Un guide de la classe de mathématiques Java

1. Introduction

Dans ce didacticiel, nous allons décrire la classe Math qui fournit des méthodes statiques utiles pour effectuer des opérations numériques telles que l'exponentielle, le logarithme, etc.

2. Fonctions mathématiques de base

Le premier ensemble de méthodes que nous allons couvrir sont les fonctions mathématiques de base telles que la valeur absolue, la racine carrée, le maximum ou le minimum entre deux valeurs.

2.1. abdos()

La méthode abs () renvoie la valeur absolue d'une valeur donnée:

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

De même, parmi d'autres que nous verrons ensuite, abs () accepte comme paramètre un int, long, float ou double et renvoie le relatif.

2.2. pow ()

Calcule et renvoie la valeur du premier argument élevé à la puissance du second:

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

Nous discutons cette méthode plus en détail ici.

2.3. sqrt ()

Renvoie la racine carrée positive arrondie d'un double :

Math.sqrt(25); // returns 5

Si l'argument est NaN ou inférieur à zéro, le résultat est NaN.

2.4. cbrt ()

De même, cbrt () renvoie la racine cubique d'un double :

Math.cbrt(125); // returns 5

2.5. max ()

Comme le nom de la méthode l'indique, elle renvoie le maximum entre deux valeurs:

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

Là encore, la méthode accepte int, long, float ou double .

2.6. min ()

De la même manière, min () renvoie le minimum entre deux valeurs:

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

2.7. Aléatoire()

Renvoie un double pseudo-aléatoire supérieur ou égal à 0,0 et inférieur à 1,0:

double random = Math.random()

Pour ce faire, la méthode crée une seule instance du générateur de nombres java.util.Random () lorsqu'elle est appelée pour la première fois.

Après cela, pour tous les appels à cette méthode, la même instance est utilisée. Notez que la méthode est synchronisée, elle peut donc être utilisée par plus d'un thread.

Nous pouvons trouver plus d'exemples sur la façon de générer un aléatoire dans cet article.

2.8. signum ()

Est utile lorsque nous devons connaître le signe de la valeur:

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

Cette méthode renvoie 1.0 si l'argument est supérieur à zéro ou -1.0 dans le cas contraire. Si l'argument est zéro positif ou zéro négatif, le résultat est le même que l'argument.

L'entrée peut être un float ou un double.

2.9. copySign ()

Accepte deux paramètres et renvoie le premier argument avec le signe du deuxième argument:

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

Les arguments peuvent également être flottants ou doubles.

3. Fonctions exponentielles et logarithmiques

En plus des fonctions mathématiques de base, la classe Math contient des méthodes pour résoudre des fonctions exponentielles et logarithmiques.

3.1. exp ()

La méthode exp () reçoit un double argument et renvoie le nombre d'Euler élevé à la puissance de l'argument ( 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.

Comme d'habitude, tous les extraits de code présentés ici sont disponibles à l'adresse over sur GitHub.