[Java] 수학 관련 클래스(Random, Math)

[ 수학 관련 클래스 ]

• 수학 관련 클래스들은 java.lang, java.util 패키지에 정의되어 있으며, 난수 생성 및 수학 연산에 사용

1. Random

• 난수를 발생시키는 클래스.
• Math.random()보다 더 직관적이고 다양한 타입의 난수 생성 가능

 

1) 생성자

생성자	설명
Random()	현재 시간 기반으로 seed 자동 설정
Random(long seed)	지정한 seed로 생성. 같은 seed → 같은 순서의 난수

⚠️ seed란?
- 난수 생성의 기준값.
- 같은 seed → 항상 같은 순서의 난수 생성
- 데이터 분석 시 결과 재현이 필요할 때 seed를 고정해서 사용
- seed를 지정하지 않으면 현재 시간 기반으로 자동 설정 → 실행할 때마다 다른 난수

⚠️ 범위 표기법 (수학 구간 표기)
- 대괄호 [] → 포함,
- 소괄호() → 불포함

표기	의미	예시
[a, b]	a 이상 b 이하 (양쪽 포함)	[0, 100] → 0~100
[a, b)	a 이상 b 미만 (오른쪽 불포함)	[0, 100) → 0~99
(a, b]	a 초과 b 이하 (왼쪽 불포함)	(0, 100] → 1~100
(a, b)	a 초과 b 미만 (양쪽 불포함)	(0, 100) → 1~99

2) 주요 메서드

메서드	반환 타입	설명
nextBoolean()	boolean	true 또는 false 반환
nextInt()	int	int 범위의 임의의 값 반환
nextInt(int bound)	int	0 이상 bound 미만의 값 반환
nextLong()	long	long 범위의 임의의 값 반환
nextDouble()	double	0.0 이상 1.0 미만의 값 반환
nextFloat()	float	0.0 이상 1.0 미만의 값 반환
nextBytes(byte[] bytes)	void	임의의 바이트를 배열에 저장
setSeed(long seed)	void	seed 값 재설정

Random random = new Random();

random.nextInt(100);      // 0~99 사이 정수
random.nextInt(6) + 1;    // 1~6 주사위

// 같은 seed → 같은 결과
Random r1 = new Random(42);
Random r2 = new Random(42);
r1.nextInt(); // r2.nextInt()와 동일한 값

 

2. Math

• 지수, 로그, 제곱근, 삼각 함수 등 수학 연산 메서드 모음.
• 모든 멤버가 static이라 객체 생성 없이 바로 사용 가능

1) 주요 메서드

메서드	반환 타입	설명
Math.abs(a)	double / int 등	절댓값 반환
Math.ceil(a)	double	올림
Math.floor(a)	double	내림
Math.round(a)	long / int	반올림
Math.max(a, b)	double / int 등	두 수 중 큰 값 반환
Math.min(a, b)	double / int 등	두 수 중 작은 값 반환
Math.pow(a, b)	double	a의 b승 반환
Math.sqrt(a)	double	제곱근 반환
Math.random()	double	0.0 이상 1.0 미만 난수 반환
Math.log(a)	double	자연로그(ln) 반환
Math.log10(a)	double	밑이 10인 로그 반환
Math.sin(a)	double	sin 반환 (a는 라디안)
Math.cos(a)	double	cos 반환 (a는 라디안)
Math.tan(a)	double	tan 반환 (a는 라디안)

Math.pow(2, 3);    // 8.0
Math.sqrt(16);     // 4.0
Math.abs(-5);      // 5

// 삼각함수 — 도(degree) → 라디안 변환 필요: degree * Math.PI / 180
Math.sin(30 * (Math.PI / 180)); // 0.5
Math.cos(60 * (Math.PI / 180)); // 0.5
Math.tan(45 * (Math.PI / 180)); // 1.0

// 반올림 / 올림 / 내림
Math.round(-3.6);  // -4     (반올림)
Math.round(-3.4);  // -3
Math.ceil(-3.6);   // -3.0   (올림)
Math.floor(-3.6);  // -4.0   (내림)

⚠️ (int) 형변환 vs Math.floor() 차이(int)-3.6 → -3 (소수점 버림, 0 방향) Math.floor(-3.6) → -4.0 (음의 무한대 방향) 음수에서 결과가 달라지므로 주의

값	round()	ceil()	floor()
-3.6	-4	-3.0	-4.0
-3.4	-3	-3.0	-4.0
3.5	4	4.0	3.0
3.6	4	4.0	3.0