Java Math: So funk­tio­niert die Klasse

Mit Java Math können Sie einfache Be­rech­nun­gen durch­füh­ren. Die zahl­rei­chen un­ter­schied­li­chen Methoden decken neben der Basis unter anderem auch Log­arith­men und Tri­go­no­me­trie ab. Die Syntax ist ver­gleichs­wei­se einfach und daher leicht zu erlernen.

Was ist Java Math?

Wenn Sie Ope­ra­tio­nen mit einfachen nu­me­ri­schen Be­rech­nun­gen durch­füh­ren möchten, kennt die Pro­gram­mier­spra­che dafür den Standard Math. Die Java-Klasse muss nicht extra im­por­tiert werden und verfügt über zahl­rei­che Methoden, die wir Ihnen im Verlauf dieses Artikels noch auflisten und näher erläutern. Die Math-Klasse wird nicht in­stan­zi­iert und all ihre Methoden lediglich statisch verwendet. Ebenfalls statisch sind die zwei Kon­stan­ten der Klasse: Die Eulersche Zahl (nä­he­rungs­wei­se e = 2,7182818284590) als Basis für den na­tür­li­chen Log­arith­mus und die na­tür­li­che Ex­po­nen­ti­al­funk­ti­on sowie die Kreiszahl Pi (nä­he­rungs­wei­se π = 3,1415926535). Die Math-Klasse ist im Paket java.lang enthalten. Der Er­geb­nis­typ der Be­rech­nun­gen ist meistens „double“.

Absolute Werte ermitteln

Die Funk­ti­ons­wei­se und Syntax der Java-Class Math lässt sich am besten an Bei­spie­len und in Zu­sam­men­hang mit den einzelnen Methoden ver­an­schau­li­chen. Wenn Sie den absoluten Wert eines Pa­ra­me­ters ermitteln möchten, können Sie abs() nutzen. Unter einem absoluten Wert versteht man den Abstand einer Zahl zu 0 oder eine Zahl ohne Vor­zei­chen. Das Ergebnis wird somit immer positiv sein. Die zu­läs­si­gen Typen dieser Methode sind double, float, int und long. So funk­tio­niert Math.abs mit einer positiven Zahl. Für die Ausgabe nutzen wir hier und in den folgenden Bei­spie­len den Java-Befehl System.out.println.

public class Main {
public static void main(String args[]) {
int number = +7;
System.out.println ("Die ursprüngliche Zahl ist: " + number);
System.out.println ("Die absolute Zahl ist: " + "Math.abs (" + number + ") = " + Math.abs(number));
}
}

Die ent­spre­chen­de Ausgabe sieht so aus:

Die ursprüngliche Zahl ist 7 Die absolute Zahl ist Math.abs ( 7 ) = 7

Sie können auch einen negativen Aus­gangs­wert nutzen. Das Ergebnis wird trotzdem positiv bleiben. So funk­tio­niert unser Beispiel von oben:

public class Main {
public static void main(String args[]) {
int number = -7;
System.out.println ("Die ursprüngliche Zahl ist: " + number);
System.out.println ("Die absolute Zahl ist: " + "Math.abs (" + number + ") = " + Math.abs(number));
}
}

Die Ausgabe ent­spricht im Großen und Ganzen dem vor­he­ri­gen Beispiel:

Die ursprüngliche Zahl ist -7 Die absolute Zahl ist Math.abs( -7 ) = 7

Die Methode ignoriert also das Vor­zei­chen der negativen ganzen Zahl (-7) und gibt deshalb ebenfalls als Ergebnis „7“ aus.

Den größten Wert ausgeben

Mit der Methode max() ermitteln Sie den größeren Wert von zwei Eingaben. Das sieht bei­spiel­haft so aus:

public class Main {
public static void main(String args[]) {
double zahl = Math.max(3, 9);
System.out.println ("Die größere Zahl ist: " + zahl);
}
}

Die ent­spre­chen­de Ausgabe ist diese:

Die größere Zahl ist 9

Den kleinsten Wert ermitteln

Ganz ähnlich funk­tio­niert die Math-Class in Java, wenn Sie den kleineren Wert ermitteln möchten. Die passende Methode ist min() und sieht so aus:

public class Main {
public static void main(String args[]) {
double zahl = Math.min(3, 9);
System.out.println ("Die kleinere Zahl ist: " + zahl);
}
}

Sie erhalten dann diese Ausgabe:

Die kleinere Zahl ist 3

Potenz berechnen

Während die bis­he­ri­gen Beispiele noch recht einfach waren, gibt es auch an­spruchs­vol­le­re Rech­nun­gen, die die Java-Klasse Math für Sie über­neh­men kann. Die Methode für Po­tenz­rech­nung heißt zum Beispiel pow(). Dafür legen wir zunächst eine Basis und einen Ex­po­nen­ten fest und lassen danach die Be­rech­nung durch­füh­ren.

public class Main {
public static void main(String args[]) {
double basis = 4;
double exponent = 2;
double potenz = Math.pow(basis, exponent);
System.out.println ("Das Ergebnis lautet: " + potenz);
}
}

So sieht danach unsere Ausgabe aus:

Das Ergebnis lautet 16

Qua­drat­wur­zel ziehen

Auch für Wur­zel­rech­nung kann die Klasse mit der Methode sqrt() verwendet werden. Im folgenden Beispiel errechnen wir die Qua­drat­wur­zel aus 64:

public class Main {
public static void main(String args[]) {
double zahl = 64;
double wurzel = Math.sqrt(zahl);
System.out.println ("Das Ergebnis lautet: " + wurzel);
}
}

Dadurch erhalten wir diese Ausgabe:

Das Ergebnis lautet 8.0

Zu­falls­zah­len ermitteln

Mit der Methode random() erhalten Sie eine Zu­falls­zahl, die entweder zwischen 0.0 und 1.0 liegt oder in einem Bereich, den Sie selbst festlegen. Wir zeigen Ihnen beide Mög­lich­kei­ten:

public class Main {
public static void main(String args[]) {
double zufallszahl
System.out.println(Math.random());
}
}

Eine mögliche Ausgabe wäre dann zum Beispiel diese:

0.7488711506123137

Sie können die möglichen Er­geb­nis­se aber auch ein­gren­zen und nur ganz­heit­li­che Zahlen zwischen 0 und 100 zulassen. Dafür nutzen Sie folgenden Code:

public class Main {
public static void main(String args[]) {
int zufallszahl = (int) (Math.random() * 101);
System.out.println(zufallszahl);
}
}

Dadurch erhalten Sie zufällige Er­geb­nis­se wie dieses:

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Auf­lis­tung der wich­tigs­ten Methoden

Es gibt zahl­rei­che Methoden, die Sie mit der Java-Klasse Math verwenden können. Dies sind die wich­tigs­ten: