范例
int logFloor = LongMath.log2(n, FLOOR);int mustNotOverflow = IntMath.checkedMultiply(x, y);long quotient = LongMath.divide(knownMultipleOfThree, 3, RoundingMode.UNNECESSARY); // fail fast on non-multiple of 3BigInteger nearestInteger = DoubleMath.roundToBigInteger(d, RoundingMode.HALF_EVEN);BigInteger sideLength = BigIntegerMath.sqrt(area, CEILING);
为什么使用Guava Math
- Guava Math针对各种不常见的溢出情况都有充分的测试;对溢出语义,Guava文档也有相应的说明;如果运算的溢出检查不能通过,将导致快速失败;
- Guava Math的性能经过了精心的设计和调优;虽然性能不可避免地依据具体硬件细节而有所差异,但Guava Math的速度通常可以与Apache Commons的MathUtils相比,在某些场景下甚至还有显著提升;
- Guava Math在设计上考虑了可读性和正确的编程习惯;IntMath.log2(x, CEILING) 所表达的含义,即使在快速阅读时也是清晰明确的。而32-Integer.numberOfLeadingZeros(x – 1)对于阅读者来说则不够清晰。
注意:Guava Math和GWT格外不兼容,这是因为Java和Java Script语言的运算溢出逻辑不一样。
整数运算
Guava Math主要处理三种整数类型:int、long和BigInteger。这三种类型的运算工具类分别叫做、和。
有溢出检查的运算
Guava Math提供了若干有溢出检查的运算方法:结果溢出时,这些方法将快速失败而不是忽略溢出
IntMath.checkedAdd(Integer.MAX_VALUE, Integer.MAX_VALUE); // throws ArithmeticException
实数运算
IntMath、LongMath和BigIntegerMath提供了很多实数运算的方法,并把最终运算结果舍入成整数。这些方法接受一个枚举值作为舍入的模式:
- DOWN:向零方向舍入(去尾法)
- UP:远离零方向舍入
- FLOOR:向负无限大方向舍入
- CEILING:向正无限大方向舍入
- UNNECESSARY:不需要舍入,如果用此模式进行舍入,应直接抛出ArithmeticException
- HALF_UP:向最近的整数舍入,其中x.5远离零方向舍入
- HALF_DOWN:向最近的整数舍入,其中x.5向零方向舍入
- HALF_EVEN:向最近的整数舍入,其中x.5向相邻的偶数舍入
这些方法旨在提高代码的可读性,例如,divide(x, 3, CEILING) 即使在快速阅读时也是清晰。此外,这些方法内部采用构建整数近似值再计算的实现,除了在构建sqrt(平方根)运算的初始近似值时有浮点运算,其他方法的运算全过程都是整数或位运算,因此性能上更好。
运算 | IntMath | LongMath | BigIntegerMath |
除法 | |||
2为底的对数 | |||
10为底的对数 | |||
平方根 |
// returns 31622776601683793319988935444327185337195551393252BigIntegerMath.sqrt(BigInteger.TEN.pow(99), RoundingMode.HALF_EVEN);
附加功能
Guava还另外提供了一些有用的运算函数
运算 | IntMath | LongMath | BigIntegerMath* |
最大公约数 | |||
取模 | |||
取幂 | |||
是否2的幂 | |||
阶乘* | |||
二项式系数* |
*BigInteger的最大公约数和取模运算由JDK提供
*阶乘和二项式系数的运算结果如果溢出,则返回MAX_VALUE
浮点数运算
JDK比较彻底地涵盖了浮点数运算,但Guava在类中也提供了一些有用的方法。
判断该浮点数是不是一个整数 | |
舍入为int;对无限小数、溢出抛出异常 | |
舍入为long;对无限小数、溢出抛出异常 | |
舍入为BigInteger;对无限小数抛出异常 | |
2的浮点对数,并且舍入为int,比JDK的Math.log(double) 更快 |