JavaのBigIntegerクラスの使い方

BigIntegerクラスとは

JavaのBigIntegerクラスは、任意の大きさの整数を扱うためのクラスです。通常のint型やlong型では扱えない非常に大きな整数を扱うことが可能です。

BigIntegerクラスはjava.mathパッケージに含まれており、以下のようにインポートして使用します。

import java.math.BigInteger;

このクラスは不変(immutable)であり、一度作成したBigIntegerインスタンスは変更することができません。そのため、算術演算を行うと新たなBigIntegerインスタンスが返されます。

次のセクションでは、BigIntegerクラスの基本的な使い方について詳しく説明します。具体的な計算例も提供しますので、BigIntegerクラスの使い方を理解するのに役立つでしょう。

BigIntegerクラスの基本的な使い方

BigIntegerクラスのインスタンスは、文字列または数値を引数に取るコンストラクタを使用して作成します。以下に例を示します。

BigInteger bi1 = new BigInteger("1234567890");
BigInteger bi2 = new BigInteger("9876543210");

BigIntegerクラスは、加算、減算、乗算、除算などの基本的な算術演算をサポートしています。これらのメソッドは新しいBigIntegerインスタンスを返すことに注意してください。以下に例を示します。

BigInteger sum = bi1.add(bi2);
BigInteger diff = bi1.subtract(bi2);
BigInteger prod = bi1.multiply(bi2);
BigInteger quot = bi1.divide(bi2);

また、BigIntegerクラスは比較演算もサポートしています。compareToメソッドを使用して2つのBigIntegerインスタンスを比較できます。このメソッドは、呼び出し元の値が引数より小さい場合は負の数、等しい場合は0、大きい場合は正の数を返します。

int comparison = bi1.compareTo(bi2);

これらはBigIntegerクラスの基本的な使い方の一部です。次のセクションでは、さらに詳しくBigIntegerクラスのメソッドについて説明します。また、具体的な計算例も提供しますので、BigIntegerクラスの使い方を理解するのに役立つでしょう。

BigIntegerクラスのメソッド

BigIntegerクラスには多くの便利なメソッドがあります。以下にいくつかの主要なメソッドを紹介します。

算術演算

• add(BigInteger val): このBigIntegerと引数のvalを加算した結果を返します。
• subtract(BigInteger val): このBigIntegerから引数のvalを減算した結果を返します。
• multiply(BigInteger val): このBigIntegerと引数のvalを乗算した結果を返します。
• divide(BigInteger val): このBigIntegerを引数のvalで除算した結果を返します。

比較演算

• compareTo(BigInteger val): このBigIntegerと引数のvalを比較します。このBigIntegerがvalより小さい場合は負の数、等しい場合は0、大きい場合は正の数を返します。

ビット操作

• shiftLeft(int n): このBigIntegerを左にnビットシフトします。
• shiftRight(int n): このBigIntegerを右にnビットシフトします。

その他のメソッド

• abs(): このBigIntegerの絶対値を返します。
• pow(int exponent): このBigIntegerのexponent乗を返します。
• gcd(BigInteger val): このBigIntegerと引数のvalの最大公約数を返します。

これらはBigIntegerクラスのメソッドの一部です。次のセクションでは、これらのメソッドを使用した具体的な計算例を提供します。これらの例を通じて、BigIntegerクラスの使い方をより深く理解することができるでしょう。

BigIntegerクラスでの計算例

以下に、BigIntegerクラスを使用した具体的な計算例を示します。

import java.math.BigInteger;

public class BigIntegerExample {
    public static void main(String[] args) {
        BigInteger bi1 = new BigInteger("1234567890");
        BigInteger bi2 = new BigInteger("9876543210");

        // 加算
        BigInteger sum = bi1.add(bi2);
        System.out.println("Sum: " + sum);

        // 減算
        BigInteger diff = bi1.subtract(bi2);
        System.out.println("Difference: " + diff);

        // 乗算
        BigInteger prod = bi1.multiply(bi2);
        System.out.println("Product: " + prod);

        // 除算
        BigInteger quot = bi1.divide(bi2);
        System.out.println("Quotient: " + quot);

        // 比較
        int comparison = bi1.compareTo(bi2);
        System.out.println("Comparison: " + comparison);

        // ビットシフト
        BigInteger shiftLeft = bi1.shiftLeft(5);
        System.out.println("Shift Left: " + shiftLeft);

        BigInteger shiftRight = bi1.shiftRight(5);
        System.out.println("Shift Right: " + shiftRight);

        // 絶対値
        BigInteger abs = diff.abs();
        System.out.println("Absolute: " + abs);

        // べき乗
        BigInteger pow = bi1.pow(2);
        System.out.println("Power: " + pow);

        // 最大公約数
        BigInteger gcd = bi1.gcd(bi2);
        System.out.println("GCD: " + gcd);
    }
}

このコードは、BigIntegerクラスの基本的な使い方と主要なメソッドの使用例を示しています。これらの例を参考に、BigIntegerクラスを使ってさまざまな計算を行うことができます。このクラスを使うことで、通常のint型やlong型では扱えない非常に大きな整数を扱うことが可能になります。これは、科学計算や暗号学など、大きな数値を扱う必要がある場面で非常に便利です。BigIntegerクラスを使いこなすことで、Javaプログラミングの幅が広がるでしょう。この記事がその一助となれば幸いです。それでは、Happy Coding! 🚀