Как найти степень числа java

В этой статье мы расскажем о том, как выполнять возведение в степень в языке программирования Java. Читателю будут представлены 5 актуальных способов решения поставленной задачи.

Но прежде чем мы приступим к перечислению способов, давайте для начала вспомним, что же вообще представляет собой операция возведения:

Таким образом, речь идет об умножении числа на свое же значение n-е количество раз. Умножаемое число — это основание степени, а количество операций по умножению — показатель. Результат такого перемножения и будет называться возведением в степень. Для числа 3³ результат будет равен 27, так как 3 х 3 х 3 = 27.

Теперь давайте рассмотрим, как это все реализуется в языке программирования Java.

Math pow

Использование класса Math — наиболее простой вариант решения поставленной задачи. На практике его применяют в большинстве ситуаций. Public class Math включает в себя математические методы, в том числе те, которые связаны с геометрией и тригонометрией. В этом классе методы реализованы в качестве статических, следовательно, есть возможность вызывать их через имя класса Math, не создавая объект класса.

Смотрим код:

public static int pow(int value, int powValue) {

   return (int) Math.pow(value, powValue);

}

Здесь пришлось использовать операцию приведения типа (int), т. к. этот метод класса Math осуществляет возвращение значения типа double (аргументы, по сути, тоже double, однако там применяется неявное приведение типа).

Теперь рассмотрим несколько дополнительных вариантов решения поставленной задачи.

Значение квадрата числа

Начнем с наиболее простого и напишем метод по возведению в квадрат:

Выполняем вызов в main:

public static void main(String[] args) {

   System.out.println(Solution.pow(7));

}

Как видим, возведение в квадрат сложностей не вызывает.

Число в степени

Чаще всего нам приходится работать не с квадратным значением числа, а с числом в определенной степени. Усложним предыдущий вариант и задействуем кастомное Java pow-значение:

public static void main(String[] args) {

   System.out.println(Solution.pow(7, 4));

}

public static int pow(int value, int powValue) {

   int result = 1;

   for (int a = 1; а <= powValue; а++) {

       result = result * value;

   }

   return result;

}

Алгоритм несложен: мы как будто задаем точку отсчета result, а потом умножаем его на значение value столько, сколько будет работать цикл с powValue.

Рекурсия

Следующий вариант является уже более экзотичным.

Вы должны знать, что рекурсия позволяет методу осуществлять вызов самого себя. В языке программирования Java такие методы тоже есть и называются они рекурсивными.

На практике рекурсивно можно решать многие алгоритмические задачи. Наша — не исключение. Давайте выполним возведение в степень рекурсивно:

Как видно из реализации, существуют 2 момента:

1. Условие выхода из рекурсии. Если возведенное значение степени достигает единицы, нас выбрасывает назад.
   1. Непосредственный механизм умножения value на результат вызова того же самого метода, однако с powValue — 1.

Для совсем ленивых разработчиков существуют способы «из коробки». Рассмотрим один из них.

BigInteger

BigInteger — это класс, который обеспечивает хранение целых чисел произвольной величины. Здесь существуют разные арифметические методы, которые позволяют работать с числами.

Выполняем возведение посредством BigInteger в Java:

Тут все предельно просто и не нуждается в дополнительных разъяснениях, не так ли? Однако на сегодня все, теперь вы будете знать о разных способах, позволяющих возводить в степень в «Джава».  

По материалам: https://javarush.ru/groups/posts/2828-kak-vihpolnitjh-vozvedenie-v-stepenjh-v-java.

Интересуют более продвинутые знания по языку программирования Java? Добро пожаловать на курсы в Otus!

Описание

Метод Math.pow() – возводит значение первого аргумента в степень второго аргумента, тем самым позволяет осуществить быстрое возведение в степень любых значений.

Синтаксис

double pow(double base, double exponent)

Параметры

Подробная информация о параметрах:

• base – любой примитивный тип данных.
• exponent – любой примитивный тип данных.

Возвращаемое значение

• В Java Math.pow() возвращает double значение первого аргумента, возведенное в степень второго аргумента.

Пример 1: возведение числа в квадрат и куб

Для возведения любого числа в квадрат с помощью метода Math.pow() необходимо в качестве второго аргумента использовать значение 2, а для возведения в куб – 3 и т.д. Заметьте, для вывода на экран целого значения используется “%.0f”, так как метод возвращает double значение.

public class Test{ 

   public static void main(String args[]){
      // Возведение в квадрат числа 3  
      int a1 = 3;
      int b1 = 2;
      System.out.printf("Число 3 в квадрате равно %.0f n", Math.pow(a1, b1));
      
      // Возведение в квадрат числа 5  
      int a2 = 5;
      int b2 = 2;
      System.out.println("Число 5 в квадрате равно " + Math.pow(a2, b2));
      
      // Возведение в куб числа 2  
      int a3 = 2;
      int b3 = 3;
      System.out.printf("Число 2 в кубе равно %.0f n", Math.pow(a3, b3));
      
      // Возведение в куб числа 3  
      int a4 = 3;
      int b4 = 3;
      System.out.println("Число 3 в кубе равно " + Math.pow(a4, b4));
   }
}

Получим следующий результат:

Число 3 в квадрате равно 9 
Число 5 в квадрате равно 25.0
Число 2 в кубе равно 8 
Число 3 в кубе равно 27.0

Пример 2: возведение числа в дробную степень

public class Test{ 

   public static void main(String args[]){
      double x1 = 10.635;
      double y1 = 3.76;
      System.out.printf("Значение %.3f в степени %.2f равно %.3f n", x1, y1, Math.pow(x1, y1));
      System.out.printf("pow(%.3f, %.3f) = %.3f nn", x1, y1, Math.pow(x1, y1));
      
      int x2 = 2;
      double y2 = 3.76;
      System.out.printf("Значение 2 в степени %.2f равно %.3f n", y2, Math.pow(x2, y2));
      System.out.printf("pow(2, %.3f) = %.3f", y2, Math.pow(x2, y2));
   }
}

Получим следующий результат:

Значение 10,635 в степени 3,76 равно 7253,256 
pow(10,635, 3,760) = 7253,256 

Значение 2 в степени 3,76 равно 13,548 
pow(2, 3,760) = 13,548

Пример 3: возведение числа в отрицательную степень

public class Test{ 

   public static void main(String args[]){
      // Возведение числа в отрицательную дробную степень  
      double x = 7.525;
      double y = -1.49;
      System.out.printf("Значение %.3f в степени %.2f равно %.3f n", x, y, Math.pow(x, y));
      System.out.printf("pow(%.3f, %.3f) = %.3f nn", x, y, Math.pow(x, y));
      
      // Возведение числа в отрицательную степень 
      int a = 2;
      int b = -2;
      System.out.printf("Значение 2 в степени -2 равно %.2f n", Math.pow(a, b));
      System.out.printf("pow(2, -2) = %.2f", Math.pow(a, b));
   }
}

Получим следующий результат:

Значение 7,525 в степени -1,49 равно 0,049 
pow(7,525, -1,490) = 0,049 

Значение 2 в степени -2 равно 0,25 
pow(2, -2) = 0,25

Пример 4: возведение отрицательного числа степень

Заметьте, что при возведении отрицательного числа в дробную степень мы не получим результат (NaN).

public class Test{ 

   public static void main(String args[]){
      // Возведение отрицательного дробного числа в степень  
      double x1 = -7.525;
      double y1 = 1.49;
      System.out.printf("Значение %.3f в степени %.2f равно %.3f n", x1, y1, Math.pow(x1, y1));
      System.out.printf("pow(%.3f, %.3f) = %.3f nn", x1, y1, Math.pow(x1, y1));
      
      double x2 = -7.525;
      double y2 = 2;
      System.out.printf("Значение %.3f в степени %.0f равно %.3f n", x2, y2, Math.pow(x2, y2));
      System.out.printf("pow(%.3f, %.0f) = %.3f nn", x2, y2, Math.pow(x2, y2));
      
      double x3 = -7.525;
      double y3 = 3;
      System.out.printf("Значение %.3f в степени %.0f равно %.3f n", x3, y3, Math.pow(x3, y3));
      System.out.printf("pow(%.3f, %.0f) = %.3f nn", x3, y3, Math.pow(x3, y3));
      
      // Возведение отрицательного числа в степень 
      int a1 = -2;
      int b1 = 2;
      System.out.printf("Значение -2 в степени 2 равно %.0f n", Math.pow(a1, b1));
      System.out.printf("pow(-2, 2) = %.0f nn", Math.pow(a1, b1));
      
      int a2 = -2;
      int b2 = 3;
      System.out.printf("Значение -2 в степени 3 равно %.0f n", Math.pow(a2, b2));
      System.out.printf("pow(-2, 3) = %.0f", Math.pow(a2, b2));
   }
}

Получим следующий результат:

Значение -7,525 в степени 1,49 равно NaN 
pow(-7,525, 1,490) = NaN 

Значение -7,525 в степени 2 равно 56,626 
pow(-7,525, 2) = 56,626 

Значение -7,525 в степени 3 равно -426,108 
pow(-7,525, 3) = -426,108 

Значение -2 в степени 2 равно 4 
pow(-2, 2) = 4 

Значение -2 в степени 3 равно -8
pow(-2, 3) = -8

Пример 5: возведение каждого числа в квадрат и вывод на экран

public class Test{ 

   public static void main(String args[]){
      int a = 1; // Начальное число
      int b = 10; // Конечное число
      
      // Возведение каждого числа в квадрат и вывод на экран
      for (int i = a; i <= b; i++){
          System.out.printf("Значение " + i + " в квадрате равно %.0f n", Math.pow(i, 2));
      }
   }
}

Получим следующий результат:

Значение 1 в квадрате равно 1 
Значение 2 в квадрате равно 4 
Значение 3 в квадрате равно 9 
Значение 4 в квадрате равно 16 
Значение 5 в квадрате равно 25 
Значение 6 в квадрате равно 36 
Значение 7 в квадрате равно 49 
Значение 8 в квадрате равно 64 
Значение 9 в квадрате равно 81 
Значение 10 в квадрате равно 100