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          【100期】面試官:BigDecimal一定不會丟失精度嗎?

          共 5233字,需瀏覽 11分鐘

           ·

          2020-12-07 06:02

          程序員的成長之路
          互聯(lián)網(wǎng)/程序員/技術(shù)/資料共享?
          關(guān)注


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          來自:www.jianshu.com/p/c81edc59546c

          我們基本已經(jīng)形成了常識,需要用到金錢的地方要用BigDecimal而不是其他,而我們也都知道浮點(diǎn)型變量在進(jìn)行計(jì)算的時候會出現(xiàn)丟失精度的問題。
          那么,你知道其實(shí)BigDecimal也會丟失精度嗎?而使用BigDecimal的背后又有什么值得去探究的地方嗎?今天,告訴你,知其然,也知其所以然。
          如下一段代碼:

          System.out.println(0.05?+?0.01);??
          System.out.println(1.0?-?0.42);??
          System.out.println(4.015?*?100);??
          System.out.println(123.3?/?100);??

          輸出:
          0.060000000000000005
          0.5800000000000001
          401.49999999999994
          1.2329999999999999
          可以看到在Java中進(jìn)行浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算的時候,會出現(xiàn)丟失精度的問題。那么我們?nèi)绻谶M(jìn)行商品價格計(jì)算的時候,就會出現(xiàn)問題。
          很有可能造成我們手中有0.06元,卻無法購買一個0.05元和一個0.01元的商品。
          因?yàn)槿缟纤荆麄儍蓚€的總和為0.060000000000000005。
          這無疑是一個很嚴(yán)重的問題,尤其是當(dāng)電商網(wǎng)站的并發(fā)量上去的時候,出現(xiàn)的問題將是巨大的。可能會導(dǎo)致無法下單,或者對賬出現(xiàn)問題。所以接下來我們就可以使用Java中的BigDecimal類來解決這類問題。
          普及一下:
          Java中float的精度為6-7位有效數(shù)字。double的精度為15-16位。

          API

          構(gòu)造器:

          構(gòu)造器 描述
          BigDecimal(int) 創(chuàng)建一個具有參數(shù)所指定整數(shù)值的對象。
          BigDecimal(double) 創(chuàng)建一個具有參數(shù)所指定雙精度值的對象。
          BigDecimal(long) 創(chuàng)建一個具有參數(shù)所指定長整數(shù)值的對象。
          BigDecimal(String) 創(chuàng)建一個具有參數(shù)所指定以字符串表示的數(shù)值的對象。

          函數(shù):

          方法 描述
          add(BigDecimal) BigDecimal對象中的值相加,然后返回這個對象。
          subtract(BigDecimal) BigDecimal對象中的值相減,然后返回這個對象。
          multiply(BigDecimal) BigDecimal對象中的值相乘,然后返回這個對象。
          divide(BigDecimal) BigDecimal對象中的值相除,然后返回這個對象。
          toString() 將BigDecimal對象的數(shù)值轉(zhuǎn)換成字符串。
          doubleValue() 將BigDecimal對象中的值以雙精度數(shù)返回。
          floatValue() 將BigDecimal對象中的值以單精度數(shù)返回。
          longValue() 將BigDecimal對象中的值以長整數(shù)返回。
          intValue() 將BigDecimal對象中的值以整數(shù)返回。

          由于一般的數(shù)值類型,例如double不能準(zhǔn)確的表示16位以上的數(shù)字。

          BigDecimal精度也丟失

          我們在使用BigDecimal時,使用它的BigDecimal(String)構(gòu)造器創(chuàng)建對象才有意義。其他的如BigDecimal b = new BigDecimal(1)這種,還是會發(fā)生精度丟失的問題。如下代碼:

          BigDecimal a = new BigDecimal(1.01);
          BigDecimal b = new BigDecimal(1.02);
          BigDecimal c = new BigDecimal("1.01");
          BigDecimal d = new BigDecimal("1.02");
          System.out.println(a.add(b));
          System.out.println(c.add(d));

          輸出:
          2.0300000000000000266453525910037569701671600341796875
          2.03
          可見論丟失精度BigDecimal顯的更為過分。但是使用Bigdecimal的BigDecimal(String)構(gòu)造器的變量在進(jìn)行運(yùn)算的時候卻沒有出現(xiàn)這種問題。
          究其原因計(jì)算機(jī)組成原理里面都有,它們的編碼決定了這樣的結(jié)果。
          long可以準(zhǔn)確存儲19位數(shù)字,而double只能準(zhǔn)備存儲16位數(shù)字。
          double由于有exp位,可以存16位以上的數(shù)字,但是需要以低位的不精確作為代價。如果需要高于19位數(shù)字的精確存儲,則必須用BigInteger來保存,當(dāng)然會犧牲一些性能。
          所以我們一般使用BigDecimal來解決商業(yè)運(yùn)算上丟失精度的問題的時候,聲明BigDecimal對象的時候一定要使用它構(gòu)造參數(shù)為String的類型的構(gòu)造器。
          同時這個原則Effective Java和MySQL 必知必會中也都有提及。float和double只能用來做科學(xué)計(jì)算和工程計(jì)算。商業(yè)運(yùn)算中我們要使用BigDecimal。
          而且我們從源碼的注釋中官方也給出了說明,如下是BigDecimal類的double類型參數(shù)的構(gòu)造器上的一部分注釋說明:
          *?The?results?of?this?constructor?can?be?somewhat?unpredictable.??
          ?????*?One?might?assume?that?writing?{@codenew?BigDecimal(0.1)}?in??
          ?????*?Java?creates?a?{@code?BigDecimal}?which?is?exactly?equal?to??
          ?????*?0.1?(an?unscaled?value?of?1,?with?a?scale?of?1),?but?it?is??
          ?????*?actually?equal?to??
          ?????*?0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625.??
          ?????*?This?is?because?0.1?cannot?be?represented?exactly?as?a??
          ?????*?{@codedouble}?(or,?for?that?matter,?as?a?binary?fraction?of??
          ?????*?any?finite?length).??Thus,?the?value?that?is?being?passed??
          ?????*?in?to?the?constructor?is?not?exactly?equal?to?0.1,??
          ?????*?appearances?notwithstanding.??
          ???????……??
          ????????*?When?a?{@codedouble}?must?be?used?as?a?source?for?a??
          ?????*?{@code?BigDecimal},?note?that?this?constructor?provides?an??
          ?????*?exact?conversion;?it?does?not?give?the?same?result?as??
          ?????*?converting?the?{@codedouble}?to?a?{@code?String}?using?the??
          ?????*?{@link?Double#toString(double)}?method?and?then?using?the??
          ?????*?{@link?#BigDecimal(String)}?constructor.??To?get?that?result,??
          ?????*?use?the?{@codestatic}?{@link?#valueOf(double)}?method.??
          ?????*???
          public?BigDecimal(double?val)?{??
          ????this(val,MathContext.UNLIMITED);??
          }??

          第一段也說的很清楚它只能計(jì)算的無限接近這個數(shù),但是無法精確到這個數(shù)。
          第二段則說,如果要想準(zhǔn)確計(jì)算這個值,那么需要把double類型的參數(shù)轉(zhuǎn)化為String類型的。并且使用BigDecimal(String)這個構(gòu)造方法進(jìn)行構(gòu)造。去獲取結(jié)果。

          正確運(yùn)用BigDecimal

          另外,BigDecimal所創(chuàng)建的是對象,我們不能使用傳統(tǒng)的+、-、*、/等算術(shù)運(yùn)算符直接對其對象進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算,而必須調(diào)用其相對應(yīng)的方法。方法中的參數(shù)也必須是BigDecimal的對象,由剛才我們所羅列的API也可看出。
          在一般開發(fā)過程中,我們數(shù)據(jù)庫中存儲的數(shù)據(jù)都是float和double類型的。在進(jìn)行拿來拿去運(yùn)算的時候還需要不斷的轉(zhuǎn)化,這樣十分的不方便。這里我寫了一個工具類:

          /**??
          ?*?@author:?Ji?YongGuang.??
          ?*?@date:?19:50?2017/12/14.??
          ?*/
          ??
          publicclass?BigDecimalUtil?{??

          ????private?BigDecimalUtil()?{??

          ????}??

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

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

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

          ????public?static?BigDecimal?div(double?v1,?double?v2)?{??
          ????????BigDecimal?b1?=?new?BigDecimal(Double.toString(v1));??
          ????????BigDecimal?b2?=?new?BigDecimal(Double.toString(v2));??
          ????????//?2?=?保留小數(shù)點(diǎn)后兩位???ROUND_HALF_UP?=?四舍五入??
          ????????return?b1.divide(b2,?2,?BigDecimal.ROUND_HALF_UP);//?應(yīng)對除不盡的情況??
          ????}??
          }??

          該工具類提供了double類型的基本的加減乘除運(yùn)算。直接調(diào)用即可。

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