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JAVA8系列教程-Math类中的精确算术运算支持

Java 8为Java开发人员带来了许多很棒的功能。所有更改都与lambda表达式有关,lambda表达式是最受关注的获取者,也是某种意义上的改变游戏规则的人。

除了上述更改之外,我们还获得了非lambda表达式更改。我已经在上文中讨论过String.join()方法。在本文中,我将讨论Math类中为支持精确算术所做的更改

这篇文章中的部分:

1)(加|减|乘|减|负)精确方法
2)floorMod和floorDiv方法
3)toIntExact方法
4)nextDown方法

让我们一一讨论。

1)(加|减|乘|减|负)精确方法

Math类提供了这些新方法,它们"java.lang.ArithmeticException"每次在操作结果溢出到最大限制时都会引发异常。以上所有方法都将参数作为int或long原语。

例如,考虑乘以100000 *100000。通常,这样做会“无声地”给您带来错误的返回,并且在应用程序运行时,您有责任每次检查最大限制以避免错误的计算。

在Java 8中,multiPlyExact方法将为您完成工作,并且如果结果超出最大限制,则将引发异常。

//Normal multiplication
System.out.println( 100000 * 100000 );
 
//Using multiPlyExact
System.out.println( Math.multiplyExact( 100000 , 100000 ));
 
Output:
 
1410065408 //Incorrect result
Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: integer overflow
    at java.lang.Math.multiplyExact(Math.java:867)
    at java8features.MathematicalFuctions.main(MathematicalFuctions.java:8)

其他操作也会发生相同的情况。例如添加操作与addExact

//Normal add operation
System.out.println( Integer.MAX_VALUE + Integer.MAX_VALUE );
 
//Using addExact
System.out.println( Math.addExact( Integer.MAX_VALUE , Integer.MAX_VALUE ));
 
Output:
 
-2          //incorrect result
Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: integer overflow
    at java.lang.Math.addExact(Math.java:790)
    at java8features.MathematicalFuctions.main(MathematicalFuctions.java:11)

2)floorMod和floorDiv方法

Java 8已经解决了很长的整数余数问题。每个人都知道表达n % 2

i) 0:如果数字是偶数
ii) 1:如果是奇数

如果数字为负怎么办。上面的表达式可以/不能返回-1。如果事实为负数,结果对我来说是不可预测的。

System.out.println( 10 % 2 );
System.out.println( 11 % 2 );
System.out.println( -15 % 2 );
System.out.println( -16 % 2 );
 
Output:
 
0
1
-1
0

现在,使用Java 8附带的精确数学执行上述mod操作。

System.out.println( Math.floorMod(10 , 2) );
System.out.println( Math.floorMod(11 , 2) );
System.out.println( Math.floorMod(-15 , 2) );
System.out.println( Math.floorMod(-16 , 2) );
 
Output:
 
0
1
1
0

同样,另一个问题可能是获取时钟的时针位置假设当前时间是10点。您进行了n小时的调整,现在想得到它的位置。公式很简单:

Current Position = (position + adjustment) % 12

如果将(位置+调整)计算为位置编号,则效果很好。但是,如果时针逆时针旋转,从而(位置+调整)变为负数,该怎么办。让我们检查。

System.out.println( (10+3) % 12 );
System.out.println( (5+6) % 12 );
System.out.println( (10-27) % 12 );
 
Output:
 
1
11
-5 //This is incorrect

现在,使用精确的空中方法floorMod

System.out.println( Math.floorMod(10+3 , 12) );
System.out.println( Math.floorMod(5+6 , 12) );
System.out.println( Math.floorMod(10-27 , 12) );
 
Output:
 
1
11
7 //This is correct

floorDiv()方法上也进行了类似的更改

3)toIntExact方法

当您尝试为int类型变量分配一个long值时,此方法很方便。尽管这种情况并非易事,但在极少数情况下可能会需要。如果long值大于最大int值,则正常的long到int转换会导致数据错误。toIntExact()如果发生这种情况,该方法将引发异常。

System.out.println( Long.MAX_VALUE );
System.out.println( (int)Long.MAX_VALUE );
System.out.println( Math.toIntExact(10_00_00_000) );
System.out.println( Math.toIntExact(Long.MAX_VALUE) );
 
Output:
 
9223372036854775807
-1
100000000
Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: integer overflow
    at java.lang.Math.toIntExact(Math.java:1011)
    at java8features.MathematicalFuctions.main(MathematicalFuctions.java:46)

4)nextDown方法

这也是Java 8套件中的一个明显新增功能。当您要返回小于n的数字时,这非常有用。您计算的返回数字恰好是n。然后,您可以使用此方法查找最接近n(但仍小于n)的数字。

System.out.println( Math.nextDown(100) );
System.out.println( Math.nextDown(100.365) );
 
Output:
 
99.99999
100.36499999999998

请注意,Math.nextUp()自Java 6以来已经存在。仅Math.nextDown()在Java 8中添加。

就是这样。希望您喜欢阅读。您的想法和评论总是受到欢迎。

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