意大寫字符X
　　0到9任意數字字符9（或其他結果）

3.2.Random類

　　除了Math類中的random()方法可以獲取隨機數之外，在Java中還提供了一種可以獲取隨機數的方式，那就是java.util.Random類。可以通過實例化一個Random對象創建一個隨機數生成器。 語法如下： Random r=new Random(); 其中，r是指Random對象。例如下面代碼：

　　

public class RandomDemo {
    public static void main(String[] args) {
        Random r = new Random(); // 實例化一個Random類
        // 隨機產生一個整數
        System.out.println("隨機產生一個整數:" + r.nextInt());
        // 隨機產生一個大於等於0小於10的整數
        System.out.println("隨機產生一個大於等於0小於10的整數：" + r.nextInt(10));
        // 隨機產生一個布爾型的值
        System.out.println("隨機產生一個布爾型的值：" + r.nextBoolean());
        // 隨機產生一個雙精度型的值
        System.out.println("隨機產生一個雙精度型的值：" + r.nextDouble());
        // 隨機產生一個浮點型的值
        System.out.println("隨機產生一個浮點型的值：" + r.nextFloat());
        // 隨機產生一個概率密度為高斯分布的雙精度值
        System.out.println("隨機產生一個概率密度為高斯分布的雙精度值："
                + r.nextGaussian());
    }
}

　　運行結果：

隨機產生一個整數:1007862560
隨機產生一個大於等於0小於10的整數：3
隨機產生一個布爾型的值：false
隨機產生一個雙精度型的值：0.7102648045789365
隨機產生一個浮點型的值：0.31149262
隨機產生一個概率密度為高斯分布的雙精度值：-0.2646002913429201