Math NumberFormat Date DateFormat

數字與日期的運算及格式化

作者: 許裕永

學習Ｊａｖａ的重點，是學會如何應用類別。在前面的章節，我們學會了兩種類別應用的方式：
１、建構某一類別的物件，用物件執行實體方法成員。
２、用類別名稱呼叫類別方法成員。
本章將繼續以這兩種應用方式，使用Ｊａｖａ提供的類別，來做數字與日期的運算及格式化。
　
1. Ｍａｔｈ
ｊａｖａ‧ｌａｎｇ‧Ｍａｔｈ類別中，宣告了相當多的類別方法成員，來協助設計師執行數學運算。
１－１　物件建構
在ＪＤＫ說明文件中，Ｍａｔｈ類別並沒有提供建構方法，這表示Ｍａｔｈ類別不接受用ｎｅｗ的方式來建構物件。
而且類別中宣告的方法，全部都是類別方法（ｓｔａｔｉｃ），所以也沒有必要建構物件。
　
１－２　重要方法
方法一：ｓｔａｔｉｃ　資料型別　ａｂｓ（參數）
運算結果：參數的絕對值，運算結果的資料型別就是參數的型別。
　
方法二：ｓｔａｔｉｃ　ｄｏｕｂｌｅ　ｃｅｉｌ（ｄｏｕｂｌｅ　ａ）
運算結果：參數小數點第一位無條件進位後之值。
　
例一：
System.out.println(Math.ceil(8.4));
System.out.println(Math.ceil(-8.4));
列印結果：９‧０　－８‧０。兩點注意：１、運算結果的資料型別是ｄｏｕｂｌｅ。２、－８‧４進位後為－８‧０不是－９‧０。
　
方法三：ｓｔａｔｉｃ　ｄｏｕｂｌｅ　ｆｌｏｏｒ（ｄｏｕｂｌｅ　ａ）　
運算結果：參數小數點無條件捨去後之值。
　
方法四：資料型別　ｍａｘ（參數，參數）
運算結果：兩個參數的較大值，運算結果的資料型別就是參數的型別。
　
方法五：資料型別　ｍｉｎ（參數，參數）
運算結果：兩個參數的較小值，運算結果的資料型別就是參數的型別。
　
方法六：ｄｏｕｂｌｅ　ｐｏｗ（ｄｏｕｂｌｅ　ａ，　ｄｏｕｂｌｅ　ｂ）
運算結果：參數ａ的參數ｂ次方值。
　
例一：
System.out.println(Math.pow(2,3));
列印結果：８。
　
方法七：ｄｏｕｂｌｅ　ｒａｎｄｏｍ（）
運算結果：大於等於０‧０而且小於１‧０的亂數。請注意，沒有等於１。
　
例一：
System.out.println(Math.random());
System.out.println((int)(Math.random()*10));
System.out.println((int)(Math.random()*10)+1);
System.out.println((int)(Math.random()*12345)%41+1);
第一行敍述句：列印一個有小數點的亂數。
第二行敍述句：列印０～９之間的整數亂數。
第三行敍述句：列印１～１０之間的整數亂數。
第四行敍述句：列印１～４２之間的整數亂數。
　
方法八：資料型別　ｒｏｕｎｄ（參數）　
運算結果：參數四捨五入的運算。若參數型別為ｄｏｕｂｌｅ則運算結果的資料型別為ｌｏｎｇ；
若參數型別為ｆｌｏａｔ則運算結果的資料型別為ｉｎｔ。
請注意若參數值為負值時，其進位方式為－０‧１～－０‧５進位；－０‧６～－０‧９捨去。
　
例一：
System.out.println(Math.round(3.5));
System.out.println(Math.round(-3.5));
System.out.println(Math.round(-3.6));
列印結果：４　－３　－４。
第二行敍述句中的參數－３‧５，其－０‧５需進位，但因為是負值，所以進位方式是取消小數點後的值（－３＞－３‧５）。
第三行敍述句中的參數－３‧６，其－０‧６需捨去，但因為是負值，所以捨去方式是取消小數點後的值再減１（－４＜－３‧６）。
總而言之，無論正負值，其小數點後第一個位數的值，接近１的５個值執行整數值加１
（正值的０‧５～０‧９，負值的－０‧１～－０‧５）；
剩下的４個值執行整數值減１。
　
例二：
int a=Math.round(3.5);
本敍述句會造成編譯錯誤，因為參數３‧５是ｄｏｕｂｌｅ的型別，所以Ｍａｔｈ‧ｒｏｕｎｄ（３‧５）運算結果的型別為ｌｏｎｇ，
而變數ａ的資料型別是ｉｎｔ。
　
方法九：ｄｏｕｂｌｅ　ｓｑｒｔ（ｄｏｕｂｌｅ　ａ）
運算結果：參數開根號之值。
　
Ｍａｔｈ中還有一些比較特殊的方法，如指數與對數或三角函數的運算，請有用到的讀者自行練習。
　
2. ＮｕｍｂｅｒＦｏｒｍａｔ
Ｍａｔｈ類別只提供數字運算的方法，而運算後的值若要以特定的格式輸出，
就要使用ｐａｃｋａｇｅ　ｊａｖａ‧ｔｅｘｔ中的ＮｕｍｂｅｒＦｏｒｍａｔ類別。
　
２－１　物件建構
ＮｕｍｂｅｒＦｏｒｍａｔ類別是一個抽象類別（ａｂｓｔｒａｃｔ），抽象類別不可以直接建構成物件（後續章節介紹），
雖然ＪＤＫ文件中有宣告一個建構方法，還是不能用ｎｅｗ來建構物件。
但是用來格式化數值的方法：ｆｏｒｍａｔ（參數）。是一個實體方法成員，也就是必須用物件才能呼叫的方法。
所以如何建構抽象類別的物件，再用該物件來呼叫實體方法成員，就是本節的重點了。
　
２－２　重要方法
方法一：ｓｔａｔｉｃ　ＮｕｍｂｅｒＦｏｒｍａｔ　ｇｅｔＩｎｓｔａｎｃｅ（）
運算結果：建構一個預設格式的ＮｕｍｂｅｒＦｏｒｍａｔ類別的物件（取小數點後三位數）。
　
方法二：Ｓｔｒｉｎｇ　ｆｏｒｍａｔ（參數）
運算結果：將參數依照執行本方法的ＮｕｍｂｅｒＦｏｒｍａｔ物件中的格式設定值，來建構Ｓｔｒｉｎｇ物件。
　
例一：
NumberFormat nf=NumberFormat.getInstance();
System.out.println(nf.format(1.23456789));
System.out.println(NumberFormat.getInstance().format(1.23456789));
列印結果：１‧２３５　１‧２３５。
本例主要是介紹ＮｕｍｂｅｒＦｏｒａｍｔ物件的取得：敍述句ＮｕｍｂｅｒＦｏｒｍａｔ‧ｇｅｔＩｎｓｔａｎｃｅ（），
便會建構一個ＮｕｍｂｅｒＦｏｒｍａｔ物件，至於要不要把這個物件的物件代號指派給參數，則由設計師自行決定。
像第三行敍述句中，ＮｕｍｂｅｒＦｏｒｍａｔ物件建構後便可以直接呼叫實體方法成員。
只不過若該物件要重複使用，當然是指派給參考變數會比較方便。
特別注意：程式碼最上面請引入所使用類別的ｐａｃｋａｇｅ。
ｉｍｐｏｒｔ　ｊａｖａ‧ｔｅｘｔ‧＊；
　
方法三：ｓｅｔＭａｘｉｍｕｍＦｒａｃｔｉｏｎＤｉｇｉｔｓ（ｉｎｔ　ｎｅｗＶａｌｕｅ）
運算結果：設定本物件格式化數字時的最大小數點位數值（預設值為小數點後３位），大於此位數之數字以四捨五入方式進位。
　
方法四：ｓｅｔＭｉｎｉｍｕｍＦｒａｃｔｉｏｎＤｉｇｉｔｓ（ｉｎｔ　ｎｅｗＶａｌｕｅ）
運算結果：設定本物件格式化數字時的最小小數點位數值，（預設值為小數點後０位），不足此位數時補０。
　
例一：
NumberFormat nf=NumberFormat.getIntegerInstance();
nf.setMaximumFractionDigits(2);
nf.setMinimumFractionDigits(2);
System.out.println(nf.format(1.234));
System.out.println(nf.format(1.2));
列印結果：１‧２３　１‧２０。
　
方法五：ＮｕｍｂｅｒＦｏｒｍａｔ　ｇｅｔＣｕｒｒｅｎｃｙＩｎｓｔａｎｃｅ（）　
運算結果：建構一個可以將數值格式化為貨幣樣式的ＮｕｍｂｅｒＦｏｒｍａｔ物件。
　
方法六：ＮｕｍｂｅｒＦｏｒｍａｔ　ｇｅｔＩｎｔｅｇｅｒＩｎｓｔａｎｃｅ（）
運算結果：建構一個可以將數值格式化為整數的ＮｕｍｂｅｒＦｏｒｍａｔ物件。
　
了解Ｗｒａｐｐｅｒ　Ｃｌａｓｓｅｓ的重要性，如果不夠熟練，就會連不是很複雜的範例，都會寫的很複雜，甚至寫不出來！
　
3. Ｄａｔｅ
Ｊａｖａ提供了一個可建構記錄日期及時間物件的類別。類別名稱：ｊａｖａ‧ｕｔｉｌ‧Ｄａｔｅ。
　
３－１物件建構
ＪＤＫ文件中，Ｄａｔｅ的建構方法共有六個。沒有參數的建構方法建構的是：「以程式執行時的日期及時間為值的物件」。
有參數的建構則是以參數值來建構物件。比較特殊的是以ｌｏｎｇ型別的值為參數的建構方法，
其值是以千分之一秒為單位，以１９７０年１月１日8點０分０秒為基準。
　
３－２　重要方法
方法一：ｉｎｔ　ｇｅｔＸｘｘ（）
運算結果：取得Ｄａｔｅ物件中的指定值。Ｘｘｘ指的是：
Ｙｅａｒ、Ｍｏｎｔｈ、Ｄａｔｅ、Ｄａｙ、Ｈｏｕｒｓ、Ｍｉｎｕｔｅｓ、Ｓｅｃｏｎｄｓ。
Ｙｅａｒ：以１９００年為起始年。
Ｍｏｎｔｈ：以０為起始月。
Ｄａｔｅ：取得以月為單位的日。
Ｄａｙ：取得以星期為單位的日（例：星期一）。
　
方法二：ｖｏｉｄ　ｓｅｔＸｘｘ（參數）
運算結果：設定Ｄａｔｅ物件中的指定值。
　
4. ＤａｔｅＦｏｒｍａｔ
　
４－１　物件建構
　
ＤａｔｅＦｏｒｍａｔ類別和ＮｕｍｂｅｒＦｏｒｍａｔ類別一樣，是抽象類別，不能直接建構成物件，而必須呼叫類別方法成員。
　
４－２　重要方法
　
方法一：ＤａｔｅＦｏｒｍａｔ　ｇｅｔＸｘｘＩｎｓｔａｎｃｅ（）
運算結果：建構ＤａｔｅＦｏｒｍａｔ類別物件。
　
Ｘｘｘ指的是：Ｄａｔｅ、Ｔｉｍｅ、ＤａｔｅＴｉｍｅ。
Ｄａｔｅ：只格式化日期。
Ｔｉｍｅ：只格式化時間。
ＤａｔｅＴｉｍｅ：格式化日期及時間。
　
方法二：Ｓｔｒｉｎｇ　ｆｏｒｍａｔ（Ｄａｔｅ　ｄ）
運算結果：以ＤａｔｅＦｏｒｍａｔ物件的設定值，格式化Ｄａｔｅ型別的參數物件ｄ為Ｓｔｒｉｎｇ物件。
　
例一：
Date d=new Date();
System.out.println(DateFormat.getDateInstance().format(d));
System.out.println(DateFormat.getTimeInstance().format(d));
System.out.println(DateFormat.getDateTimeInstance().format(d));
三個ｐｒｉｎｔｌｎ中，分別建構了不同樣式的ＤａｔｅＦｏｒｍａｔ物件，來顯示同一個Ｄａｔｅ物件。
　
5. Ｃａｌｅｎｄａｒ
Ｄａｔｅ類別物件協助設計師記錄日期及時間，但它並不提供運算。
如果要運算今天的１００天後是幾月幾日，Ｊａｖａ有提供另一個類別：ｊａｖａ‧ｕｔｉｌ‧Ｃａｌｅｎｄａｒ來協助運算。
　
５－１　物件建構
　
Ｃａｌｅｎｄａｒ和ＮｕｍｂｅｒＦｏｒｍａｔ及ＤａｔｅＦｏｒｍａｔ一樣也是抽象類別。
也一樣必須呼叫類別方法ｇｅｔＩｎｓｔａｎｃｅ（）才能建構物件。
　
５－２　重要方法及類別常數成員
　
方法一：ｓｔａｔｉｃ　Ｃａｌｅｎｄａｒ　ｇｅｔＩｎｓｔａｎｃｅ（）
運算結果：建構Ｃａｌｅｎｄｅｒ物件。此物件中記錄著執行此程式的作業系統中所有與日期及時間相關的訊息。
預設的日期及時間為執行本程式當時的日期及時間。
　
例一：
System.out.println(Calendar.getInstance());
列印結果：java.util.GregorianCalendar[time=1165992005734,areFieldsSet=true,areAllFieldsSet=true,lenient=true,
zone=sun.util.calendar.ZoneInfo[id="Asia/Taipei",offset=28800000,dstSavings=0,useDaylight=false,transitions=42,
lastRule=null],firstDayOfWeek=1,minimalDaysInFirstWeek=1,ERA=1,YEAR=2006,MONTH=11,WEEK_OF_YEAR=50,
WEEK_OF_MONTH=3,DAY_OF_MONTH=13,DAY_OF_YEAR=347,DAY_OF_WEEK=4,
DAY_OF_WEEK_IN_MONTH=2,AM_PM=1,HOUR=2,HOUR_OF_DAY=14,MINUTE=40,SECOND=5,
MILLISECOND=734,ZONE_OFFSET=28800000,DST_OFFSET=0]
從以上的列印的結果可以知道它包含了所有日期與時間相關的資訊，但是如何取得適當的資料來運算，就必須熟練其他的方法。
　
方法二：ｉｎｔ　ｇｅｔ（ｉｎｔ　ｆｉｅｌｄ）
取得指定欄位的資料。
　
例一：
Calendar c=Calendar.getInstance();
System.out.println("年:" + c.get(1));
System.out.println("月:" + c.get(2)+1);
System.out.println("日:" + c.get(5));
列印結果：執行時的年、月、日。但月數的值是以０為起點，所以必須加１。
　
方法三：Ｄａｔｅ　ｇｅｔＴｉｍｅ（）
運算結果：以Ｃａｌｅｎｄａｒ物件中的年、月、日、時、分、秒的值建構一個Ｄａｔｅ類別的物件。
　
例一：
Calendar c=Calendar.getInstance();
Date d=c.getTime();
System.out.println(DateFormat.getDateTimeInstance().format(d));
列印結果：目前的日期及時間格式化後的值。
　
方法四：ｖｏｉｄ　ｓｅｔ（參數）
運算結果：設定Ｃａｌｅｎｄａｒ物件中指定的值。參數可以指定某一個或一個以上欄位的值（請參閱ＪＤＫ文件）。
　
方法五：ｖｏｉｄ　ｓｅｔＴｉｍｅ（Ｄａｔｅ　ｄ）
運算結果：將Ｄａｔｅ類別的參數物件ｄ所包含的日期及時間值，設定成為Ｃａｌｅｎｄａｒ物件中的日期及時間值。
　
方法六：ｖｏｉｄ　ａｄｄ（ｉｎｔ　ｆｉｅｌｄ，　ｉｎｔ　ａｍｏｕｎｔ）　
運算結果：把指定的欄位（ｆｉｅｌｄ），新增指定的數量（ａｍｏｕｎｔ）。
　
例一：
Calendar c=Calendar.getInstance();
Date d=new Date(107,0,1);
c.setTime(d);
c.add(5,100);
System.out.println(DateFormat.getDateInstance().format(c.getTime()));
列印結果：２００７／４／１１。
Ｄａｔｅ物件中包含的日期值為２００７／１／１，把它設定成Ｃａｌｅｎｄａｒ物件中的日期。
再用呼叫ａｄｄ（５，１００）來指定新增５（日）這個欄位的值，新增的量為１００，表示運算Ｃａｌｅｎｄａｒ物件１００天後的日期。
最後再呼叫Ｃａｌｅｎｄａｒ物件的ｇｅｔＴｉｍｅ（）來取得Ｄａｔｅ物件並置於ＤａｔｅＦｏｒｍａｔ物件的ｆｏｒｍａｔ（）中當參數來列印。
　
方法七：ｖｏｉｄ　ｒｏｌｌ（ｉｎｔ　ｆｉｅｌｄ，　ｉｎｔ　ａｍｏｕｎｔ）　
運算結果：以不進位的方式把指定欄位（ｆｉｅｌｄ），新增指定數量（ａｍｏｕｎｔ）。
　
例一：
Calendar c=Calendar.getInstance();
Date d=new Date(107,0,1);
c.setTime(d);
c.roll (5,100);
System.out.println(DateFormat.getDateInstance().format(c.getTime()));
列印結果：２００７／１／８。
因為是以不進位方式運算，所以滿３１天時，月份的值並不會進１。
　
５－３　類別常數成員
　
在剛才方法的範例中，相信大部份的讀者都有一個很大的疑問：
當呼叫ｇｅｔ或ｓｅｔ的方法時，欄位的代表值是怎麼得到的？要怎樣才知道１代表年，２代表月，５代表日呢？
那其他的欄位呢？是不是要背起來呢？
　
Ｊａｖａ在大部份的類別中，都會針對一些常用的而且跟物件內容沒有直接關係的值，預存為類別常數成員，
來方便設計師使用。這些值因為和物件內容沒有直接關係，所以宣告ｓｔａｔｉｃ，可以讓設計師用類別名稱呼叫。
這些值不接受使用者變更，所以宣告為ｆｉｎａｌ。為了方便辯識，這些常數的名稱，大部份是用大寫字母來命名。
這些值的明細可以在ＪＤＫ文件中，每個類別的Ｆｉｅｌｄ　Ｓｕｍｍａｒｙ中查閱。
　
例一：
Calendar c=Calendar.getInstance();
System.out.println("年:" + c.get(Calendar.YEAR));
System.out.println("月:" + c.get(Calendar.MONTH)+1);
System.out.println("日:" + c.get(Calendar.DATE));
用類別名稱可以取得這些常數的值，上述的常數均代表一個ｉｎｔ型別的值（用物件名稱也可以取得，和類別方法成員的使用方式是一樣的）。
　
6. Ｌｏｃａｌｅ
無論是ＮｕｍｂｅｒＦｏｒｍａｔ或ＤａｔｅＦｏｒｍａｔ或Ｃａｌｅｎｄａｒ的物件，其預設的格式均為通用格式，
若希望設定為特定區域的格式，就必須在ｇｅｔＩｎｓｔａｎｃｅ（）時，指定區域物件。
Ｊａｖａ中提供了一個ｊａｖａ‧ｕｔｉｌ‧Ｌｏｃａｌｅ類別，來建構區域物件。
　
６－１　類別常數成員
　
雖然Ｌｏｃａｌｅ類別有提供建構方法，可以讓設計師依照語言，城市等參數來建構物件。
但要了解每個區域或城市或國家的語言也是一件頭痛的事。所以Ｊａｖａ在Ｌｏｃａｌｅ類別，
已經在Ｆｉｌｅｄ　Ｓｕｍｍａｒｙ中預設了許多的Ｌｏｃａｌｅ物件，方便設計師使用。
　
例一：
NumberFormat nf=NumberFormat.getInstance(Locale.TAIWAN);
System.out.println(nf.format(1234.5678));
NumberFormat nf2=NumberFormat.getInstance(Locale.GERMAN);
System.out.println(nf2.format(1234.5678));
列印結果：１，２３４．５６８　１．２３４，５６８。
第二個為德國的數字格式。
　
例二：
DateFormat df=DateFormat.getDateTimeInstance(DateFormat.FULL,DateFormat.MEDIUM,Locale.TAIWAN);
System.out.println(df.format(new Date()));
列印結果：２００６年１２月１３日　星期三　下午　０４：５７：３２。
此例中ＤａｔｅＦｏｒｍａｔ呼叫的ｇｅｔＤａｔｅＴｉｍｅＩｎｓｔａｎｃｅ（）中，
有三個參數。第一個是指定日期樣式，第二個是指定時間樣式，第三個是指定區域。
其中的第一個及第二個使用的是Ｄａｔｅ類別中宣告的類別常數成員。總共有四個：
ＦＵＬＬ，ＬＯＮＧ，ＭＥＤＩＵＭ，ＤＥＦＡＵＬＴ。分別代表完整的、長的、短的及預設的，讀者可自行測試。
　
7. 認證重點
７－１　Ｍａｔｈ

Ｍａｔｈ類別並沒有提供建構方法，而且類別中宣告的方法，全部都是類別方法成員（ｓｔａｔｉｃ）。

Ｍａｔｈ‧ｒｏｕｎｄ（參數）的運算結果：參數四捨五入的運算。

若參數型別為ｄｏｕｂｌｅ則運算結果的資料型別為ｌｏｎｇ；

若參數型別為ｆｌｏａｔ則運算結果的資料型別為ｉｎｔ。

請注意若參數值為負值時，其進位方式為－０‧１～－０‧５進位；－０‧６～－０‧９捨去。

Ｍａｔｈ‧ｒａｎｄｏｍ（）運算結果：大於等於０‧０而且小於１‧０的亂數。請注意，沒有等於１。

７－２　ＮｕｍｂｅｒＦｏｒｍａｔ

• ＮｕｍｂｅｒＦｏｒｍａｔ類別是一個抽象類別（ａｂｓｔｒａｃｔ），不可以直接建構成物件。

７－３　Ｄａｔｅ

以ｌｏｎｇ型別的值為參數的建構方法，其值是以千分之一秒為單位，以１９７０年１月１日8點０分０秒為基準。

 指派Ｄａｔｅ物件的日期時，年是以１９００年為起點，月是以０為起點。

７－４　ＤａｔｅＦｏｒｍａｔ

ＤａｔｅＦｏｒｍａｔ類別和ＮｕｍｂｅｒＦｏｒｍａｔ類別一樣，是抽象類別，不能直接建構成物件，而必須呼叫類別方法成員。

７－５　Ｃａｌｅｎｄｅｒ

 Ｃａｌｅｎｄａｒ和ＮｕｍｂｅｒＦｏｒｍａｔ及ＤａｔｅＦｏｒｍａｔ一樣也是抽象類別。也一樣必須呼叫類別方法ｇｅｔＩｎｓｔａｎｃｅ（）才能建構物件。

ａｄｄ及ｒｏｌｌ的差異性。

 取得及設定Ｄａｔｅ物件的應用。

類別常數成員的使用。

７－６　Ｌｏｃａｌｅ

• 無論是ＮｕｍｂｅｒＦｏｒｍａｔ或ＤａｔｅＦｏｒｍａｔ或Ｃａｌｅｎｄａｒ的物件，其預設的格式均為通用格式，若希望設定為特定區域的格式，就必須在ｇｅｔＩｎｓｔａｎｃｅ（）時，指定區域物件。