Java 常用类 Math：从“如何生成随机密码”讲起
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一、问题驱动：为什么需要 Math 类？
场景1：生成随机密码
假设你要开发一个注册系统，需要生成一个6位随机数字密码。你会怎么做？
// 方案1：使用 Math.random()
int password = (int)(Math.random() * 900000) + 100000;
System.out.println("随机密码：" + password);场景2：计算两点距离
在游戏中，角色A坐标(3,4)，角色B坐标(0,0)，如何计算两者距离？
double distance = Math.sqrt(Math.pow(3-0, 2) + Math.pow(4-0, 2));
System.out.println("两点距离：" + distance); // 输出5.0问题本质
Math 类提供了 数学运算的标准化工具，避免重复造轮子。
二、Math 类核心功能详解
1. 基础操作：四则运算与取整
// 取绝对值
System.out.println(Math.abs(-10)); // 输出10// 最大值/最小值
System.out.println(Math.max(5, 10)); // 输出10
System.out.println(Math.min(5, 10)); // 输出5// 四舍五入
System.out.println(Math.round(2.6f)); // 输出32. 高级运算：三角函数与幂运算
// 角度转弧度
double radians = Math.toRadians(45);
// 计算正弦值
System.out.println(Math.sin(radians)); // 约0.7071// 幂运算
System.out.println(Math.pow(2, 3)); // 输出8.03. 随机数生成：不止于 Math.random()
// 方案1：Math.random() [0,1)
System.out.println(Math.random()); // 方案2：ThreadLocalRandom（Java 7+）
import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;
System.out.println(ThreadLocalRandom.current().nextInt(1, 100));三、方案对比：不同需求如何选型？
| 需求场景 | 推荐方案 | 优点 | 缺点 |
| 简单随机数 | Math.random() | 语法简单 | 线程安全差，性能低 |
| 高并发随机数 | ThreadLocalRandom | 线程安全，性能高 | 仅支持Java 7+ |
| 高精度计算 | BigDecimal | 精度可控制 | 代码复杂度高 |
| 科学计算（如物理引擎） | Math.sin/cos/tan 等 | 内置优化，精度可靠 | 需注意角度单位转换 |
四、可视化流程图：Math 类方法分类
五、实战对比：生成1~100随机整数
// 方案1：Math.random()
int r1 = (int)(Math.random() * 100) + 1;// 方案2：ThreadLocalRandom
int r2 = ThreadLocalRandom.current().nextInt(1, 101);// 性能对比：100万次调用耗时
// Math.random(): ~120ms
// ThreadLocalRandom: ~80ms六、专有名词说明表
| 术语 | 解释 |
| JDK | Java Development Kit，Java开发工具包 |
| API | 应用程序编程接口，提供预定义功能 |
| 线程安全 | 多线程环境下数据一致性保障 |
| 浮点数精度丢失 | 小数在计算机中的二进制表示误差 |
| BigDecimal | Java 提供的高精度数值计算类 |
| ThreadLocalRandom | Java 7 引入的线程绑定随机数生成器 |
| 弧度（Radian） | 角度单位，180°=π 弧度 |
七、总结
Math 类是 Java 开发的 瑞士军刀，从随机密码生成到游戏物理引擎计算，都离不开它。
选择建议：
- 简单场景用
Math.random()和Math.pow() - 高并发场景优先
ThreadLocalRandom - 金融/科学计算结合
BigDecimal
扩展思考：如果让你设计一个抽奖概率算法，会如何利用 Math 类实现？
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