在Java中，数字处理和数学运算主要依赖于基本数据类型（如int、double）及其包装类（如Integer、Double），以及Math、BigDecimal、Random等工具类。以下是核心类、方法及常用数学工具的概述：

1. 基本数据类型与包装类

基本类型

  • 整数：byte、short、int、long（默认int，长整型需加L后缀，如100L）。
  • 浮点数：float（需加F后缀，如3.14F）、double（默认，如3.14）。
  • 布尔：boolean（true/false）。
  • 字符：char（单引号，如'A'）。

包装类

提供装箱（Integer.valueOf(10)）、拆箱（Integer i = 10; int j = i;）及类型转换方法：

int num = Integer.parseInt("123");  // 字符串转整数
double d = Double.parseDouble("3.14");  // 字符串转双精度
String str = Double.toString(3.14);  // 数值转字符串

2. Math类（静态工具类）

提供常用数学函数，无需实例化，直接通过Math.方法()调用。

常用方法

  • 基本运算：

    double abs = Math.abs(-10.5);  // 绝对值：10.5
double max = Math.max(5, 10);  // 最大值：10
double min = Math.min(5.5, 3.2);  // 最小值：3.2
double sum = Math.addExact(5, 3);  // 精确加法（溢出抛异常）

  • 幂、对数、开方：

    double pow = Math.pow(2, 3);  // 幂运算：2³ = 8.0
double sqrt = Math.sqrt(16);  // 平方根：4.0
double log = Math.log(10);  // 自然对数：ln(10) ≈ 2.302

  • 三角函数与角度转换：

    double sin = Math.sin(Math.toRadians(30));  // sin(30°) = 0.5
double cos = Math.cos(Math.PI / 2);  // cos(π/2) = 0.0
double atan = Math.atan(1);  // arctan(1) = π/4 ≈ 0.785

  • 随机数与舍入：

    double random = Math.random();  // [0, 1) 随机数
long round = Math.round(3.5);  // 四舍五入：4
double ceil = Math.ceil(3.2);  // 向上取整：4.0
double floor = Math.floor(3.9);  // 向下取整：3.0

3. 高精度计算：BigDecimal与BigInteger

BigDecimal（十进制高精度小数）

用于金融计算等需要精确小数的场景，避免浮点数精度丢失：

import java.math.BigDecimal;

BigDecimal a = new BigDecimal("0.1");
BigDecimal b = new BigDecimal("0.2");
BigDecimal sum = a.add(b);  // 0.3（精确）
BigDecimal mul = a.multiply(b);  // 0.02
BigDecimal div = a.divide(b, 2, RoundingMode.HALF_UP);  // 0.50（保留2位小数，四舍五入）

BigInteger（任意精度整数）

处理超出long范围的大整数：

import java.math.BigInteger;

BigInteger largeNum = BigInteger.valueOf(1000);
BigInteger result = largeNum.pow(10);  // 1000¹⁰

4. 随机数生成：Random与ThreadLocalRandom

Random类

生成伪随机数：

import java.util.Random;

Random random = new Random();
int randInt = random.nextInt(100);  // [0, 100) 随机整数
double randDouble = random.nextDouble();  // [0, 1) 随机小数
boolean randBool = random.nextBoolean();  // 随机布尔值

ThreadLocalRandom（线程安全）

Java 7+推荐的线程安全随机数生成器，性能更高：

import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;

int rand = ThreadLocalRandom.current().nextInt(5, 10);  // [5, 10) 随机整数

5. 数值格式化：DecimalFormat与NumberFormat

DecimalFormat（自定义格式）

import java.text.DecimalFormat;

DecimalFormat df = new DecimalFormat("#,###.00");
String formatted = df.format(12345.678);  // "12,345.68"

NumberFormat（国际化）

import java.text.NumberFormat;
import java.util.Locale;

NumberFormat currency = NumberFormat.getCurrencyInstance(Locale.US);
String usd = currency.format(1234.56);  // "$1,234.56"

NumberFormat percent = NumberFormat.getPercentInstance();
String percentStr = percent.format(0.75);  // "75%"

6. 其他工具类

StrictMath

与Math类似，但提供严格的IEEE 754浮点数规范实现。

BitSet

高效存储和操作位集合，适用于大数据量的位运算。

MathContext

与BigDecimal配合，指定计算精度和舍入模式。

总结

需求 工具类/方法 示例
基本数学运算 Math.abs()、Math.pow() Math.sqrt(25) → 5.0
随机数生成 Random、ThreadLocalRandom random.nextInt(100)
高精度计算 BigDecimal、BigInteger new BigDecimal("0.1").add(b)
数值格式化 DecimalFormat、NumberFormat df.format(1234.56) → "1,234.56"
三角函数与对数 Math.sin()、Math.log() Math.sin(Math.toRadians(90)) → 1.0

合理使用这些类和方法，可以高效处理Java中的各种数值计算需求。