Java BigDecimal 使用中的注意點 ~
不點藍字，我們哪來故事？
正文如下
作者 | LanceToBigData
一、BigDecimal概述
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。
二、BigDecimal常用構(gòu)造函數(shù)
2.1、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
2.2、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。有人可能認為在Java中寫入newBigDecimal(0.1)所創(chuàng)建的BigDecimal正好等于 0.1（非標度值 1，其標度為 1），但是它實際上等于0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625。這是因為0.1無法準確地表示為 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double必須用作BigDecimal的源時，請注意，此構(gòu)造方法提供了一個準確轉(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。
三、BigDecimal常用方法詳解
3.1、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)
3.2、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
四、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
五、BigDecimal常見異常
5.1、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)
六、BigDecimal總結(jié)
6.1、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。
6.2、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;
}
}
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