一文了解 Go 标准库 math 和 rand 的常用函数

原创

陈明勇

发布于 2023-10-15 23:20:34

7270

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math 标准库

math 标准库提供了一些常量如 int64 类型的最大值、float64 类型的最大值等，和常用的数学计算函数。

常用函数

函数	说明
`Abs(x float64) float64`	传入 `x` 参数，返回 `x` 的绝对值
`Max(x, y float64) float64`	传入 `x`、`y` 参数，返回 `x` 与 `y` 中的最大值
`Min(x, y float64) float64`	传入 `x`、`y` 参数，返回 `x` 和 `y` 中的最小值
`Ceil(x float64) float64`	传入 `x` 参数，返回一个大于等于 `x` 的最小整数值，也就是向上取整
`Floor(x float64) float64`	传入 `x` 参数，返回一个小于等于 `x` 的最小整数值，也就是向下取整
`Trunc(x float64) float64`	传入 `x` 参数，返回浮点数 `x` 的整数部分，使用 `Floor` 函数也能实现
`Dim(x, y float64) float64`	传入 `x`、`y` 参数，返回 `x-y` 与 `0` 中最大的值
`Mod(x, y float64) float64`	对 `x / y` 进行取余运算 `x % y`
`Pow(x, y float64) float64`	计算 `x` 的 `y` 次幂
`Sqrt(x float64) float64`	对 `x` 开平方
`Cbrt(x float64) float64`	对 `x` 开立方
`Modf(f float64) (int float64, frac float64)`	分别取出 `f` 的整数部分和小数部分

如果想了解更多函数介绍和使用，可以到 https://pkg.go.dev/math 进行查看。

Abs 函数

Abs(x float64) float64：返回 x 的绝对值。

示例：

import (
    "fmt"
    "math"
)

func main() {
    fmt.Println(math.Abs(-3.14)) // 3.14
}

Max 函数

Max(x, y float64) float64：返回 x 与 y 中的最大值。

示例：

import (
    "fmt"
    "math"
)

func main() {
    fmt.Println(math.Max(1.5, 2.5)) // 2.5
}

Min 函数

Min(x, y float64) float64：返回 x 和 y 中的最小值。

示例：

import (
    "fmt"
    "math"
)

func main() {
    fmt.Println(math.Min(1.5, 2.5)) // 1.5
}

Ceil

Ceil(x float64) float64：返回一个大于等于 x 的最小整数值，也就是向上取整。

示例：

import (
    "fmt"
    "math"
)

func main() {
    fmt.Println(math.Ceil(1.4)) // 2
    fmt.Println(math.Ceil(2))   // 2
}

Floor 函数

Ceil(x float64) float64：返回一个小于等于 x 的最小整数值，也就是向下取整。

示例：

import (
    "fmt"
    "math"
)

func main() {
    fmt.Println(math.Floor(1.4)) // 1
    fmt.Println(math.Floor(1))   // 1
}

Trunc 函数

Trunc(x float64) float64：返回浮点数 x 的整数部分，使用 Floor 函数也能实现。

示例：

import (
    "fmt"
    "math"
)

func main() {
    fmt.Println(math.Trunc(1.4)) // 1
}

Dim 函数

Dim(x, y float64) float64：返回 x-y 与 0 中最大的值。

示例：

import (
    "fmt"
    "math"
)

func main() {
    fmt.Println(math.Dim(2.0, 1.0)) // 1
    fmt.Println(math.Dim(1.0, 2.0)) // 0
}

Mod 函数

Mod(x, y float64) float64：对 x / y 进行取余运算 x % y。

示例：

import (
    "fmt"
    "math"
)

func main() {
    fmt.Println(math.Mod(5.0, 3.0)) // 3
    fmt.Println(math.Mod(3.0, 3.0)) // 0
}

Pow 函数

Pow(x, y float64) float64：计算 x 的 y 次幂。

示例：

import (
    "fmt"
    "math"
)

func main() {
    fmt.Println(math.Pow(2, 1)) // 2
    fmt.Println(math.Pow(2, 5)) // 32
}

Sqrt 函数

Sqrt(x float64) float64：对 x 开平方。

示例：

import (
    "fmt"
    "math"
)

func main() {
    fmt.Println(math.Sqrt(64)) // 8
    fmt.Println(math.Sqrt(16)) // 4
}

Cbrt 函数

Cbrt(x float64) float64：对 x 开立方。

示例：

import (
    "fmt"
    "math"
)

func main() {
    fmt.Println(math.Cbrt(64)) // 4
    fmt.Println(math.Cbrt(8))  // 2
}

Modf 函数

Modf(f float64) (int float64, frac float64)：分别取出 f 的整数部分和小数部分。

int 参数，整数部分。
frac 参数，小数部分。

示例：

import (
    "fmt"
    "math"
)

func main() {
    integer, decimal := math.Modf(3.1415)
    fmt.Printf("整数部分：%.f 小数部分：%.4f", integer, decimal) // 整数部分：3 小数部分：0.1415
}

rand

rand 标准库提供了多个获取不同类型随机数的函数。

常用函数

函数	说明
`Int() int`	返回一个 `int` 类型的非负的伪随机数
`Intn(n int) int`	返回一个 `0` 到 `n` 中（不包括 `n`）的 `int` 类型的非负伪随机数
`Int31() int32`	返回一个 `int32` 类型的非负的伪随机数
`Uint32() uint32`	返回一个 `uint32` 类型的非负的伪随机数
`Int31n(n int32) int32`	返回一个 `0` 到 `n` 中（不包括 `n`）的 `int32` 类型的非负伪随机数
`Int63() int64`	返回一个 `int64` 类型的非负的伪随机数
`Uint64() uint64`	返回一个 `uint64` 类型的非负的伪随机数
`Int63n(n int64) int64`	返回一个 `0` 到 `n` 中（不包括 `n`）的 `int64` 类型的非负伪随机数
`Float32() float32`	返回一个 `0.0` 到 `1.0` 中（不包括 `1.0`）的 `float32` 类型的非负伪随机数
`Float64() float64`	返回一个 `0.0` 到 `1.0` 中（不包括 `1.0`）的 `float64` 类型的非负伪随机数
`Seed(seed int64)`	设置随机种子，使得每次获取随机数的值都不一样

如果想了解更多函数介绍和使用，可以到 https://pkg.go.dev/math/rand 进行查看。

代码示例

import (
    "fmt"
    "math/rand"
)

func main() {
    fmt.Println(rand.Int())      // 5577006791947779410
    fmt.Println(rand.Intn(10))   // 7
    fmt.Println(rand.Int31())    // 1427131847
    fmt.Println(rand.Uint32())   // 1879968118
    fmt.Println(rand.Int31n(10)) // 1
    fmt.Println(rand.Int63())    // 6334824724549167320
    fmt.Println(rand.Uint64())   // 9828766684487745566
    fmt.Println(rand.Int63n(10)) // 8
    fmt.Println(rand.Float32())  // 0.09696952
    fmt.Println(rand.Float64())  // 0.30091186058528707
}

多次运行上述代码，发现获取到的随机数都是一样的，这是因为我们没有设置随机种子。可以通过 Seed 函数进行设置：

import (
    "fmt"
    "math/rand"
    "time"
)

func main() {
    rand.Seed(time.Now().Unix())
    fmt.Println(rand.Intn(10))
}

使用 Seed 函数设置随机种子，将当前时间的秒数作为参数。后续多次获取随机数的值将不会一直一样。

小结

本文介绍了标准库 math 和 rand 的常用函数的用法，并通过例子进行说明。

math 库里虽说有最大值和最小值比较，但是形参类型必须是浮点型，如果我们想比较的是整型的最大最小值，就得自己封装函数。

获取随机数时，不要忘记设置随机种子，否则多次获取到的随机数将会是一样的。

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