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Go 语言标准库中math模块详细功能介绍与示例

news 来源：原创 2025/5/23 16:29:35

Go语言的 math 模块提供了丰富的数学函数和常量，涵盖基本运算、三角函数、指数、对数、取整、特殊值等。以下是核心方法及示例说明：

1. 基本数学运算

`math.Abs`

取绝对值（仅 float64）。

fmt.Println(math.Abs(-3.5))   // 输出: 3.5
fmt.Println(math.Abs(4))      // 错误！需用 math.Abs(4.0)

`math.Mod` 和 `math.Remainder`

Mod：取余数（符号与除数相同）。
Remainder：IEEE 754 标准余数（符号与被除数相同）。

fmt.Println(math.Mod(10, 3))        // 输出: 1
fmt.Println(math.Remainder(10, 3))  // 输出: 1
fmt.Println(math.Mod(-10, 3))       // 输出: -1
fmt.Println(math.Remainder(-10, 3)) // 输出: -1

`math.Cbrt` 和 `math.Sqrt`

立方根和平方根。

fmt.Println(math.Sqrt(16))  // 输出: 4
fmt.Println(math.Cbrt(27))  // 输出: 3

2. 三角函数

所有函数参数为弧度（非角度）。

`math.Sin`、`math.Cos`、`math.Tan`

rad := math.Pi / 2
fmt.Println(math.Sin(rad))  // 输出: 1（近似值）
fmt.Println(math.Cos(rad))  // 输出: 6.123e-17（接近0）

`math.Asin`、`math.Acos`、`math.Atan`

反三角函数（返回弧度）。

fmt.Println(math.Asin(1))  // 输出: 1.5708（π/2）

3. 指数与对数

`math.Exp` 和 `math.Log`

自然指数和对数。

fmt.Println(math.Exp(2))     // 输出: ~7.389（e²）
fmt.Println(math.Log(7.389)) // 输出: ~2

`math.Pow` 和 `math.Pow10`

幂运算。

fmt.Println(math.Pow(2, 3))    // 输出: 8
fmt.Println(math.Pow10(3))     // 输出: 1000

`math.Log10` 和 `math.Log2`

以10或2为底的对数。

fmt.Println(math.Log10(1000))  // 输出: 3
fmt.Println(math.Log2(8))      // 输出: 3

4. 取整与截断

`math.Ceil` 和 `math.Floor`

向上和向下取整。

fmt.Println(math.Ceil(3.2))   // 输出: 4
fmt.Println(math.Floor(3.9))  // 输出: 3

`math.Trunc`

直接截断小数部分。

fmt.Println(math.Trunc(3.9))  // 输出: 3

`math.Round` 和 `math.RoundToEven`

四舍五入（RoundToEven 向最近的偶数舍入）。

fmt.Println(math.Round(2.5))          // 输出: 3
fmt.Println(math.RoundToEven(2.5))    // 输出: 2

5. 最大值与最小值

`math.Max` 和 `math.Min`

返回两个 float64 值的最大或最小值。

fmt.Println(math.Max(3, 5))  // 输出: 5
fmt.Println(math.Min(3, 5))  // 输出: 3

6. 特殊值处理

`math.IsNaN` 和 `math.IsInf`

检查是否为非数值或无穷大。

val := math.Log(-1)  // 生成 NaN
fmt.Println(math.IsNaN(val))  // 输出: true
fmt.Println(math.IsInf(1/math.Inf(1), 0)) // 检查是否无穷大

`math.Inf` 和 `math.NaN`

生成无穷大或非数值。

posInf := math.Inf(1)  // 正无穷
negInf := math.Inf(-1) // 负无穷
nan := math.NaN()

7. 特殊函数

`math.Hypot`

计算直角三角形的斜边长度。

fmt.Println(math.Hypot(3, 4))  // 输出: 5

`math.Gamma` 和 `math.Erf`

伽马函数和误差函数。

fmt.Println(math.Gamma(5))  // 输出: 24（4!）
fmt.Println(math.Erf(1))    // 输出: ~0.8427

8. 数学常量

常用常量

fmt.Println(math.Pi)     // 输出: 3.141592653589793
fmt.Println(math.E)      // 输出: 2.718281828459045
fmt.Println(math.Phi)    // 输出: 1.618033988749895（黄金分割）

总结

核心功能：
- 基础运算：Abs, Mod, Sqrt, Pow
- 三角函数：Sin, Cos, Asin
- 指数对数：Exp, Log, Log10
- 取整处理：Ceil, Floor, Round
- 特殊值：NaN, Inf, IsNaN
- 常量：Pi, E
注意事项：
- 所有函数操作 float64 类型（需显式转换其他类型）。
- 三角函数参数为弧度（需将角度转换为弧度：rad = degrees * π / 180）。
- 处理特殊值（如 NaN）时需用 math.IsNaN 判断，不可直接比较。