【从零开始学Java | 第十八篇】BigInteger

目录

前言

一、什么是BigInteger？

1.BigInteger构造方法

2.构造方法总结

二、BigInteger常见成员方法

1.加减乘除

2.divideAndRemainder

3.equals

总结

前言

之前我们学习基本数据类型时，知道int的最大值大约是 21 亿，而long的最大值大约是 900 亿亿。 听起来很大对吧？但是，如果我们要求 100 的阶乘（100!），或者处理加密算法中动辄几百位的超大数字，long也会瞬间内存溢出。

当基本数据类型无法满足我们的需求时，Java为我们提供了一个工具类——BigInteger。

一、什么是BigInteger？

BigInteger位于java.math包下。

与int和long这些受限于计算机硬件位数的基本数据类型不同，BigInteger是一个引用数据类型（对象）。

它在底层实际上是通过动态数组来存储数字的。只要你的电脑内存足够大，它就能存下无限长的数字。

1.BigInteger构造方法

注：BigInteger对象一旦创建，内部记录的值不能发生改变

①BigInteger(int num, Random rnd)：获取随机大整数，范围：[0 ~ 2的num次方-1]

public class Test { public static void main(String[] args) { for (int i = 0; i < 10; i++) { BigInteger bd1 = new BigInteger(4, new Random()); System.out.println(bd1); } } }

运行结果：

②BigInteger(String val)：获取指定的大整数

public class Test { public static void main(String[] args) { BigInteger bd2 = new BigInteger("999999999999999999999"); System.out.println(bd2); } }

运行结果：

错误范例：

当输入小数时：

注：字符串中必须是整数，否则会报错

③BigInteger(String val, int radix)：获取指定进制的大整数

public class Test { public static void main(String[] args) { BigInteger bd4 = new BigInteger("100", 10); BigInteger bd5 = new BigInteger("100", 2); System.out.println(bd4); System.out.println(bd5); } }

运行结果：

注：

1、字符串中的数字必须是整数。

2、字符串中的数字必须要跟进制吻合。

④BigInteger valueOf(long val)：静态方法获取BigInteger的对象，内部有优化

基础用法：

public class Test { public static void main(String[] args) { BigInteger bd1 = BigInteger.valueOf(100); System.out.println(bd1); } }

细节1：该方法表示的范围比较小，只能在long的取值范围内，如果超出了long的范围就会报错。

public class Test { public static void main(String[] args) { System.out.println(Long.MAX_VALUE); BigInteger bd1 = BigInteger.valueOf(9223372036854775807L); System.out.println(bd1); } }

但是

细节2：该方法对常用的数字进行了优化，-16 ~ +16，提前把-16 ~ +16创建好BigInteger的对象，如果多次获取不会创建新的。

public class Test { public static void main(String[] args) { BigInteger bd1 = BigInteger.valueOf(16); BigInteger bd2 = BigInteger.valueOf(16); BigInteger bd3 = BigInteger.valueOf(17); BigInteger bd4 = BigInteger.valueOf(17); System.out.println(bd1 == bd2); System.out.println(bd3 == bd4); } }

运行结果：

2.构造方法总结

1. 如果BigInteger表示的数字没有超出long的范围，可以使用静态方法获取。
2. 如果BigInteger表示的超出long的范围，可以用构造方法获取。
3. 对象一旦创建，BigInteger内部记录的值不能发生改变。
4. 只要进行计算都会产生一个新的BigInteger对象。

二、BigInteger常见成员方法

1.加减乘除

public class MathDemo { public static void main(String[] args) { BigInteger a = new BigInteger("10000000000000000000"); BigInteger b = new BigInteger("20000000000000000000"); // 加法 (Add) BigInteger sum = a.add(b); System.out.println("加法结果：" + sum); // 减法 (Subtract) BigInteger sub = a.subtract(b); // 乘法 (Multiply) BigInteger mul = a.multiply(b); // 除法 (Divide) - 注意：如果是除不尽的，它会像 int 一样直接舍弃小数部分 BigInteger div = b.divide(a); } }

2.divideAndRemainder

public class Test { public static void main(String[] args) { BigInteger a = new BigInteger("10000000000000000002"); BigInteger b = new BigInteger("20000000000000000000"); BigInteger[] c = b.divideAndRemainder(a); for (int i = 0; i < 2; i++) { System.out.println(c[i]); } } }

运行结果：

3.equals

public class Test { public static void main(String[] args) { BigInteger a = new BigInteger("10000000000000000002"); BigInteger b = new BigInteger("20000000000000000000"); boolean result = a.equals(b); System.out.println(result); } }

运行结果：

总结

• 遇到超大数字，优先使用new BigInteger("字符串")。

• 使用add、subtract、multiply、divide。

• 计算结果必须重新赋值，因为它不可变