Mathクラスを新人エンジニアに解説

2025年1月5日 2025年1月5日山崎講師

山崎講師

こんにちは。ゆうせいです。
今回は、JavaのMathクラスについて解説します！Mathクラスは数学的な操作を簡単に行うための便利なメソッドが揃ったクラスです。計算が必要なプログラムを作るときに必須となるツールなので、しっかりと理解していきましょう。

Mathクラスとは？

Mathクラスは、Javaが提供する標準ライブラリの1つで、数学的な操作を効率的に行うためのメソッドが含まれています。このクラスは静的クラスで、インスタンス化せずに直接メソッドを呼び出すことができます。

例えるなら…

Mathクラスは「電卓」に近いイメージです。足し算、引き算だけでなく、平方根や指数、三角関数など、高度な計算が必要なときに役立ちます。

Mathクラスの使い方

Mathクラスのメソッドはすべて静的メソッドなので、以下のように直接呼び出します。

Math.メソッド名(引数);

例えば、平方根を求める場合：

double result = Math.sqrt(16); // 16の平方根を計算
System.out.println(result);    // 結果は4.0

主なメソッド一覧

Mathクラスでよく使われるメソッドをいくつか紹介します。

1. 絶対値を求める

int absValue = Math.abs(-10);  // 結果は10

absメソッドは、引数の絶対値（正の値）を返します。例えば、温度差や距離など負の値を扱いたくない場合に便利です。

2. 最大値と最小値

int maxValue = Math.max(5, 10);  // 結果は10
int minValue = Math.min(5, 10);  // 結果は5

maxメソッドとminメソッドは、それぞれ2つの値の中から最大値、最小値を返します。

3. べき乗を計算する

double power = Math.pow(2, 3);  // 2の3乗（結果は8.0）

powメソッドは、底（base）と指数（exponent）を指定して、べき乗を計算します。

4. 平方根を求める

double squareRoot = Math.sqrt(25);  // 結果は5.0

sqrtメソッドは、指定した値の平方根を求めます。

5. 四捨五入や切り捨て

四捨五入：Math.round()
切り上げ：Math.ceil()
切り捨て：Math.floor()

double roundValue = Math.round(3.6);  // 結果は4
double ceilValue = Math.ceil(3.1);    // 結果は4.0
double floorValue = Math.floor(3.9);  // 結果は3.0

これらは値を調整する際に役立ちます。

6. 三角関数

三角関数を計算する際にもMathクラスは活躍します。
Math.sin(), Math.cos(), Math.tan() を使って、それぞれ正弦、余弦、正接を計算します。

double sinValue = Math.sin(Math.PI / 2); // 結果は1.0
double cosValue = Math.cos(0);           // 結果は1.0
double tanValue = Math.tan(Math.PI / 4); // 結果は1.0

注意：引数はラジアン（度ではない）で指定します。度からラジアンへの変換には以下を使います。

double radians = Math.toRadians(90);  // 90度をラジアンに変換
double degrees = Math.toDegrees(Math.PI);  // πラジアンを度に変換

7. ランダムな数値を生成する

Mathクラスを使ってランダムな数値を生成することもできます。

double randomValue = Math.random();  // 0.0以上1.0未満の乱数を生成

この乱数を整数に変換する方法もあります。

int randomInt = (int)(Math.random() * 10);  // 0から9までの整数を生成

Mathクラスのメリットと注意点

メリット

計算が簡単にできる：手動でアルゴリズムを書く必要がありません。
精度が高い：内部で厳密な計算が行われます。
汎用性が高い：数学的操作の多くがサポートされています。

注意点

Math.random()の範囲：0.0以上1.0未満の乱数しか生成できません。特定の範囲で乱数を生成する場合は工夫が必要です。
三角関数の単位：角度はラジアンで指定する必要があります。

練習問題

以下のプログラムを作ってみましょう！

問題：ランダムな数値を使った四捨五入のテスト

Math.random()で0.0以上10.0未満の小数を生成。
生成された数値を四捨五入（Math.round()）し、結果を表示。

ヒント：

double randomValue = Math.random() * 10;  // 0～10の乱数
long roundedValue = Math.round(randomValue);

まとめと次のステップ

Mathクラスを使えば、複雑な計算も簡単に行えます！基礎的なメソッドを覚えたら、実際に使いながら応用力を高めましょう。次は以下を学ぶと良いですね。

BigDecimal：より高精度の数値計算。
カスタムの計算ロジック：Mathクラスを組み合わせた複雑なプログラム。

数学的なプログラムを組むことで、より高度なスキルを身につけられますよ！

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投稿者プロフィール

山崎講師代表取締役

セイ・コンサルティング・グループ株式会社代表取締役。
岐阜県出身。
2000年創業、2004年会社設立。
IT企業向け人材育成研修歴業界歴20年以上。
すべての無駄を省いた費用対効果の高い「筋肉質」な研修を提供します！
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