数学运算

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 3
    BigInteger 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 IntMath、LongMath 和 BigIntegerMath。

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 java.math.RoundingMode 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。

    // returns 31622776601683793319988935444327185337195551393252
    BigIntegerMath.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

*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 DoubleMath 类中也提供了一些有用的方法。