java 数学计算的具体使用

final double E = 2.7182818284590452354;         // 自然对数底数
final double PI = 3.14159265358979323846;        // 圆周率
final double DEGREES_TO_RADIANS = 0.017453292519943295; // 角度转弧度
final double RADIANS_TO_DEGREES = 57.29577951308232;  // 弧度转角度

double delta = 0.0000001;
assertEquals(Math.abs(-6), 6);
assertEquals(Math.floor(-6.2), -7, delta); // 向下取整
assertEquals(Math.floor(6.2), 6, delta);
assertEquals(Math.floor(6.8), 6, delta);
assertEquals(Math.ceil(-6.2), -6, delta);  // 向上取整
assertEquals(Math.ceil(6.2), 7, delta);
assertEquals(Math.ceil(6.8), 7, delta);
assertEquals(Math.round(-6.2), -6, delta); // 四舍五入
assertEquals(Math.round(6.2), 6, delta);
assertEquals(Math.round(6.8), 7, delta);
assertEquals(Math.round(-6.5), -6, delta);
assertEquals(Math.round(6.5), 7, delta);
assertEquals(Math.rint(-6.2), -6, delta); // 最接近整数，如果存在两个，返回偶数
assertEquals(Math.rint(6.2), 6, delta);
assertEquals(Math.rint(6.8), 7, delta);
assertEquals(Math.rint(-6.5), -6, delta);
assertEquals(Math.rint(6.5), 6, delta);

assertEquals(Math.floorDiv(7, 3), 2);
assertEquals(Math.floorDiv(-7, 3), -3);
assertEquals(Math.floorMod(7, 3), 1);
assertEquals(Math.floorMod(-7, -3), -1);
assertEquals(Math.floorMod(-7, 3), 2);
assertEquals(-7 % -3, -1);
assertEquals(-7 % 3, -1);

assertEquals(Math.sin(Math.PI / 2), 1.0, delta);
assertEquals(Math.cos(Math.PI), -1, delta);
assertEquals(Math.tan(Math.PI / 4), 1.0, delta);
assertEquals(Math.asin(1), Math.PI / 2, delta);
assertEquals(Math.acos(-1), Math.PI, delta);
assertEquals(Math.atan(1), Math.PI / 4, delta);

assertEquals(Math.pow(3, 2), 9, delta);
assertEquals(Math.pow(2, 3), 8, delta);
assertEquals(Math.sqrt(4), 2, delta);
assertEquals(Math.cbrt(27), 3, delta);
assertEquals(Math.hypot(3, 4), 5, delta);  // √(x² + y²)

assertEquals(Math.exp(2.5), Math.pow(Math.E, 2.5), delta); // e ^ x
assertEquals(Math.expm1(2), Math.exp(2) - 1, delta);  // e ^ x - 1
assertEquals(Math.log(Math.exp(1.5)), 1.5, delta); // ln(x)
assertEquals(Math.log10(1000), 3, delta);      // lg(x)
assertEquals(Math.log1p(Math.E - 1), 1, delta);   // ln(1 + x)

assertEquals(Math.sinh(2), (Math.exp(2) - Math.exp(-2)) / 2, delta);  // sinh(x) = (e ^ x - e ^ -x) / 2
assertEquals(Math.cosh(2), (Math.exp(2) + Math.exp(-2)) / 2, delta);  // cosh(x) = (e ^ x + e ^ -x) / 2
assertEquals(Math.tanh(2), Math.sinh(2) / Math.cosh(2), delta);     // tanh(x) = sinh(x) / cosh(x)

assertEquals(Long.MAX_VALUE + 1, Long.MIN_VALUE);                    // 溢出
assertThrows(ArithmeticException.class, () -> Math.addExact(Long.MAX_VALUE, 1));    // 加法溢出抛异常
assertThrows(ArithmeticException.class, () -> Math.multiplyExact(Long.MAX_VALUE, 2));  // 乘法
assertThrows(ArithmeticException.class, () -> Math.decrementExact(Long.MIN_VALUE));   // 递减
assertThrows(ArithmeticException.class, () -> Math.incrementExact(Long.MAX_VALUE));   // 递增
assertThrows(ArithmeticException.class, () -> Math.negateExact(Long.MIN_VALUE));    // 相反数
assertEquals(Math.addExact(1, 2), 3);
assertEquals(Math.multiplyExact(2, 3), 6);
assertEquals(Math.incrementExact(6), 7);
assertEquals(Math.decrementExact(6), 5);
assertEquals(Math.negateExact(-6), 6);

assertEquals(Math.multiplyFull(1, 2), 2);  // 接受两个 int 返回一个 long，防止溢出
assertEquals(Math.multiplyHigh(1, 2), 0);  // 返回两个 long 乘积的高 64 位

System.out.println(Math.nextUp(1.1));  // 下一个浮点数
System.out.println(Math.nextDown(1.1)); // 上一个浮点数
System.out.println(Math.nextAfter(1.1, Double.POSITIVE_INFINITY));  // 下一个浮点数
System.out.println(Math.nextAfter(1.1, Double.NEGATIVE_INFINITY));  // 上一个浮点数

System.out.println(Math.random());     // 0 ~ 1 之间的随机数

Random r = new Random();
System.out.println(r.nextInt());
System.out.println(r.nextLong());
System.out.println(r.nextFloat());
System.out.println(r.nextDouble());

Random r = new Random();
List<Integer> li = r.ints().limit(10).boxed().map((x) -> Math.abs(x % 100)).collect(Collectors.toList());
System.out.println(li);