常用库函数

数学方法

Java 常用数学方法 (Math 类)

1. 最大值与最小值

方法签名 功能描述 示例
static int max(int a, int b) 返回两个整数中的较大值 Math.max(5, 10) → 10
static double max(double a, double b) 返回两个浮点数中的较大值 Math.max(3.5, 2.8) → 3.5
static int min(int a, int b) 返回两个整数中的较小值 Math.min(5, 10) → 5
static double min(double a, double b) 返回两个浮点数中的较小值 Math.min(3.5, 2.8) → 2.8

2. 绝对值

方法签名 功能描述 示例
static int abs(int a) 返回整数的绝对值 Math.abs(-5) → 5
static double abs(double a) 返回浮点数的绝对值 Math.abs(-3.5) → 3.5

3. 幂运算与平方根

方法签名 功能描述 示例
static double pow(double a, double b) 返回 a 的 b 次幂 Math.pow(2, 3) → 8.0
static double sqrt(double a) 返回 a 的平方根 Math.sqrt(25) → 5.0
static double cbrt(double a) 返回 a 的立方根 Math.cbrt(-8) → -2.0

4. 四舍五入与取整

方法签名 功能描述 示例
static long round(double a) 四舍五入返回最接近的整数 Math.round(3.6) → 4
static double ceil(double a) 向上取整 Math.ceil(3.2) → 4.0
static double floor(double a) 向下取整 Math.floor(3.8) → 3.0

5. 三角函数（参数为弧度）

方法签名 功能描述 示例
static double sin(double radians) 返回角度的正弦值 Math.sin(Math.PI/2) → 1.0
static double cos(double radians) 返回角度的余弦值 Math.cos(0) → 1.0
static double tan(double radians) 返回角度的正切值 Math.tan(0) → 0.0
static double toRadians(double degrees) 角度转弧度 Math.toRadians(90) → π/2

6. 对数与指数

方法签名 功能描述 示例
static double log(double a) 返回自然对数（底为 e） Math.log(Math.E) → 1.0
static double log10(double a) 返回以 10 为底的对数 Math.log10(100) → 2.0
static double exp(double a) 返回 e 的 a 次幂 Math.exp(1) → 2.718...

7. 随机数

方法签名 功能描述 示例
static double random() 返回 [0.0, 1.0) 的随机数 Math.random() → 0.0 ≤ x < 1.0

8. 其他方法

方法签名 功能描述 示例
static double hypot(double x, double y) 计算直角三角形的斜边（√(x² + y²)） Math.hypot(3, 4) → 5.0
static double IEEEremainder(double a, double b) 计算 a 除以 b 的余数（IEEE 754标准） Math.IEEEremainder(10, 3) → 1.0

9. 常用常量

常量 值
Math.PI 圆周率 π（约 3.14159）
Math.E 自然对数的底 e（约 2.71828）

使用示例

public class MathExample {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("最大值: " + Math.max(5, 10));        // 输出 10
        System.out.println("平方根: " + Math.sqrt(25));         // 输出 5.0
        System.out.println("随机数: " + Math.random());         // 输出 0.0~1.0之间的数
        System.out.println("圆周率: " + Math.PI);              // 输出 3.141592653589793
    }
}

注意事项

  1. 参数类型：大部分方法支持 int、long、float、double，但返回值类型与参数类型相关。
  2. 异常处理：如 sqrt(-1) 会返回 NaN（Not a Number）。
  3. 弧度单位：三角函数参数需为弧度，可用 Math.toRadians() 转换角度。

大小写转换

一、标准方法：toLowerCase() 和 toUpperCase()

1. 字符串转换

(1) String.toLowerCase()

  • 作用：将字符串中所有字符转为小写。

  • 示例：

    String str = "Hello World! 123";
String lowerStr = str.toLowerCase();
System.out.println(lowerStr);  // 输出：hello world! 123

(2) String.toUpperCase()

  • 作用：将字符串中所有字符转为大写。

  • 示例：

    String str = "Hello World! 123";
String upperStr = str.toUpperCase();
System.out.println(upperStr);  // 输出：HELLO WORLD! 123

注意：

  • 非字母字符（如数字、符号）不会被转换。

  • Locale 问题：默认使用系统本地化设置，若需指定语言环境，可以传入 Locale 参数：

    String str = "İstanbul";
String lower = str.toLowerCase(Locale.ENGLISH);  // 强制按英语规则转换

2. 字符转换

(1) Character.toLowerCase(char c)

  • 作用：将单个字符转为小写。

  • 示例：

    char ch = 'A';
char lowerCh = Character.toLowerCase(ch);  // lowerCh = 'a'

(2) Character.toUpperCase(char c)

  • 作用：将单个字符转为大写。

  • 示例：

    char ch = 'z';
char upperCh = Character.toUpperCase(ch);  // upperCh = 'Z'

二、异或（XOR）转换大小写的原理

1. ASCII 编码的规律

在 ASCII 编码中，大小写字母的二进制值相差 32：

  • 'A' → 65（二进制 01000001）
  • 'a' → 97（二进制 01100001）
  • 差值为 32（二进制 00100000，即第 6 位为 1）。

通过 异或 32（即 ^ 0x20），可以快速切换大小写：

char ch = 'A';
char lowerCh = (char)(ch ^ 0x20);  // lowerCh = 'a'

char ch2 = 'z';
char upperCh = (char)(ch2 ^ 0x20); // upperCh = 'Z'

2. 示例代码

public class CaseConversion {
    public static void main(String[] args) {
        char ch = 'B';
        // 转小写
        char lower = (char)(ch ^ 32);
        System.out.println(lower);  // 输出：b

        // 转大写（再次异或）
        char upper = (char)(lower ^ 0x20);
        System.out.println(upper);  // 输出：B
    }
}

3. 注意事项

  • 仅适用于 ASCII 字母：非字母字符（如数字、符号）异或后会得到不可预测的结果。
  • 不适用于 Unicode：Unicode 字符的编码规则不同，此方法可能失效。
  • 可读性差：优先使用 toLowerCase() 和 toUpperCase() 方法。

三、总结对比

方法 适用场景 优点 缺点
toLowerCase() 字符串或字符转小写 简单直观，支持国际化 无法处理特殊需求（如仅部分字符转换）
toUpperCase() 字符串或字符转大写 同上 同上
异或（XOR） 快速 ASCII 字母大小写切换 高效（底层位运算） 仅支持 ASCII，可读性差

四、ASCII码表

十进制 十六进制 字符 描述 十进制 十六进制 字符 描述
0 00 NUL 空字符 64 40 @ 电子邮件符号
1 01 SOH 标题开始 65 41 A 大写字母 A
2 02 STX 正文开始 66 42 B 大写字母 B
3 03 ETX 正文结束 67 43 C 大写字母 C
4 04 EOT 传输结束 68 44 D 大写字母 D
5 05 ENQ 请求 69 45 E 大写字母 E
6 06 ACK 收到通知 70 46 F 大写字母 F
7 07 BEL 响铃 71 47 G 大写字母 G
8 08 BS 退格 72 48 H 大写字母 H
9 09 HT 水平制表符 73 49 I 大写字母 I
10 0A LF 换行符 74 4A J 大写字母 J
11 0B VT 垂直制表符 75 4B K 大写字母 K
12 0C FF 换页符 76 4C L 大写字母 L
13 0D CR 回车符 77 4D M 大写字母 M
14 0E SO 移位输出 78 4E N 大写字母 N
15 0F SI 移位输入 79 4F O 大写字母 O
16 10 DLE 数据链路转义 80 50 P 大写字母 P
17 11 DC1 设备控制 1 81 51 Q 大写字母 Q
18 12 DC2 设备控制 2 82 52 R 大写字母 R
19 13 DC3 设备控制 3 83 53 S 大写字母 S
20 14 DC4 设备控制 4 84 54 T 大写字母 T
21 15 NAK 拒绝接收 85 55 U 大写字母 U
22 16 SYN 同步空闲 86 56 V 大写字母 V
23 17 ETB 传输块结束 87 57 W 大写字母 W
24 18 CAN 取消 88 58 X 大写字母 X
25 19 EM 介质中断 89 59 Y 大写字母 Y
26 1A SUB 替换 90 5A Z 大写字母 Z
27 1B ESC 转义 91 5B [ 左方括号
28 1C FS 文件分隔符 92 5C \ 反斜杠
29 1D GS 分组分隔符 93 5D ] 右方括号
30 1E RS 记录分隔符 94 5E ^ 脱字符
31 1F US 单元分隔符 95 5F _ 下划线
32 20 空格 96 60 ` 重音符
33 21 ! 感叹号 97 61 a 小写字母 a
34 22 " 双引号 98 62 b 小写字母 b
35 23 # 井号 99 63 c 小写字母 c
36 24 $ 美元符号 100 64 d 小写字母 d
37 25 % 百分号 101 65 e 小写字母 e
38 26 & 和号 102 66 f 小写字母 f
39 27 ' 单引号 103 67 g 小写字母 g
40 28 ( 左括号 104 68 h 小写字母 h
41 29 ) 右括号 105 69 i 小写字母 i
42 2A * 星号 106 6A j 小写字母 j
43 2B + 加号 107 6B k 小写字母 k
44 2C , 逗号 108 6C l 小写字母 l
45 2D - 减号 109 6D m 小写字母 m
46 2E . 句号 110 6E n 小写字母 n
47 2F / 斜杠 111 6F o 小写字母 o
48 30 0 数字 0 112 70 p 小写字母 p
49 31 1 数字 1 113 71 q 小写字母 q
50 32 2 数字 2 114 72 r 小写字母 r
51 33 3 数字 3 115 73 s 小写字母 s
52 34 4 数字 4 116 74 t 小写字母 t
53 35 5 数字 5 117 75 u 小写字母 u
54 36 6 数字 6 118 76 v 小写字母 v
55 37 7 数字 7 119 77 w 小写字母 w
56 38 8 数字 8 120 78 x 小写字母 x
57 39 9 数字 9 121 79 y 小写字母 y
58 3A : 冒号 122 7A z 小写字母 z
59 3B ; 分号 123 7B { 左花括号
60 3C < 小于号 124 7C | 竖线
61 3D = 等号 125 7D } 右花括号
62 3E > 大于号 126 7E ~ 波浪号
63 3F ? 问号 127 7F DEL 删除
posted @ 2025-02-22 15:33  咋还没来  阅读(30)  评论(0)    收藏  举报