9.3 和数学相关的类

9.3.1 Math类

java.lang.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。类似这样的工具类，其所有方法均为静态方法，并且不会创建对象，调用起来非常简单。

public static final double PI：返回圆周率

double pi = Math.PI;

public static double abs(double a) ：返回 double 值的绝对值。

double d1 = Math.abs(-5); //d1的值为5
double d2 = Math.abs(5); //d2的值为5

public static double ceil(double a) ：返回大于等于参数的最小的整数。

double d1 = Math.ceil(3.3); //d1的值为 4.0
double d2 = Math.ceil(-3.3); //d2的值为 -3.0
double d3 = Math.ceil(5.1); //d3的值为 6.0

public static double floor(double a) ：返回小于等于参数最大的整数。

double d1 = Math.floor(3.3); //d1的值为3.0
double d2 = Math.floor(-3.3); //d2的值为-4.0
double d3 = Math.floor(5.1); //d3的值为 5.0

public static long round(double a) ：返回最接近参数的 long。(相当于四舍五入方法)

long d1 = Math.round(5.5); //d1的值为6.0
long d2 = Math.round(5.4); //d2的值为5.0

public static double pow(double a,double b)：返回a的b幂次方法
public static double sqrt(double a)：返回a的平方根
public static double random()：返回[0,1)的随机值
public static double max(double x, double y)：返回x,y中的最大值
public static double min(double x, double y)：返回x,y中的最小值

double result = Math.pow(2,31);
double sqrt = Math.sqrt(256);
double rand = Math.random();

练习

请使用Math 相关的API，计算在 -10.8 到5.9 之间，绝对值大于6 或者小于2.1 的整数有多少个？

public class MathTest {
  public static void main(String[] args) {
    // 定义最小值
    double min = -10.8;
    // 定义最大值
    double max = 5.9;
    // 定义变量计数
    int count = 0;
    // 范围内循环
    for (double i = Math.ceil(min); i <= max; i++) {
      // 获取绝对值并判断
      if (Math.abs(i) > 6 || Math.abs(i) < 2.1) {
        // 计数
        count++;
      }
    }
    System.out.println("个数为: " + count + " 个");
  }
}

9.3.2 java.util.Random

用于产生随机数

public Random():创建一个新的随机数生成器。此构造方法将随机数生成器的种子设置为某个值，该值与此构造方法的所有其他调用所用的值完全不同。(没有真正的随机数，需要种子产生随机数，同一个种子产生的伪随机数序列相同)
public Random(long seed):使用单个 long 种子创建一个新的随机数生成器。该种子是伪随机数生成器的内部状态的初始值，该生成器可通过方法 next(int) 维护。
boolean nextBoolean():返回下一个伪随机数，它是取自此随机数生成器序列的均匀分布的 boolean 值。
void nextBytes(byte[] bytes):生成随机字节并将其置于用户提供的 byte 数组中。
double nextDouble():返回下一个伪随机数，它是取自此随机数生成器序列的、在 0.0 和 1.0 之间均匀分布的 double 值。
float nextFloat():返回下一个伪随机数，它是取自此随机数生成器序列的、在 0.0 和 1.0 之间均匀分布的 float 值。
double nextGaussian():返回下一个伪随机数，它是取自此随机数生成器序列的、呈高斯（“正态”）分布的 double 值，其平均值是 0.0，标准差是 1.0。
int nextInt():返回下一个伪随机数，它是此随机数生成器的序列中均匀分布的 int 值。
int nextInt(int n):返回一个伪随机数，它是取自此随机数生成器序列的、在 0（包括）和指定值（不包括）之间均匀分布的 int 值。
long nextLong():返回下一个伪随机数，它是取自此随机数生成器序列的均匀分布的 long 值。

@Test
  public void test03(){
    Random r = new Random();
    System.out.println("随机整数：" + r.nextInt());
    System.out.println("随机小数：" + r.nextDouble());
    System.out.println("随机布尔值：" + r.nextBoolean());
  }

9.3.3 BigInteger

不可变的任意精度的整数。

BigInteger(String val)
BigInteger add(BigInteger val)
BigInteger subtract(BigInteger val)
BigInteger multiply(BigInteger val)
BigInteger divide(BigInteger val)
BigInteger remainder(BigInteger val)
int intValue():将此 BigInteger 转换为 int。
long longValue():将此 BigInteger 转换为 long。
float floatValue():将此 BigInteger 转换为 float。
…

@Test
  public void test01(){
//    long bigNum = 123456789123456789123456789L;
    
    BigInteger b1 = new BigInteger("123456789123456789123456789");
    BigInteger b2 = new BigInteger("78923456789123456789123456789");
    
//    System.out.println("和：" + (b1+b2));//错误的，无法直接使用+进行求和
    
    System.out.println("和：" + b1.add(b2));
    System.out.println("减：" + b1.subtract(b2));
    System.out.println("乘：" + b1.multiply(b2));
    System.out.println("除：" + b2.divide(b1));
    System.out.println("余：" + b2.remainder(b1));
  }

9.3.4 BigDecimal

不可变的、任意精度的有符号十进制数。

BigDecimal(String val)
BigDecimal add(BigDecimal val)
BigDecimal subtract(BigDecimal val)
BigDecimal multiply(BigDecimal val)
BigDecimal divide(BigDecimal val)
BigDecimal divide(BigDecimal divisor, int roundingMode)
BigDecimal divide(BigDecimal divisor, int scale, RoundingMode roundingMode)
BigDecimal remainder(BigDecimal val)
double doubleValue():将此 BigDecimal 转换为 double。
…

@Test
  public void test02(){
    /*double big = 12.123456789123456789123456789;
    System.out.println("big = " + big);*/
    
    BigDecimal b1 = new BigDecimal("123.45678912345678912345678912345678");
    BigDecimal b2 = new BigDecimal("7.8923456789123456789123456789998898888");
    
//    System.out.println("和：" + (b1+b2));//错误的，无法直接使用+进行求和
    
    System.out.println("和：" + b1.add(b2));
    System.out.println("减：" + b1.subtract(b2));
    System.out.println("乘：" + b1.multiply(b2));
    System.out.println("除：" + b1.divide(b2,20,RoundingMode.UP));//divide(BigDecimal divisor, int scale, int roundingMode)
    System.out.println("除：" + b1.divide(b2,20,RoundingMode.DOWN));//divide(BigDecimal divisor, int scale, int roundingMode)
    System.out.println("余：" + b1.remainder(b2));
  }
  //保留两位小数的方式：
  @Test
  public void test02(){
        double f = 111231.5585;
    BigDecimal bg = new BigDecimal(f);
    double f1 = bg.setScale(2, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue();
    System.out.println(f1);
    }

9.4 日期时间API

9.4.1 java.util.Date

new Date()：当前系统时间

long getTime()：返回该日期时间对象距离1970-1-1 0.0.0 0毫秒之间的毫秒值

new Date(long 毫秒)：把该毫秒值换算成日期时间对象

@Test
  public void test5(){
    long time = Long.MAX_VALUE;
    Date d = new Date(time);
    System.out.println(d);
  }
  
  @Test
  public void test4(){
    long time = 1559807047979L;
    Date d = new Date(time);
    System.out.println(d);
  }
  @Test
  public void test3(){
    Date d = new Date();
    long time = d.getTime();
    System.out.println(time);//1559807047979
  }
  
  @Test
  public void test2(){
    long time = System.currentTimeMillis();
    System.out.println(time);//1559806982971
    //当前系统时间距离1970-1-1 0:0:0 0毫秒的时间差，毫秒为单位
  }
  
  @Test
  public void test1(){
    Date d = new Date();
    System.out.println(d);
  }

9.4.2 java.util.Calendar

Calendar 类是一个抽象类，它为特定瞬间与一组诸如 YEAR、MONTH、DAY_OF_MONTH、HOUR 等 日历字段之间的转换提供了一些方法，并为操作日历字段（例如获得下星期的日期）提供了一些方法。瞬间可用毫秒值来表示，它是距历元（即格林威治标准时间 1970 年 1 月 1 日的 00:00:00.000，格里高利历）的偏移量。与其他语言环境敏感类一样，Calendar 提供了一个类方法 getInstance，以获得此类型的一个通用的对象。

（1）getInstance()：得到Calendar的对象

（2）get(常量)

@Test
  public void test6(){
    Calendar c = Calendar.getInstance();
    System.out.println(c);
    
    int year = c.get(Calendar.YEAR);
    System.out.println(year);
    
    int month = c.get(Calendar.MONTH)+1;
    System.out.println(month);
    
    //...
  }
  @Test
  public void test7(){
    TimeZone t = TimeZone.getTimeZone("America/Los_Angeles");
    
    //getInstance(TimeZone zone)
    Calendar c = Calendar.getInstance(t);
    System.out.println(c);
  }

9.4.3 java.text.SimpleDateFormat

SimpleDateFormat用于日期时间的格式化。

@Test
  public void test10() throws ParseException{
    String str = "2019年06月06日 16时03分14秒 545毫秒  星期四 +0800";
    SimpleDateFormat sf = new SimpleDateFormat("yyyy年MM月dd日 HH时mm分ss秒 SSS毫秒  E Z");
    Date d = sf.parse(str);
    System.out.println(d);
  }
  
  @Test
  public void test9(){
    Date d = new Date();
    SimpleDateFormat sf = new SimpleDateFormat("yyyy年MM月dd日 HH时mm分ss秒 SSS毫秒  E Z");
    //把Date日期转成字符串，按照指定的格式转
    String str = sf.format(d);
    System.out.println(str);
  }

9.4.4 JDK8后日期类

Java1.0中包含了一个Date类，但是它的大多数方法已经在Java 1.1引入Calendar类之后被弃用了。而Calendar并不比Date好多少。它们面临的问题是：

可变性：象日期和时间这样的类对象应该是不可变的。Calendar类中可以使用三种方法更改日历字段：set()、add() 和 roll()。
偏移性：Date中的年份是从1900开始的，而月份都是从0开始的。
格式化：格式化只对Date有用，Calendar则不行。
此外，它们也不是线程安全的等。

可以说，对日期和时间的操作一直是Java程序员最痛苦的地方之一。第三次引入的API是成功的，并且java 8中引入的java.time API 已经纠正了过去的缺陷，将来很长一段时间内它都会为我们服务。

Java 8 吸收了 Joda-Time （第三方开发）的精华，以一个新的开始为 Java 创建优秀的 API。

java.time – 包含值对象的基础包
java.time.chrono – 提供对不同的日历系统的访问。
java.time.format – 格式化和解析时间和日期
java.time.temporal – 包括底层框架和扩展特性
java.time.zone – 包含时区支持的类

Java 8 吸收了 Joda-Time 的精华，以一个新的开始为 Java 创建优秀的 API。新的 java.time 中包含了所有关于时钟（Clock），本地日期（LocalDate）、本地时间（LocalTime）、本地日期时间（LocalDateTime）、时区（ZonedDateTime）和持续时间（Duration）的类。

1、LocalDate、LocalTime、LocalDateTime

本地日期时间类

方法	描述
now() / now(ZoneId zone)	静态方法，根据当前时间创建对象/指定时区的对象
of()	静态方法，根据指定日期/时间创建对象
getDayOfMonth()/getDayOfYear()	获得月份天数(1-31) /获得年份天数(1-366)
getDayOfWeek()	获得星期几(返回一个 DayOfWeek 枚举值)
getMonth()	获得月份, 返回一个 Month 枚举值
getMonthValue() / getYear()	获得月份(1-12) /获得年份
getHours()/getMinute()/getSecond()	获得当前对象对应的小时、分钟、秒
withDayOfMonth()/withDayOfYear()/withMonth()/withYear()	将月份天数、年份天数、月份、年份修改为指定的值并返回新的对象
with(TemporalAdjuster t)	将当前日期时间设置为校对器指定的日期时间
plusDays(), plusWeeks(), plusMonths(), plusYears(),plusHours()	向当前对象添加几天、几周、几个月、几年、几小时
minusMonths() / minusWeeks()/minusDays()/minusYears()/minusHours()	从当前对象减去几月、几周、几天、几年、几小时
plus(TemporalAmount t)/minus(TemporalAmount t)	添加或减少一个 Duration 或 Period
isBefore()/isAfter()	比较两个 LocalDate
isLeapYear()	判断是否是闰年（在LocalDate类中声明）
format(DateTimeFormatter t)	格式化本地日期、时间，返回一个字符串
parse(Charsequence text)	将指定格式的字符串解析为日期、时间

@Test
  public void test7(){
    LocalDate now = LocalDate.now();
    LocalDate before = now.minusDays(100);
    System.out.println(before);//2019-02-26
  }
  
  @Test
  public void test06(){
    LocalDate lai = LocalDate.of(2019, 5, 13);
    LocalDate go = lai.plusDays(160);
    System.out.println(go);//2019-10-20
  }
  
  @Test
  public void test05(){
    LocalDate lai = LocalDate.of(2019, 5, 13);
    System.out.println(lai.getDayOfYear());
  }
  
  
  @Test
  public void test04(){
    LocalDate lai = LocalDate.of(2019, 5, 13);
    System.out.println(lai);
  }
  
  @Test
  public void test03(){
    LocalDateTime now = LocalDateTime.now();
    System.out.println(now);
  }
  
  @Test
  public void test02(){
    LocalTime now = LocalTime.now();
    System.out.println(now);
  }
  
  @Test
  public void test01(){
    LocalDate now = LocalDate.now();
    System.out.println(now);
  }

2、指定时区日期时间：ZonedDateTime

常见时区ID：

Asia/Shanghai
UTC
America/New_York

import java.time.ZoneId;
import java.time.ZonedDateTime;
public class TestZonedDateTime {
  public static void main(String[] args) {
    ZonedDateTime t = ZonedDateTime.now();
    System.out.println(t);
    
    ZonedDateTime t1 = ZonedDateTime.now(ZoneId.of("America/New_York"));
    System.out.println(t1);
  }
}

3、持续日期/时间：Period和Duration

Period:用于计算两个“日期”间隔

public static void main(String[] args) {
    LocalDate t1 = LocalDate.now();
    LocalDate t2 = LocalDate.of(2018, 12, 31);
    Period between = Period.between(t1, t2);
    System.out.println(between);
    
    System.out.println("相差的年数："+between.getYears());//1年
    System.out.println("相差的月数："+between.getMonths());//又7个月
    System.out.println("相差的天数："+between.getDays());//零25天
    System.out.println("相差的总数："+between.toTotalMonths());//总共19个月
  }

Duration:用于计算两个“时间”间隔

public static void main(String[] args) {
    LocalDateTime t1 = LocalDateTime.now();
    LocalDateTime t2 = LocalDateTime.of(2017, 8, 29, 0, 0, 0, 0);
    Duration between = Duration.between(t1, t2);
    System.out.println(between);
    
    System.out.println("相差的总天数："+between.toDays());
    System.out.println("相差的总小时数："+between.toHours());
    System.out.println("相差的总分钟数："+between.toMinutes());
    System.out.println("相差的总秒数："+between.getSeconds());
    System.out.println("相差的总毫秒数："+between.toMillis());
    System.out.println("相差的总纳秒数："+between.toNanos());
    System.out.println("不够一秒的纳秒数："+between.getNano());
  }

4、DateTimeFormatter：日期时间格式化

该类提供了三种格式化方法：

预定义的标准格式。如：DateTimeFormatter.ISO_DATE_TIME; ISO_DATE

本地化相关的格式。如：DateTimeFormatter.ofLocalizedDate(FormatStyle.MEDIUM)

自定义的格式。如：DateTimeFormatter.ofPattern(“yyyy-MM-dd hh:mm:ss”)

@Test
  public void test(){
    LocalDateTime now = LocalDateTime.now();
    //预定义的标准格式
    DateTimeFormatter df = DateTimeFormatter.ISO_DATE_TIME;//2019-06-06T16:38:23.756
        //格式化操作
    String str = df.format(now);
    System.out.println(str);
  }
  @Test
  public void test1(){
    LocalDateTime now = LocalDateTime.now();
    //本地化相关的格式
//    DateTimeFormatter df = DateTimeFormatter.ofLocalizedDateTime(FormatStyle.LONG);//2019年6月6日 下午04时40分03秒
    DateTimeFormatter df = DateTimeFormatter.ofLocalizedDateTime(FormatStyle.SHORT);//19-6-6 下午4:40
        //格式化操作
    String str = df.format(now);
    System.out.println(str);
  }
  
  @Test
  public void test2(){
    LocalDateTime now = LocalDateTime.now();
    //自定义的格式
    DateTimeFormatter df = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy年MM月dd日 HH时mm分ss秒  SSS毫秒  E 是这一年的D天");
         //格式化操作
    String str = df.format(now);
    System.out.println(str);
  }
  //把字符串解析为日期对象
    public void test3(){
        //自定义的格式
        DateTimeFormatter pattern = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy.MM.dd");
        //解析操作
        LocalDate parse = LocalDate.parse("2020.12.12", pattern);
        System.out.println(parse);
    }

Java 核心类API(下)：https://developer.aliyun.com/article/1491133

Java 核心类API（上）