java biginterger_java中biginteger[通俗易懂]

原创博文，欢迎转载，转载时请务必附上博文链接，感谢您的尊重。

在 Java 中，有许多数字处理的类，比如 Integer类，但是Integer类有一定的局限性。

我们都知道 Integer 是 Int 的包装类，int 的最大值为 2^31-1。若希望描述更大的整数数据时，使用Integer 数据类型就无法实现了，所以Java中提供了BigInteger 类。

BigInteger类型的数字范围较Integer，Long类型的数字范围要大得多，它支持任意精度的整数，也就是说在运算中 BigInteger 类型可以准确地表示任何大小的整数值而不会丢失任何信息。

下面，让我们一起来学习一下BigInteger的常用方法：

正文：

读入方法

nextBigInteger()：控制台读入一个BigInteger型数据，类似于int型的nextInt()；

	//读入方法：nextBigInteger()
	@Test
	public void test5() { 
   
		Scanner scan = new Scanner(System.in);				// 读入
		int n = scan.nextInt(); 							// 读入一个int;
		BigInteger m = scan.nextBigInteger();				// 读入一个BigInteger;
		while(scan.hasNext()){ 
   	
			System.out.print("scan.hasNext()=" + scan.hasNext());
		}
	}

构造方法

默认为十进制，也是我们最常用的，同时也支持自定义进制类型（已存在的）；

	//进制转换
	@Test
	public void testScale() { 
   
		//在构造将函数时，把radix进制的字符串转化为BigInteger
		String str = "1011100111";
		int radix = 2;
		BigInteger interNum1 = new BigInteger(str,radix);	//743

		//我们通常不写，则是默认成10进制转换，如下：
		BigInteger interNum2 = new BigInteger(str);			//1011100111
	}

基本运算

返回值为BigInteger类型：add()，subtract()，multiply()，divide()，mod()，remainder()，pow()，abs()，negate()；

	//基本运算:add(),subtract(),multiply(),divide(),mod(),remainder(),pow(),abs(),negate()
	@Test
	public void testBasic() { 
   
		BigInteger a = new BigInteger("13");
		BigInteger b = new BigInteger("4");
		int n = 3;

		//1.加
		BigInteger bigNum1 = a.add(b);			//17
		//2.减
		BigInteger bigNum2 = a.subtract(b);		//9
		//3.乘
		BigInteger bigNum3 = a.multiply(b);		//52
		//4.除
		BigInteger bigNum4 = a.divide(b);		//3
		//5.取模(需 b > 0，否则出现异常：ArithmeticException("BigInteger: modulus not positive"))
		BigInteger bigNum5 = a.mod(b);			//1
		//6.求余
		BigInteger bigNum6 = a.remainder(b);	//1
		//7.平方(需 n >= 0，否则出现异常：ArithmeticException("Negative exponent"))
		BigInteger bigNum7 = a.pow(n);			//2197
		//8.取绝对值
		BigInteger bigNum8 = a.abs();			//13
		//9.取相反数
		BigInteger bigNum9 = a.negate();		//-13
	}

比较大小

compareTo()返回一个int型数据：1 大于； 0 等于； -1 小于；
max()，min()：分别返回大的（小的）那个BigInteger数据；

	//比较大小:compareTo(),max(),min()
	@Test
	public void testCompare() { 
   
		BigInteger bigNum1 = new BigInteger("52");
		BigInteger bigNum2 = new BigInteger("27");

		//1.compareTo()：返回一个int型数据（1 大于； 0 等于； -1 小于）
		int num = bigNum1.compareTo(bigNum2);			//1

		//2.max()：直接返回大的那个数，类型为BigInteger
		// 原理：return (compareTo(val) > 0 ? this : val);
		BigInteger compareMax = bigNum1.max(bigNum2);	//52

		//3.min()：直接返回小的那个数，类型为BigInteger
		// 原理：return (compareTo(val) < 0 ? this : val);
		BigInteger compareMin = bigNum1.min(bigNum2);	//27
	}

常量

ZERO，ONE，TEN 返回值为BigInteger类型：有朋友提到的-1，2，源码注释里面已表明不再输出(Not exported.)；

	//常量(返回BigInteger类型)
	//有朋友提到的-1和2，源码注释里面已表明不再输出(Not exported.)
	@Test
	public void testFinalNum() { 
   
		//0
		BigInteger zero = BigInteger.ZERO;
		//1
		BigInteger one = BigInteger.ONE;
		//10
		BigInteger ten = BigInteger.TEN;
	}

类型转换

将BigInteger数据转换成基本数据类型，还可以转换成radix进制的字符串形式；

	//类型转换(返回类型如下)
	@Test
	public void testToAnother() { 
   
		BigInteger bigNum = new BigInteger("52");
		int radix = 2;
		
		//1.转换为bigNum的二进制补码形式
		byte[] num1 = bigNum.toByteArray();
		//2.转换为bigNum的十进制字符串形式
		String num2 = bigNum.toString();		//52
		//3.转换为bigNum的radix进制字符串形式
		String num3 = bigNum.toString(radix);	//110100
		//4.将bigNum转换为int
		int num4 = bigNum.intValue();
		//5.将bigNum转换为long
		long num5 = bigNum.longValue();
		//6.将bigNum转换为float
		float num6 = bigNum.floatValue();
		//7.将bigNum转换为double
		double num7 = bigNum.doubleValue();
	}

二进制运算

返回值为BigInteger类型，此类方法不常用，有备无患；

	//二进制运算(返回类型都为BigInteger，不常用，但有备无患)
	@Test
	public void testBinaryOperation() { 
   
		BigInteger a = new BigInteger("13");
		BigInteger b = new BigInteger("2");
		int n = 1;

		//1.与：a&b
		BigInteger bigNum1 = a.and(b);			//0
		//2.或：a|b
		BigInteger bigNum2 = a.or(b);			//15
		//3.异或：a^b
		BigInteger bigNum3 = a.xor(b);			//15
		//4.取反：~a
		BigInteger bigNum4 = a.not();			//-14
		//5.左移n位： (a << n)
		BigInteger bigNum5 = a.shiftLeft(n);	//26
		//6.右移n位： (a >> n)
		BigInteger bigNum6 = a.shiftRight(n);	//6
	}

权限控制

setBit()，testBit()：可用于菜单的权限控制，非常好用，原理如下：

	//权限控制：setBit(),testBit()
	@Test
	public void testSetAndTest() { 
   
		//1.封装数据(setBit的值需 >= 0，否则出现异常：ArithmeticException("Negative bit address"))
		BigInteger permission = new BigInteger("0");
		BigInteger numBig = permission.setBit(2);
		numBig = numBig.setBit(5);
		numBig = numBig.setBit(13);
		numBig = numBig.setBit(66);
		System.out.println("原理：" + numBig);	
		// 原理：73786976294838214692 = 2^2+2^5+2^13+2^66 次方的和；
		// 看！！即使这么大的数也不会溢出，而int最大值只有2147483647；

		//2.取值验证（返回Boolean型）
		boolean flag1 = numBig.testBit(2);		//true
		boolean flag2 = numBig.testBit(5);		//true
		boolean flag3 = numBig.testBit(13);		//true
		boolean flag4 = numBig.testBit(66);		//true
		boolean flag5 = numBig.testBit(27);		//false
	}

源码分析

setBit()：将set进去变量作为二进制数，计算它们的和，并以十进制显示；
testBit()：与setBit()相反，验证this的二进制组成元素中是否包含传入的变量；

	//权限控制源码分析：
	
	//1.setBit()原理：计算this与2的n次方的和
	public BigInteger setBit(int n) { 
   
		if (n < 0)
			throw new ArithmeticException("Negative bit address");

		int intNum = n >>> 5;
		int[] result = new int[Math.max(intLength(), intNum+2)];

		for (int i=0; i < result.length; i++)
			result[result.length-i-1] = getInt(i);

		result[result.length-intNum-1] |= (1 << (n & 31));

		return valueOf(result);
	}
	
	//2.testBit()原理：计算this的值中是否包含2的n次方
	public boolean testBit(int n) { 
   
		if (n < 0)
			throw new ArithmeticException("Negative bit address");

		return (getInt(n >>> 5) & (1 << (n & 31))) != 0;
	}

小结

1. BigInteger也是不可变的，在进行每一步运算时，都会产生一个新的对象。都会产生一个新的对象。发生异常算术条件时，会抛出ArithmeticException异常。例如，一个整数除以“0”，会抛出一个这个类的实例；
2. 假设计算一个int数据平方与另一个大小的问题，很可能会内存溢出。除了使用二分法外，利用BigInteger的compareTo方法也是一个好选择，简单易懂，而且不需要算法支持；
3. 本章作为笔记使用，内容比较全面，但常用的只有：构造函数，基本运算以及compareTo()，intValue()，setBit()，testBit()方法；
4. setBit()和testBit()方法可用于菜单的权限控制，小编在开发中多次尝试，非常好用。很多微博有相关介绍，在这里我不做项目演示了。

我是IT无知君，您的点赞、评论和关注，是我继续创作的不懈动力。
学无止境，气有浩然，让我们一起加油，乘风破浪，江湖有缘再见！！

今天的文章java biginterger_java中biginteger[通俗易懂]分享到此就结束了，感谢您的阅读。