酷应用

Java 中的 BigDecimal，80% 的人都用错了....

百家作者：程序员的那些事 2022-05-18 15:35:06

↓推荐关注↓

一、BigDecimal概述

Java在java.math包中提供的API类BigDecimal，用来对超过16位有效位的数进行精确的运算。双精度浮点型变量double可以处理16位有效数，但在实际应用中，可能需要对更大或者更小的数进行运算和处理。

一般情况下，对于那些不需要准确计算精度的数字，我们可以直接使用Float和Double处理，但是Double.valueOf(String) 和Float.valueOf(String)会丢失精度。所以开发中，如果我们需要精确计算的结果，则必须使用BigDecimal类来操作。

BigDecimal所创建的是对象，故我们不能使用传统的+、-、*、/等算术运算符直接对其对象进行数学运算，而必须调用其相对应的方法。方法中的参数也必须是BigDecimal的对象。构造器是类的特殊方法，专门用来创建对象，特别是带有参数的对象。

二、BigDecimal常用构造函数

2.1、常用构造函数

BigDecimal(int)

创建一个具有参数所指定整数值的对象

BigDecimal(double)

创建一个具有参数所指定双精度值的对象

BigDecimal(long)

创建一个具有参数所指定长整数值的对象

BigDecimal(String)

创建一个具有参数所指定以字符串表示的数值的对象

2.2、使用问题分析

使用示例：

BigDecimal?a?=new?BigDecimal(0.1);
System.out.println("a?values?is:"+a);
System.out.println("=====================");
BigDecimal?b?=new?BigDecimal("0.1");
System.out.println("b?values?is:"+b);

结果示例：

a?values?is:0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625
=====================
b?values?is:0.1

原因分析：

1）参数类型为double的构造方法的结果有一定的不可预知性。有人可能认为在Java中写入newBigDecimal(0.1)所创建的BigDecimal正好等于 0.1（非标度值 1，其标度为 1），但是它实际上等于0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625。这是因为0.1无法准确地表示为 double（或者说对于该情况，不能表示为任何有限长度的二进制小数）。这样，传入到构造方法的值不会正好等于 0.1（虽然表面上等于该值）。

2）String 构造方法是完全可预知的：写入 newBigDecimal(“0.1”) 将创建一个 BigDecimal，它正好等于预期的 0.1。因此，比较而言，通常建议优先使用String构造方法。

3）当double必须用作BigDecimal的源时，请注意，此构造方法提供了一个准确转换；它不提供与以下操作相同的结果：先使用Double.toString(double)方法，然后使用BigDecimal(String)构造方法，将double转换为String。要获取该结果，请使用static valueOf(double)方法。

三、BigDecimal常用方法详解

3.1、常用方法

add(BigDecimal)

BigDecimal对象中的值相加，返回BigDecimal对象

subtract(BigDecimal)

BigDecimal对象中的值相减，返回BigDecimal对象

multiply(BigDecimal)

BigDecimal对象中的值相乘，返回BigDecimal对象

divide(BigDecimal)

BigDecimal对象中的值相除，返回BigDecimal对象

toString()

将BigDecimal对象中的值转换成字符串

doubleValue()

将BigDecimal对象中的值转换成双精度数

floatValue()

将BigDecimal对象中的值转换成单精度数

longValue()

将BigDecimal对象中的值转换成长整数

intValue()

将BigDecimal对象中的值转换成整数

3.2、BigDecimal大小比较

java中对BigDecimal比较大小一般用的是bigdemical的compareTo方法

int?a?=?bigdemical.compareTo(bigdemical2)

返回结果分析：

a?=?-1,表示bigdemical小于bigdemical2；
a?=?0,表示bigdemical等于bigdemical2；
a?=?1,表示bigdemical大于bigdemical2；

举例：a大于等于b

new?bigdemica(a).compareTo(new?bigdemical(b))?>=?0

四、BigDecimal格式化

由于NumberFormat类的format()方法可以使用BigDecimal对象作为其参数，可以利用BigDecimal对超出16位有效数字的货币值，百分值，以及一般数值进行格式化控制。

以利用BigDecimal对货币和百分比格式化为例。首先，创建BigDecimal对象，进行BigDecimal的算术运算后，分别建立对货币和百分比格式化的引用，最后利用BigDecimal对象作为format()方法的参数，输出其格式化的货币值和百分比。

NumberFormat?currency?=?NumberFormat.getCurrencyInstance();?//建立货币格式化引用
NumberFormat?percent?=?NumberFormat.getPercentInstance();??//建立百分比格式化引用
percent.setMaximumFractionDigits(3);?//百分比小数点最多3位

BigDecimal?loanAmount?=?new?BigDecimal("15000.48");?//贷款金额
BigDecimal?interestRate?=?new?BigDecimal("0.008");?//利率
BigDecimal?interest?=?loanAmount.multiply(interestRate);?//相乘

System.out.println("贷款金额:\t"?+?currency.format(loanAmount));
System.out.println("利率:\t"?+?percent.format(interestRate));
System.out.println("利息:\t"?+?currency.format(interest));

结果：

贷款金额:?￥15,000.48?利率:?0.8%?利息:?￥120.00

BigDecimal格式化保留2为小数，不足则补0：

public?class?NumberFormat?{

????public?static?void?main(String[]?s){
????????System.out.println(formatToNumber(new?BigDecimal("3.435")));
????????System.out.println(formatToNumber(new?BigDecimal(0)));
????????System.out.println(formatToNumber(new?BigDecimal("0.00")));
????????System.out.println(formatToNumber(new?BigDecimal("0.001")));
????????System.out.println(formatToNumber(new?BigDecimal("0.006")));
????????System.out.println(formatToNumber(new?BigDecimal("0.206")));
????}
????/**
?????*?@desc?1.0~1之间的BigDecimal小数，格式化后失去前面的0,则前面直接加上0。
?????*?2.传入的参数等于0，则直接返回字符串"0.00"
?????*?3.大于1的小数，直接格式化返回字符串
?????*?@param?obj传入的小数
?????*?@return
?????*/
????public?static?String?formatToNumber(BigDecimal?obj)?{
????????DecimalFormat?df?=?new?DecimalFormat("#.00");
????????if(obj.compareTo(BigDecimal.ZERO)==0)?{
????????????return?"0.00";
????????}else?if(obj.compareTo(BigDecimal.ZERO)>0&&obj.compareTo(new?BigDecimal(1))<0){
????????????return?"0"+df.format(obj).toString();
????????}else?{
????????????return?df.format(obj).toString();
????????}
????}
}

结果为：

3.44
0.00
0.00
0.00
0.01
0.21

五、BigDecimal常见异常

5.1、除法的时候出现异常

java.lang.ArithmeticException:?Non-terminating?decimal?expansion;?no?exact?representable?decimal?result

原因分析：

通过BigDecimal的divide方法进行除法时当不整除，出现无限循环小数时，就会抛异常：java.lang.ArithmeticException: Non-terminating decimal expansion; no exact representable decimal result.

解决方法：

divide方法设置精确的小数点，如：divide(xxxxx,2)

六、BigDecimal总结

6.1、总结

在需要精确的小数计算时再使用BigDecimal，BigDecimal的性能比double和float差，在处理庞大，复杂的运算时尤为明显。故一般精度的计算没必要使用BigDecimal。尽量使用参数类型为String的构造函数。

BigDecimal都是不可变的（immutable）的，在进行每一次四则运算时，都会产生一个新的对象，所以在做加减乘除运算时要记得要保存操作后的值。

6.2、工具类推荐

package?com.vivo.ars.util;
import?java.math.BigDecimal;

/**
?*?用于高精确处理常用的数学运算
?*/
public?class?ArithmeticUtils?{
????//默认除法运算精度
????private?static?final?int?DEF_DIV_SCALE?=?10;

????/**
?????*?提供精确的加法运算
?????*
?????*?@param?v1?被加数
?????*?@param?v2?加数
?????*?@return?两个参数的和
?????*/

????public?static?double?add(double?v1,?double?v2)?{
????????BigDecimal?b1?=?new?BigDecimal(Double.toString(v1));
????????BigDecimal?b2?=?new?BigDecimal(Double.toString(v2));
????????return?b1.add(b2).doubleValue();
????}

????/**
?????*?提供精确的加法运算
?????*
?????*?@param?v1?被加数
?????*?@param?v2?加数
?????*?@return?两个参数的和
?????*/
????public?static?BigDecimal?add(String?v1,?String?v2)?{
????????BigDecimal?b1?=?new?BigDecimal(v1);
????????BigDecimal?b2?=?new?BigDecimal(v2);
????????return?b1.add(b2);
????}

????/**
?????*?提供精确的加法运算
?????*
?????*?@param?v1????被加数
?????*?@param?v2????加数
?????*?@param?scale?保留scale?位小数
?????*?@return?两个参数的和
?????*/
????public?static?String?add(String?v1,?String?v2,?int?scale)?{
????????if?(scale?<?0)?{
????????????throw?new?IllegalArgumentException(
????????????????????"The?scale?must?be?a?positive?integer?or?zero");
????????}
????????BigDecimal?b1?=?new?BigDecimal(v1);
????????BigDecimal?b2?=?new?BigDecimal(v2);
????????return?b1.add(b2).setScale(scale,?BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();
????}

????/**
?????*?提供精确的减法运算
?????*
?????*?@param?v1?被减数
?????*?@param?v2?减数
?????*?@return?两个参数的差
?????*/
????public?static?double?sub(double?v1,?double?v2)?{
????????BigDecimal?b1?=?new?BigDecimal(Double.toString(v1));
????????BigDecimal?b2?=?new?BigDecimal(Double.toString(v2));
????????return?b1.subtract(b2).doubleValue();
????}

????/**
?????*?提供精确的减法运算。
?????*
?????*?@param?v1?被减数
?????*?@param?v2?减数
?????*?@return?两个参数的差
?????*/
????public?static?BigDecimal?sub(String?v1,?String?v2)?{
????????BigDecimal?b1?=?new?BigDecimal(v1);
????????BigDecimal?b2?=?new?BigDecimal(v2);
????????return?b1.subtract(b2);
????}

????/**
?????*?提供精确的减法运算
?????*
?????*?@param?v1????被减数
?????*?@param?v2????减数
?????*?@param?scale?保留scale?位小数
?????*?@return?两个参数的差
?????*/
????public?static?String?sub(String?v1,?String?v2,?int?scale)?{
????????if?(scale?<?0)?{
????????????throw?new?IllegalArgumentException(
????????????????????"The?scale?must?be?a?positive?integer?or?zero");
????????}
????????BigDecimal?b1?=?new?BigDecimal(v1);
????????BigDecimal?b2?=?new?BigDecimal(v2);
????????return?b1.subtract(b2).setScale(scale,?BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();
????}

????/**
?????*?提供精确的乘法运算
?????*
?????*?@param?v1?被乘数
?????*?@param?v2?乘数
?????*?@return?两个参数的积
?????*/
????public?static?double?mul(double?v1,?double?v2)?{
????????BigDecimal?b1?=?new?BigDecimal(Double.toString(v1));
????????BigDecimal?b2?=?new?BigDecimal(Double.toString(v2));
????????return?b1.multiply(b2).doubleValue();
????}

????/**
?????*?提供精确的乘法运算
?????*
?????*?@param?v1?被乘数
?????*?@param?v2?乘数
?????*?@return?两个参数的积
?????*/
????public?static?BigDecimal?mul(String?v1,?String?v2)?{
????????BigDecimal?b1?=?new?BigDecimal(v1);
????????BigDecimal?b2?=?new?BigDecimal(v2);
????????return?b1.multiply(b2);
????}

????/**
?????*?提供精确的乘法运算
?????*
?????*?@param?v1????被乘数
?????*?@param?v2????乘数
?????*?@param?scale?保留scale?位小数
?????*?@return?两个参数的积
?????*/
????public?static?double?mul(double?v1,?double?v2,?int?scale)?{
????????BigDecimal?b1?=?new?BigDecimal(Double.toString(v1));
????????BigDecimal?b2?=?new?BigDecimal(Double.toString(v2));
????????return?round(b1.multiply(b2).doubleValue(),?scale);
????}

????/**
?????*?提供精确的乘法运算
?????*
?????*?@param?v1????被乘数
?????*?@param?v2????乘数
?????*?@param?scale?保留scale?位小数
?????*?@return?两个参数的积
?????*/
????public?static?String?mul(String?v1,?String?v2,?int?scale)?{
????????if?(scale?<?0)?{
????????????throw?new?IllegalArgumentException(
????????????????????"The?scale?must?be?a?positive?integer?or?zero");
????????}
????????BigDecimal?b1?=?new?BigDecimal(v1);
????????BigDecimal?b2?=?new?BigDecimal(v2);
????????return?b1.multiply(b2).setScale(scale,?BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();
????}

????/**
?????*?提供（相对）精确的除法运算，当发生除不尽的情况时，精确到
?????*?小数点以后10位，以后的数字四舍五入
?????*
?????*?@param?v1?被除数
?????*?@param?v2?除数
?????*?@return?两个参数的商
?????*/

????public?static?double?div(double?v1,?double?v2)?{
????????return?div(v1,?v2,?DEF_DIV_SCALE);
????}

????/**
?????*?提供（相对）精确的除法运算。当发生除不尽的情况时，由scale参数指
?????*?定精度，以后的数字四舍五入
?????*
?????*?@param?v1????被除数
?????*?@param?v2????除数
?????*?@param?scale 表示表示需要精确到小数点以后几位。
?????*?@return?两个参数的商
?????*/
????public?static?double?div(double?v1,?double?v2,?int?scale)?{
????????if?(scale?<?0)?{
????????????throw?new?IllegalArgumentException("The?scale?must?be?a?positive?integer?or?zero");
????????}
????????BigDecimal?b1?=?new?BigDecimal(Double.toString(v1));
????????BigDecimal?b2?=?new?BigDecimal(Double.toString(v2));
????????return?b1.divide(b2,?scale,?BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue();
????}

????/**
?????*?提供（相对）精确的除法运算。当发生除不尽的情况时，由scale参数指
?????*?定精度，以后的数字四舍五入
?????*
?????*?@param?v1????被除数
?????*?@param?v2????除数
?????*?@param?scale?表示需要精确到小数点以后几位
?????*?@return?两个参数的商
?????*/
????public?static?String?div(String?v1,?String?v2,?int?scale)?{
????????if?(scale?<?0)?{
????????????throw?new?IllegalArgumentException("The?scale?must?be?a?positive?integer?or?zero");
????????}
????????BigDecimal?b1?=?new?BigDecimal(v1);
????????BigDecimal?b2?=?new?BigDecimal(v1);
????????return?b1.divide(b2,?scale,?BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();
????}

????/**
?????*?提供精确的小数位四舍五入处理
?????*
?????*?@param?v?????需要四舍五入的数字
?????*?@param?scale?小数点后保留几位
?????*?@return?四舍五入后的结果
?????*/
????public?static?double?round(double?v,?int?scale)?{
????????if?(scale?<?0)?{
????????????throw?new?IllegalArgumentException("The?scale?must?be?a?positive?integer?or?zero");
????????}
????????BigDecimal?b?=?new?BigDecimal(Double.toString(v));
????????return?b.setScale(scale,?BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue();
????}

????/**
?????*?提供精确的小数位四舍五入处理
?????*
?????*?@param?v?????需要四舍五入的数字
?????*?@param?scale?小数点后保留几位
?????*?@return?四舍五入后的结果
?????*/
????public?static?String?round(String?v,?int?scale)?{
????????if?(scale?<?0)?{
????????????throw?new?IllegalArgumentException(
????????????????????"The?scale?must?be?a?positive?integer?or?zero");
????????}
????????BigDecimal?b?=?new?BigDecimal(v);
????????return?b.setScale(scale,?BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();
????}

????/**
?????*?取余数
?????*
?????*?@param?v1????被除数
?????*?@param?v2????除数
?????*?@param?scale?小数点后保留几位
?????*?@return?余数
?????*/
????public?static?String?remainder(String?v1,?String?v2,?int?scale)?{
????????if?(scale?<?0)?{
????????????throw?new?IllegalArgumentException(
????????????????????"The?scale?must?be?a?positive?integer?or?zero");
????????}
????????BigDecimal?b1?=?new?BigDecimal(v1);
????????BigDecimal?b2?=?new?BigDecimal(v2);
????????return?b1.remainder(b2).setScale(scale,?BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();
????}

????/**
?????*?取余数??BigDecimal
?????*
?????*?@param?v1????被除数
?????*?@param?v2????除数
?????*?@param?scale?小数点后保留几位
?????*?@return?余数
?????*/
????public?static?BigDecimal?remainder(BigDecimal?v1,?BigDecimal?v2,?int?scale)?{
????????if?(scale?<?0)?{
????????????throw?new?IllegalArgumentException(
????????????????????"The?scale?must?be?a?positive?integer?or?zero");
????????}
????????return?v1.remainder(v2).setScale(scale,?BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
????}

????/**
?????*?比较大小
?????*
?????*?@param?v1?被比较数
?????*?@param?v2?比较数
?????*?@return?如果v1?大于v2?则?返回true?否则false
?????*/
????public?static?boolean?compare(String?v1,?String?v2)?{
????????BigDecimal?b1?=?new?BigDecimal(v1);
????????BigDecimal?b2?=?new?BigDecimal(v2);
????????int?bj?=?b1.compareTo(b2);
????????boolean?res;
????????if?(bj?>?0)
????????????res?=?true;
????????else
????????????res?=?false;
????????return?res;
????}
}


来源：cnblogs.com/zhangyinhua/p/11545305.html

- EOF -
推荐阅读??点击标题可跳转
1、15K Star！Github 上最火的低代码开发平台！
2、这次终于彻底理解了傅里叶变换！
3、GDB 调试：从入门实践到原理

关注「程序员的那些事」加星标，不错过圈内事
点赞和在看就是最大的支持?