【JavaScriptの基本】Mathオブジェクトと静的メソッド

JavaScriptには、数値処理に便利な関数や定数がMathオブジェクトから提供されています。
具体的な数値計算を行う際は、Mathオブジェクトの静的メソッドが活用できます。

今回は、良く使われる静的メソッドについて取り上げていきます。

丸め

数値処理でもっとも使われる操作の一つに丸めがあります。
丸めは、数値を整数にするという意味で、小数点以下の切り上げや切り捨てなどのことです。

Mathオブジェクトには、数値を整数に丸めるための以下のメソッドがあります。

Math.floor()：小数点以下を切り捨てる
Math.ceil()：小数点以下を切り上げる
Math.round()：小数点以下を四捨五入する

Math.floorメソッドによる切り捨ては、引数に指定した値以下で最大の整数値を返します。
3.1は3になり、-3.1は-4になります。

Math.ceilメソッドによる切り上げは、引数に指定した値以上で最小の整数値を返します。
3.1は4になり、-3.1は-3になります。

Math.roundメソッドによる四捨五入は、引数に指定した値の少数部分が0.5よりも小さい場合切り捨てられ、それ以外は切り上げられます。
3.1は3、3.5は4、-3.6は-4になります。

それぞれのメソッドを使って値を取得してみると、以下のようになります。

// 切り捨て
console.log(Math.floor(3.1)); // 3
console.log(Math.floor(3.6)); // 3
console.log(Math.floor(-3.1)); // -4
console.log(Math.floor(-3.6)); // -4
// 切り上げ
console.log(Math.ceil(3.1)); // 4
console.log(Math.ceil(3.6)); // 4
console.log(Math.ceil(-3.1)); // -3
console.log(Math.ceil(-3.6)); // -3
// 四捨五入
console.log(Math.round(3.1)); // 3
console.log(Math.round(3.6)); // 4
console.log(Math.round(-3.1)); // -3
console.log(Math.round(-3.6)); // -4

また、単純に小数点以下を切り落としたい場合には、Math.trunc()が使えます。
Math.truncメソッドは、丸めを使わずに小数点以下を切り落とした整数値を返します。

// 単純な小数部分の切り捨て
console.log(Math.trunc(3.1)); // 3
console.log(Math.trunc(3.6)); // 3
console.log(Math.trunc(-3.1)); // -3
console.log(Math.trunc(-3.6)); // -3

乱数の生成

Mathオブジェクトは、乱数の生成にも良く使われます。
Math.random()は、0から1まで（1は含まない）のランダムな数値を返します。

console.log(Math.random()); // 0.2265433382558497

繰り返し処理の中で実行すると、毎回数値が異なることが分かります。

for (let i = 0; i < 5; i++) {
  console.log(Math.random());
}

// 0.2836544218394843
// 0.15769995331825704
// 0.3018481943423239
// 0.5009235018630784
// 0.9429669660153723

任意の範囲内で乱数を生成したい場合などに活用できます。
次の例は、Math.randomメソッドを使って、11から100の範囲で乱数を生成するコードです。

function getRandomNum(min, max) {
  return Math.floor(Math.random() * (max + 1 - min) + min);
}

console.log(getRandomNum(11, 100));
// 99
// 65
// 21
// 33
// 18

最大値/最小値の取得

複数の数値の中から最大値や最小値を取得したい場合には、Math.max()とMath.min()が使えます。
Math.maxメソッドは、引数に指定した複数の値の中から、最大のものを返します。
Math.minメソッドは、引数に指定した複数の値の中から、最小のものを返します。

// 最大値
console.log(Math.max(2, 5, 11, -10, 1)); // 11
// 最小値
console.log(Math.min(2, 5, 11, -10, 1)); // -10

例えば、いくつかの数値が配列に格納されているとします。
その配列から最大値または最小値を取り出す場合、spread演算子...を使うと便利です。

let years = [1990, 2002, 2015, 1987, 1975];

console.log(Math.max(...years)); // 2015
console.log(Math.min(...years)); // 1975

累乗の計算

指定の数だけ値を累乗したい場合には、Math.pow()が使えます。
Math.powメソッドは、引数に指定した底の数を指数の分だけ累乗した結果を返します。

Math.pow(底, 指数);

累乗を行った例は以下です。

// 値が正の場合
console.log(Math.pow(2, 10)); // 1024
console.log(Math.pow(10, 1.5)); // 31.622776601683793
// 値が負の場合
console.log(Math.pow(2, -1)); // 0.5
console.log(Math.pow(-3, 2)); // 9
// 値が0の場合
console.log(Math.pow(2, 0)); // 1
console.log(Math.pow(0, 2)); // 0