Go 語言的標準庫 math 提供了一系列基礎數學函數和常量，用于進行科學計算、幾何計算和其他數學相關的操作。以下是一些 math 包中的核心功能和函數。

一、math包

主要功能

Go 語言的標準庫 math 包主要用于解決各種基礎和高級數學運算問題，它提供了大量數學函數和常量，服務于編程中涉及的數學需求。math 包主要解決的問題包括但不限于以下幾個方面：

1. 三角函數計算：

   • 正弦（Sin）、余弦（Cos）、正切（Tan）、反正弦（Asin）、反余弦（Acos）、反正切（Atan）以及相應的雙曲函數。

2. 指數和對數運算：

   • 自然對數（Log，以 e 為底），常用對數（Log10，以 10 為底），指數函數（Exp），冪運算（Pow），以及針對特定場景優化的 Log1p（用于計算 log(1+x) 避免精度損失）。

3. 超越函數：

   • 冪運算（如平方根Sqrt）、伽馬函數（Gamma）、誤差函數（Erf）、互補誤差函數（Erfc）以及其他特殊函數如 Bessel 函數（J0, J1 等）。

4. 浮點數操作：

   • 浮點數的絕對值（Abs）、取整（Floor, Ceil, Trunc）、四舍五入（Round）、分解為分數和指數形式（Frexp 和 Ldexp）、判斷是否為無窮大或NaN（IsInf, IsNaN）以及處理浮點數邊界問題（如最小非零正浮點數）。

5. 幾何計算：

   • 求直角三角形邊長關系（如 Hypot 函數計算歐幾里得范數），以及模運算（Mod）。

6. 數學常數：

   • 提供了常用的數學常數，如圓周率 Pi 和自然對數的底數 e。

7. 比較和取值限制：

   • 提供了 Min 和 Max 函數來獲取兩個數之間的較大或較小值。

常量：

• math.MaxFloat64 和 math.SmallestNonzeroFloat64 分別表示 IEEE-754 浮點數的最大值和最小非零正值。
• math.Pi 表示圓周率 π。
• math.E 表示自然對數的底數 e。

示例代碼

 fmt.Printf("float64的最大值是:%.f\n", math.MaxFloat64)fmt.Printf("float64的最小值是:%.f\n", math.SmallestNonzeroFloat64)fmt.Printf("float32的最大值是:%.f\n", math.MaxFloat32)fmt.Printf("float32的最小值是:%.f\n", math.SmallestNonzeroFloat32)fmt.Printf("Int8的最大值是:%d\n", math.MaxInt8)fmt.Printf("Int8的最小值是:%d\n", math.MinInt8)fmt.Printf("Uint8的最大值是:%d\n", math.MaxUint8)fmt.Printf("Int16的最大值是:%d\n", math.MaxInt16)fmt.Printf("Int16的最小值是:%d\n", math.MinInt16)fmt.Printf("Uint16的最大值是:%d\n", math.MaxUint16)fmt.Printf("Int32的最大值是:%d\n", math.MaxInt32)fmt.Printf("Int32的最小值是:%d\n", math.MinInt32)fmt.Printf("Uint32的最大值是:%d\n", math.MaxUint32)fmt.Printf("Int64的最大值是:%d\n", math.MaxInt64)fmt.Printf("Int64的最小值是:%d\n", math.MinInt64)fmt.Printf("圓周率默認為:%.200f\n", math.Pi)

運行結果

float64的最大值是:179769313486231570814527423731704356798070567525844996598917476803157260780028538760589558632766878171540458953514382464234321326889464182768467546703537516986049910576551282076245490090389328944075868508455133942304583236903222948165808559332123348274797826204144723168738177180919299881250404026184124858368
float64的最小值是:0
float32的最大值是:340282346638528859811704183484516925440
float32的最小值是:0
Int8的最大值是:127
Int8的最小值是:-128
Uint8的最大值是:255
Int16的最大值是:32767
Int16的最小值是:-32768
Uint16的最大值是:65535
Int32的最大值是:2147483647
Int32的最小值是:-2147483648
Uint32的最大值是:4294967295
Int64的最大值是:9223372036854775807
Int64的最小值是:-9223372036854775808
圓周率默認為:3.14159265358979311599796346854418516159057617187500000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000

函數：

數值運算：

• math.Abs(x float64) float64 返回 x 的絕對值。
• math.Ceil(x float64) float64 返回大于或等于 x 的最小整數。
• math.Floor(x float64) float64 返回小于或等于 x 的最大整數。
• math.Pow(x, y float64) float64 返回 x 的 y 次方。
• math.Sqrt(x float64) float64 返回 x 的平方根。
• math.Cbrt(x float64) float64 返回 x 的立方根。

三角函數：

• math.Sin(x float64) float64 返回 x 弧度的正弦值。
• math.Cos(x float64) float64 返回 x 弧度的余弦值。
• math.Tan(x float64) float64 返回 x 弧度的正切值。
• 還有它們的反函數如 math.Asin, math.Acos, math.Atan，以及雙角形式如 math.Sinh, math.Cosh, math.Tanh 等。

對數函數：

• math.Log(x float64) float64 返回 x 的自然對數（以 e 為底）。
• math.Log10(x float64) float64 返回 x 的以10為底的對數。
• math.Exp(x float64) float64 返回 e 的 x 次方。

隨機數相關：

雖然 math 包本身不直接提供隨機數生成器，但 math/rand 子包提供了生成偽隨機數的功能：

• rand.Intn(n int) int 返回一個在 [0, n) 范圍內的隨機整數。
• rand.Float64() float64 返回 [0.0, 1.0) 范圍內的隨機浮點數。

要使用這些函數，你需要導入對應的包：

import ("fmt""math"
)func main() {// 示例用法val := math.Sin(math.Pi / 2)fmt.Println(val)
}

此外，math 包還包含其他高級數學函數，比如求最大公約數 (GCD)、最小二乘解 (Sqrt)、反正切函數的完整范圍版本 (Atan2) 等。通過查閱官方文檔可以獲得更完整的函數列表和詳細說明。

二、示例代碼一

package mainimport ("fmt""math"
)func main() {/*取絕對值,函數簽名如下:func Abs(x float64) float64*/fmt.Printf("[-3.14]的絕對值為:[%.2f]\n", math.Abs(-3.14))/*取x的y次方，函數簽名如下:func Pow(x, y float64) float64*/fmt.Printf("[2]的16次方為:[%.f]\n", math.Pow(2, 16))/*取余數，函數簽名如下:func Pow10(n int) float64*/fmt.Printf("10的[3]次方為:[%.f]\n", math.Pow10(3))/*取x的開平方，函數簽名如下:func Sqrt(x float64) float64*/fmt.Printf("[64]的開平方為:[%.f]\n", math.Sqrt(64))/*取x的開立方，函數簽名如下:func Cbrt(x float64) float64*/fmt.Printf("[27]的開立方為:[%.f]\n", math.Cbrt(27))/*向上取整，函數簽名如下:func Ceil(x float64) float64*/fmt.Printf("[3.14]向上取整為:[%.f]\n", math.Ceil(3.14))/*向下取整，函數簽名如下:func Floor(x float64) float64*/fmt.Printf("[8.75]向下取整為:[%.f]\n", math.Floor(8.75))/*取余數，函數簽名如下:func Floor(x float64) float64*/fmt.Printf("[10/3]的余數為:[%.f]\n", math.Mod(10, 3))/*分別取整數和小數部分,函數簽名如下:func Modf(f float64) (int float64, frac float64)*/Integer, Decimal := math.Modf(3.14159265358979)fmt.Printf("[3.14159265358979]的整數部分為:[%.f],小數部分為:[%.14f]\n", Integer, Decimal)
}

三、示例代碼二

生成隨機數。

package mainimport ("fmt""math/rand""time"
)func init() {//以時間作為初始化種子rand.Seed(time.Now().UnixNano())
}
func main() {for i := 0; i < 10; i++ {a := rand.Int()fmt.Println(a)}fmt.Println("------------")for i := 0; i < 10; i++ {a := rand.Intn(100)fmt.Println(a)}fmt.Println("------------")for i := 0; i < 10; i++ {a := rand.Float32()fmt.Println(a)}
}

小結

通過這些函數和常量的支持，math 包使得 Go 程序員能夠方便地在程序中進行精確的數學計算和分析，覆蓋了大多數實際編程中可能遇到的基礎數學需求。同時，math 包也是構建更復雜算法和數學應用的基礎模塊。