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Java中的BigDecimal,你真的会用吗?

开发 后端
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、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:

    1. BigDecimal a =new BigDecimal(0.1);  
    2. System.out.println("a values is:"+a);  
    3. System.out.println("=====================");  
    4. BigDecimal b =new BigDecimal("0.1");  
    5. System.out.println("b values is:"+b); 

    结果示例:

    1. a values is:0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625  
    2. =====================  
    3. 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。Java知音公众号内回复“面试题聚合”,送你一份面试题宝典

    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

    1. int a = bigdemical.compareTo(bigdemical2) 

    返回结果分析:

    1. a = -1,表示bigdemical小于bigdemical2;  
    2. a = 0,表示bigdemical等于bigdemical2;  
    3. a = 1,表示bigdemical大于bigdemical2; 

    举例:a大于等于b

    1. 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。

    1. NumberFormat currency = NumberFormat.getCurrencyInstance(); //建立货币格式化引用   
    2. NumberFormat percent = NumberFormat.getPercentInstance();  //建立百分比格式化引用   
    3. percent.setMaximumFractionDigits(3); //百分比小数点最多3位   
    4. BigDecimal loanAmount = new BigDecimal("15000.48"); //贷款金额  
    5. BigDecimal interestRate = new BigDecimal("0.008"); //利率     
    6. BigDecimal interest = loanAmount.multiply(interestRate); //相乘  
    7. System.out.println("贷款金额:\t" + currency.format(loanAmount));   
    8. System.out.println("利率:\t" + percent.format(interestRate));   
    9. System.out.println("利息:\t" + currency.format(interest));  
    1. 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:

    1. public class NumberFormat {  
    2.     public static void main(String[] s){  
    3.         System.out.println(formatToNumber(new BigDecimal("3.435")));  
    4.         System.out.println(formatToNumber(new BigDecimal(0)));  
    5.         System.out.println(formatToNumber(new BigDecimal("0.00")));  
    6.         System.out.println(formatToNumber(new BigDecimal("0.001")));  
    7.         System.out.println(formatToNumber(new BigDecimal("0.006")));  
    8.         System.out.println(formatToNumber(new BigDecimal("0.206")));  
    9.     }  
    10.     /**  
    11.      * @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。  
    12.      * 2.传入的参数等于0,则直接返回字符串"0.00"  
    13.      * 3.大于1的小数,直接格式化返回字符串  
    14.      * @param obj传入的小数  
    15.      * @return  
    16.      */  
    17.     public static String formatToNumber(BigDecimal obj) {  
    18.         DecimalFormat df = new DecimalFormat("#.00");  
    19.         if(obj.compareTo(BigDecimal.ZERO)==0) {  
    20.             return "0.00";  
    21.         }else if(obj.compareTo(BigDecimal.ZERO)>0&&obj.compareTo(new BigDecimal(1))<0){  
    22.             return "0"+df.format(obj).toString();  
    23.         }else {  
    24.             return df.format(obj).toString();  
    25.         }  
    26.     }  
    1. 3.44  
    2. 0.00  
    3. 0.00  
    4. 0.00  
    5. 0.01  
    6. 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

    1. package com.vivo.ars.util;  
    2. import java.math.BigDecimal;  
    3. /**  
    4.  * 用于高精确处理常用的数学运算  
    5.  */  
    6. public class ArithmeticUtils {  
    7.     //默认除法运算精度  
    8.     private static final int DEF_DIV_SCALE = 10 
    9.     /**  
    10.      * 提供精确的加法运算  
    11.      *  
    12.      * @param v1 被加数  
    13.      * @param v2 加数  
    14.      * @return 两个参数的和  
    15.      */  
    16.     public static double add(double v1, double v2) {  
    17.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));  
    18.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));  
    19.         return b1.add(b2).doubleValue();  
    20.     }  
    21.     /**  
    22.      * 提供精确的加法运算  
    23.      *  
    24.      * @param v1 被加数  
    25.      * @param v2 加数  
    26.      * @return 两个参数的和  
    27.      */  
    28.     public static BigDecimal add(String v1, String v2) {  
    29.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);  
    30.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);  
    31.         return b1.add(b2); 
    32.      } 
    33.     /**  
    34.      * 提供精确的加法运算  
    35.      *  
    36.      * @param v1    被加数  
    37.      * @param v2    加数  
    38.      * @param scale 保留scale 位小数  
    39.      * @return 两个参数的和  
    40.      */  
    41.     public static String add(String v1, String v2, int scale) {  
    42.         if (scale < 0) {  
    43.             throw new IllegalArgumentException(  
    44.                     "The scale must be a positive integer or zero");  
    45.         }  
    46.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);  
    47.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);  
    48.         return b1.add(b2).setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();  
    49.     }  
    50.     /**  
    51.      * 提供精确的减法运算  
    52.      *  
    53.      * @param v1 被减数  
    54.      * @param v2 减数  
    55.      * @return 两个参数的差  
    56.      */ 
    57.      public static double sub(double v1, double v2) {  
    58.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));  
    59.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));  
    60.         return b1.subtract(b2).doubleValue();  
    61.     }  
    62.     /**  
    63.      * 提供精确的减法运算。  
    64.      *  
    65.      * @param v1 被减数  
    66.      * @param v2 减数  
    67.      * @return 两个参数的差  
    68.      */  
    69.     public static BigDecimal sub(String v1, String v2) {  
    70.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);  
    71.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2); 
    72.          return b1.subtract(b2);  
    73.     }  
    74.     /**  
    75.      * 提供精确的减法运算  
    76.      * 
    77.      * @param v1    被减数  
    78.      * @param v2    减数  
    79.      * @param scale 保留scale 位小数  
    80.      * @return 两个参数的差  
    81.      */  
    82.     public static String sub(String v1, String v2, int scale) {  
    83.         if (scale < 0) {  
    84.             throw new IllegalArgumentException(  
    85.                     "The scale must be a positive integer or zero");  
    86.         }  
    87.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);  
    88.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);  
    89.         return b1.subtract(b2).setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();  
    90.     }  
    91.     /**  
    92.      * 提供精确的乘法运算  
    93.      *  
    94.      * @param v1 被乘数  
    95.      * @param v2 乘数  
    96.      * @return 两个参数的积  
    97.      */  
    98.     public static double mul(double v1, double v2) {  
    99.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));  
    100.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));  
    101.         return b1.multiply(b2).doubleValue();  
    102.     }  
    103.     /**  
    104.      * 提供精确的乘法运算  
    105.      *  
    106.      * @param v1 被乘数  
    107.      * @param v2 乘数  
    108.      * @return 两个参数的积  
    109.      */  
    110.     public static BigDecimal mul(String v1, String v2) {  
    111.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);  
    112.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);  
    113.         return b1.multiply(b2);  
    114.     }  
    115.     /**  
    116.      * 提供精确的乘法运算  
    117.      *  
    118.      * @param v1    被乘数  
    119.      * @param v2    乘数  
    120.      * @param scale 保留scale 位小数  
    121.      * @return 两个参数的积  
    122.      */  
    123.     public static double mul(double v1, double v2, int scale) {  
    124.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));  
    125.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));  
    126.         return round(b1.multiply(b2).doubleValue(), scale);  
    127.     }  
    128.     /**  
    129.      * 提供精确的乘法运算  
    130.      *  
    131.      * @param v1    被乘数  
    132.      * @param v2    乘数  
    133.      * @param scale 保留scale 位小数  
    134.      * @return 两个参数的积  
    135.      */  
    136.     public static String mul(String v1, String v2, int scale) {  
    137.         if (scale < 0) {  
    138.             throw new IllegalArgumentException(  
    139.                     "The scale must be a positive integer or zero");  
    140.         }  
    141.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);  
    142.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);  
    143.         return b1.multiply(b2).setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();  
    144.     }  
    145.     /**  
    146.      * 提供(相对)精确的除法运算,当发生除不尽的情况时,精确到  
    147.      * 小数点以后10位,以后的数字四舍五入 
    148.      *  
    149.      * @param v1 被除数  
    150.      * @param v2 除数  
    151.      * @return 两个参数的商  
    152.      */ 
    153.     public static double div(double v1, double v2) {  
    154.         return div(v1, v2, DEF_DIV_SCALE);  
    155.     }  
    156.     /**  
    157.      * 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  
    158.      * 定精度,以后的数字四舍五入 
    159.      *  
    160.      * @param v1    被除数  
    161.      * @param v2    除数  
    162.      * @param scale 表示表示需要精确到小数点以后几位。  
    163.      * @return 两个参数的商  
    164.      */  
    165.     public static double div(double v1, double v2, int scale) {  
    166.         if (scale < 0) {  
    167.             throw new IllegalArgumentException("The scale must be a positive integer or zero");  
    168.         }  
    169.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));  
    170.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));  
    171.         return b1.divide(b2, scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue();  
    172.     }  
    173.     /**  
    174.      * 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  
    175.      * 定精度,以后的数字四舍五入  
    176.      *  
    177.      * @param v1    被除数  
    178.      * @param v2    除数  
    179.      * @param scale 表示需要精确到小数点以后几位  
    180.      * @return 两个参数的商  
    181.      */  
    182.     public static String div(String v1, String v2, int scale) {  
    183.         if (scale < 0) {  
    184.             throw new IllegalArgumentException("The scale must be a positive integer or zero");  
    185.         }  
    186.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1); 
    187.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(v1);  
    188.         return b1.divide(b2, scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();  
    189.     }  
    190.     /**  
    191.      * 提供精确的小数位四舍五入处理  
    192.      *  
    193.      * @param v     需要四舍五入的数字  
    194.      * @param scale 小数点后保留几位  
    195.      * @return 四舍五入后的结果  
    196.      */  
    197.     public static double round(double v, int scale) {  
    198.         if (scale < 0) {  
    199.             throw new IllegalArgumentException("The scale must be a positive integer or zero");  
    200.         }  
    201.         BigDecimal b = new BigDecimal(Double.toString(v));  
    202.         return b.setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue();  
    203.     }  
    204.     /**  
    205.      * 提供精确的小数位四舍五入处理  
    206.      *  
    207.      * @param v     需要四舍五入的数字  
    208.      * @param scale 小数点后保留几位  
    209.      * @return 四舍五入后的结果  
    210.      */  
    211.     public static String round(String v, int scale) {  
    212.         if (scale < 0) {  
    213.             throw new IllegalArgumentException(  
    214.                     "The scale must be a positive integer or zero");  
    215.         }  
    216.         BigDecimal b = new BigDecimal(v);  
    217.         return b.setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();  
    218.     }  
    219.     /**  
    220.      * 取余数  
    221.      *  
    222.      * @param v1    被除数  
    223.      * @param v2    除数  
    224.      * @param scale 小数点后保留几位  
    225.      * @return 余数  
    226.      */  
    227.     public static String remainder(String v1, String v2, int scale) {  
    228.         if (scale < 0) {  
    229.             throw new IllegalArgumentException(  
    230.                     "The scale must be a positive integer or zero");  
    231.         }  
    232.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);  
    233.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);  
    234.         return b1.remainder(b2).setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();  
    235.     }  
    236.     /**  
    237.      * 取余数  BigDecimal  
    238.      *  
    239.      * @param v1    被除数  
    240.      * @param v2    除数  
    241.      * @param scale 小数点后保留几位  
    242.      * @return 余数  
    243.      */  
    244.     public static BigDecimal remainder(BigDecimal v1, BigDecimal v2, int scale) {  
    245.         if (scale < 0) {  
    246.             throw new IllegalArgumentException(  
    247.                     "The scale must be a positive integer or zero");  
    248.         }  
    249.         return v1.remainder(v2).setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP);  
    250.     }  
    251.     /**  
    252.      * 比较大小  
    253.      *  
    254.      * @param v1 被比较数  
    255.      * @param v2 比较数  
    256.      * @return 如果v1 大于v2 则 返回true 否则false  
    257.      */  
    258.     public static boolean compare(String v1, String v2) {  
    259.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);  
    260.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);  
    261.         int bj = b1.compareTo(b2);  
    262.         boolean res;  
    263.         if (bj > 0)  
    264.             res = true 
    265.         else  
    266.             res = false 
    267.         return res;  
    268.     }  
    269.  

    责任编辑:庞桂玉 Java知音
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