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          告警:線上慎用 BigDecimal ,坑的差點被開了

          共 24928字,需瀏覽 50分鐘

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          2024-06-18 14:30

             
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          Java在java.math包中提供的API類BigDecimal,用來對超過16位有效位的數(shù)進行精確的運算。雙精度浮點型變量double可以處理16位有效數(shù),但在實際應(yīng)用中,可能需要對更大或者更小的數(shù)進行運算和處理。
          一般情況下,對于那些不需要準(zhǔn)確計算精度的數(shù)字,我們可以直接使用Float和Double處理,但是Double.valueOf(String) 和Float.valueOf(String)會丟失精度。所以開發(fā)中,如果我們需要精確計算的結(jié)果,則必須使用BigDecimal類來操作。
          BigDecimal所創(chuàng)建的是對象,故我們不能使用傳統(tǒng)的+、-、*、/等算術(shù)運算符直接對其對象進行數(shù)學(xué)運算,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。構(gòu)造器是類的特殊方法,專門用來創(chuàng)建對象,特別是帶有參數(shù)的對象。


          1、BigDecimal常用構(gòu)造函數(shù)



          1、常用構(gòu)造函數(shù)

          • 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

          2、使用問題分析

          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);

          結(jié)果示例:

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


          原因分析:
          1)參數(shù)類型為double的構(gòu)造方法的結(jié)果有一定的不可預(yù)知性。有人可能認(rèn)為在Java中寫入newBigDecimal(0.1)所創(chuàng)建的BigDecimal正好等于 0.1(非標(biāo)度值 1,其標(biāo)度為 1),但是它實際上等于0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625。這是因為0.1無法準(zhǔn)確地表示為 double(或者說對于該情況,不能表示為任何有限長度的二進制小數(shù))。這樣,傳入到構(gòu)造方法的值不會正好等于 0.1(雖然表面上等于該值)。
          2)String 構(gòu)造方法是完全可預(yù)知的:寫入 newBigDecimal(“0.1”) 將創(chuàng)建一個 BigDecimal,它正好等于預(yù)期的 0.1。因此,比較而言, 通常建議優(yōu)先使用String構(gòu)造方法。
          3)當(dāng)double必須用作BigDecimal的源時,請注意,此構(gòu)造方法提供了一個準(zhǔn)確轉(zhuǎn)換;它不提供與以下操作相同的結(jié)果:先使用Double.toString(double)方法,然后使用BigDecimal(String)構(gòu)造方法,將double轉(zhuǎn)換為String。要獲取該結(jié)果,請使用static valueOf(double)方法。


          2、BigDecimal常用方法詳解



          1、常用方法

          • add(BigDecimal)
          BigDecimal對象中的值相加,返回BigDecimal對象
          • subtract(BigDecimal)
          BigDecimal對象中的值相減,返回BigDecimal對象
          • multiply(BigDecimal)
          BigDecimal對象中的值相乘,返回BigDecimal對象
          • divide(BigDecimal)
          BigDecimal對象中的值相除,返回BigDecimal對象
          • toString()
          將BigDecimal對象中的值轉(zhuǎn)換成字符串
          • doubleValue()
          將BigDecimal對象中的值轉(zhuǎn)換成雙精度數(shù)
          • floatValue()
          將BigDecimal對象中的值轉(zhuǎn)換成單精度數(shù)
          • longValue()
          將BigDecimal對象中的值轉(zhuǎn)換成長整數(shù)
          • intValue()
          將BigDecimal對象中的值轉(zhuǎn)換成整數(shù)

          2、BigDecimal大小比較

          java中對BigDecimal比較大小一般用的是bigdemical的compareTo方法

          int a = bigdemical.compareTo(bigdemical2)

          返回結(jié)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;

          舉例:a大于等于b

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


          3、BigDecimal格式化



          由于NumberFormat類的format()方法可以使用BigDecimal對象作為其參數(shù),可以利用BigDecimal對超出16位有效數(shù)字的貨幣值,百分值,以及一般數(shù)值進行格式化控制。
          以利用BigDecimal對貨幣和百分比格式化為例。首先,創(chuàng)建BigDecimal對象,進行BigDecimal的算術(shù)運算后,分別建立對貨幣和百分比格式化的引用,最后利用BigDecimal對象作為format()方法的參數(shù),輸出其格式化的貨幣值和百分比。

          NumberFormat currency = NumberFormat.getCurrencyInstance(); //建立貨幣格式化引用
          NumberFormat percent = NumberFormat.getPercentInstance(); //建立百分比格式化引用
          percent.setMaximumFractionDigits(3); //百分比小數(shù)點最多3位

          BigDecimal loanAmount = new BigDecimal("15000.48"); //貸款金額
          BigDecimal interestRate = new BigDecimal("0.008"); //利率
          BigDecimal interest = loanAmount.multiply(interestRate); //相乘

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

          結(jié)果:

          貸款金額: ¥15,000.48 利率: 0.8% 利息: ¥120.00

          BigDecimal格式化保留2為小數(shù),不足則補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之間的BigDecimal小數(shù),格式化后失去前面的0,則前面直接加上0。
               * 2.傳入的參數(shù)等于0,則直接返回字符串"0.00"
               * 3.大于1的小數(shù),直接格式化返回字符串
               * @param obj傳入的小數(shù)
               * @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();
                  }
              }
          }

          結(jié)果為:

          3.44
          0.00
          0.00
          0.00
          0.01
          0.21


          4、BigDecimal常見異常



          除法的時候出現(xiàn)異常

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


          原因分析:

          通過BigDecimal的divide方法進行除法時當(dāng)不整除,出現(xiàn)無限循環(huán)小數(shù)時,就會拋異常:java.lang.ArithmeticException: Non-terminating decimal expansion; no exact representable decimal result.

          解決方法:

          divide方法設(shè)置精確的小數(shù)點,如:divide(xxxxx,2)


          5、BigDecimal總結(jié)



          1、總結(jié)

          在需要精確的小數(shù)計算時再使用BigDecimal,BigDecimal的性能比double和float差,在處理龐大,復(fù)雜的運算時尤為明顯。故一般精度的計算沒必要使用BigDecimal。盡量使用參數(shù)類型為String的構(gòu)造函數(shù)。
          BigDecimal都是不可變的(immutable)的, 在進行每一次四則運算時,都會產(chǎn)生一個新的對象 ,所以在做加減乘除運算時要記得要保存操作后的值。

          2、工具類推薦

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

          /**
           * 用于高精確處理常用的數(shù)學(xué)運算
           */

          public class ArithmeticUtils {
              //默認(rèn)除法運算精度
              private static final int DEF_DIV_SCALE = 10;

              /**
               * 提供精確的加法運算
               *
               * @param v1 被加數(shù)
               * @param v2 加數(shù)
               * @return 兩個參數(shù)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();
              }

              /**
               * 提供精確的加法運算
               *
               * @param v1 被加數(shù)
               * @param v2 加數(shù)
               * @return 兩個參數(shù)的和
               */

              public static BigDecimal add(String v1, String v2) {
                  BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
                  BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
                  return b1.add(b2);
              }

              /**
               * 提供精確的加法運算
               *
               * @param v1 被加數(shù)
               * @param v2 加數(shù)
               * @param scale 保留scale 位小數(shù)
               * @return 兩個參數(shù)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();
              }

              /**
               * 提供精確的減法運算
               *
               * @param v1 被減數(shù)
               * @param v2 減數(shù)
               * @return 兩個參數(shù)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();
              }

              /**
               * 提供精確的減法運算。
               *
               * @param v1 被減數(shù)
               * @param v2 減數(shù)
               * @return 兩個參數(shù)的差
               */

              public static BigDecimal sub(String v1, String v2) {
                  BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
                  BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
                  return b1.subtract(b2);
              }

              /**
               * 提供精確的減法運算
               *
               * @param v1 被減數(shù)
               * @param v2 減數(shù)
               * @param scale 保留scale 位小數(shù)
               * @return 兩個參數(shù)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();
              }

              /**
               * 提供精確的乘法運算
               *
               * @param v1 被乘數(shù)
               * @param v2 乘數(shù)
               * @return 兩個參數(shù)的積
               */

              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();
              }

              /**
               * 提供精確的乘法運算
               *
               * @param v1 被乘數(shù)
               * @param v2 乘數(shù)
               * @return 兩個參數(shù)的積
               */

              public static BigDecimal mul(String v1, String v2) {
                  BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
                  BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
                  return b1.multiply(b2);
              }

              /**
               * 提供精確的乘法運算
               *
               * @param v1 被乘數(shù)
               * @param v2 乘數(shù)
               * @param scale 保留scale 位小數(shù)
               * @return 兩個參數(shù)的積
               */

              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);
              }

              /**
               * 提供精確的乘法運算
               *
               * @param v1 被乘數(shù)
               * @param v2 乘數(shù)
               * @param scale 保留scale 位小數(shù)
               * @return 兩個參數(shù)的積
               */

              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(相對)精確的除法運算,當(dāng)發(fā)生除不盡的情況時,精確到
               * 小數(shù)點以后10位,以后的數(shù)字四舍五入
               *
               * @param v1 被除數(shù)
               * @param v2 除數(shù)
               * @return 兩個參數(shù)的商
               */


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

              /**
               * 提供(相對)精確的除法運算。當(dāng)發(fā)生除不盡的情況時,由scale參數(shù)指
               * 定精度,以后的數(shù)字四舍五入
               *
               * @param v1 被除數(shù)
               * @param v2 除數(shù)
               * @param scale 表示表示需要精確到小數(shù)點以后幾位。
               * @return 兩個參數(shù)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(相對)精確的除法運算。當(dāng)發(fā)生除不盡的情況時,由scale參數(shù)指
               * 定精度,以后的數(shù)字四舍五入
               *
               * @param v1 被除數(shù)
               * @param v2 除數(shù)
               * @param scale 表示需要精確到小數(shù)點以后幾位
               * @return 兩個參數(shù)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();
              }

              /**
               * 提供精確的小數(shù)位四舍五入處理
               *
               * @param v 需要四舍五入的數(shù)字
               * @param scale 小數(shù)點后保留幾位
               * @return 四舍五入后的結(jié)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();
              }

              /**
               * 提供精確的小數(shù)位四舍五入處理
               *
               * @param v 需要四舍五入的數(shù)字
               * @param scale 小數(shù)點后保留幾位
               * @return 四舍五入后的結(jié)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();
              }

              /**
               * 取余數(shù)
               *
               * @param v1 被除數(shù)
               * @param v2 除數(shù)
               * @param scale 小數(shù)點后保留幾位
               * @return 余數(shù)
               */

              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();
              }

              /**
               * 取余數(shù) BigDecimal
               *
               * @param v1 被除數(shù)
               * @param v2 除數(shù)
               * @param scale 小數(shù)點后保留幾位
               * @return 余數(shù)
               */

              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);
              }

              /**
               * 比較大小
               *
               * @param v1 被比較數(shù)
               * @param v2 比較數(shù)
               * @return 如果v1 大于v2 則 返回true 否則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;
              }
          }

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

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