Math：数学运算工具类

double bonus = 3.7;  // 3.7 个月年终奖
// 向上取整还是向下取整？
// round() 和 ceil() 有什么区别？

// Math 类源码
public static double random() {
    return RandomNumberGeneratorHolder.randomNumberGenerator.nextDouble();
}

private static final class RandomNumberGeneratorHolder {
    static final Random randomNumberGenerator = new Random();
}

public class BonusCalculator {
    public static void main(String[] args) {
        // 各部门绩效系数
        double devCoeff = 3.7;    // 技术部：3.7 个月
        double salesCoeff = 4.2;  // 销售部：4.2 个月
        double hrCoeff = 2.3;     // 人事部：2.3 个月

        System.out.println("===== 飞翔科技年终奖计算 =====\n");

        // ----- 技术部的年终奖 -----
        System.out.println("技术部基础系数: " + devCoeff);
        System.out.println("  floor (向下取整): " + Math.floor(devCoeff) + " 个月");
        System.out.println("  ceil  (向上取整): " + Math.ceil(devCoeff) + " 个月");
        System.out.println("  round (四舍五入): " + Math.round(devCoeff) + " 个月");
        // 实际发放取 floor，不满整月不发
        System.out.println("  实际发放: " + (int) Math.floor(devCoeff) + " 个月");

        System.out.println();

        // ----- 销售部的年终奖（特殊规则：四舍五入） -----
        System.out.println("销售部基础系数: " + salesCoeff);
        long salesBonus = Math.round(salesCoeff);
        System.out.println("  四舍五入后: " + salesBonus + " 个月");

        System.out.println();

        // ----- 计算年终奖金额 -----
        int baseSalary = 15000;  // 月薪
        double bonusAmount = baseSalary * devCoeff;
        System.out.println("技术部年终奖总额: " + String.format("%,.2f", bonusAmount) + " 元");

        // ----- 幂运算：公司利润增长预测 -----
        double annualGrowth = 1.15;  // 年增长率 15%
        double fiveYearMultiplier = Math.pow(annualGrowth, 5);
        System.out.println("5年后利润倍数: " + String.format("%.4f", fiveYearMultiplier));

        // ----- 平方根：办公室面积规划 -----
        double officeArea = 10000;  // 办公室面积 10000 m²
        double side = Math.sqrt(officeArea);
        System.out.println("正方形办公室边长: " + String.format("%.2f", side) + " m");

        // ----- 三角函数：公司Logo设计中的圆形计算 -----
        double radius = 50;
        double circumference = 2 * Math.PI * radius;
        double area = Math.PI * radius * radius;
        System.out.println("Logo 圆周长: " + String.format("%.2f", circumference) + " mm");
        System.out.println("Logo 圆面积: " + String.format("%.2f", area) + " mm²");
    }
}

public class MathAdvancedDemo {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("===== 飞翔科技 数学函数高级应用 =====\n");

        // ========== 1. 三角函数：模拟正弦波采样 ==========
        System.out.println("--- 正弦波 10 点采样（0° ~ 360°） ---");
        for (int i = 0; i <= 360; i += 36) {
            double radian = Math.toRadians(i);          // 角度 → 弧度
            double sinValue = Math.sin(radian);
            // 用星号可视化波形
            int stars = (int) ((sinValue + 1) * 20);     // 映射到 [0, 40]
            StringBuilder bar = new StringBuilder();
            for (int j = 0; j < stars; j++) {
                bar.append("*");
            }
            System.out.printf("%3d° | sin=%.4f | %s%n", i, sinValue, bar);
        }

        // ========== 2. 对数运算：数据压缩比例 ==========
        System.out.println("\n--- 对数变换（Web 访问量压缩） ---");
        long[] pageViews = {10, 100, 1000, 10000, 100000, 1000000};
        System.out.println("原始值 → log10 → 归一化");
        for (long pv : pageViews) {
            double logVal = Math.log10(pv);
            // 归一化到 [0, 1]（假设最大 10^6）
            double normalized = logVal / 6.0;
            System.out.printf("  %,8d → %.4f → %.4f%n", pv, logVal, normalized);
        }

        // ========== 3. 指数与自然对数 ==========
        System.out.println("\n--- 自然指数验证 ---");
        double x = 2.0;
        double expX = Math.exp(x);           // e^2
        double logExpX = Math.log(expX);     // ln(e^2) = 2
        System.out.println("Math.exp(2.0)     = " + String.format("%.6f", expX));
        System.out.println("Math.log(exp(2))  = " + String.format("%.6f", logExpX));
        System.out.println("e 的精确值验证:    " + (Math.abs(logExpX - x) < 1e-10));

        // ========== 4. 极值运算：多维度对比 ==========
        System.out.println("\n--- 极值运算 ---");
        double a = 3.14, b = -2.71, c = 1.41;
        double maxOfThree = Math.max(Math.max(a, b), c);
        double minOfThree = Math.min(Math.min(a, b), c);
        System.out.println("max(3.14, -2.71, 1.41) = " + maxOfThree);
        System.out.println("min(3.14, -2.71, 1.41) = " + minOfThree);

        // ========== 5. 立方根：体积反算边长 ==========
        System.out.println("\n--- 立方根：仓库体积反算 ---");
        double warehouseVolume = 3375;  // 立方米
        double sideLength = Math.cbrt(warehouseVolume);
        System.out.println("体积 " + warehouseVolume + " m³ 的正方体仓库，边长 = "
                + String.format("%.2f", sideLength) + " m");
    }
}

// ❌ 可能误解：以为 round 总是向正无穷方向取整
System.out.println(Math.round(-3.5));  // 输出 -3，不是 -4！

// ✅ 纠正：理解 round 的实现
// round(x) = floor(x + 0.5)
// -3.5 + 0.5 = -3.0 → floor(-3.0) = -3
//  3.5 + 0.5 =  4.0 → floor(4.0)  =  4

// ❌ 惊悚事实：Math.abs(Integer.MIN_VALUE) 返回负数！
System.out.println(Math.abs(Integer.MIN_VALUE));  // -2147483648，仍然是负数！

// ✅ 纠正：对于 int 最小值，用 long 处理
int min = Integer.MIN_VALUE;
long absMin = Math.abs((long) min);  // 2147483648，正确！

// ❌ Math.random() 底层是全局单例 Random，高并发下有锁竞争
for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
    double r = Math.random();  // 底层 synchronized
}

// ✅ 高并发场景使用 ThreadLocalRandom（JDK 7+）
import java.util.concurrent.ThreadLocalRandom;
for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
    int r = ThreadLocalRandom.current().nextInt(100);  // 无锁
}