Java中的BigDecimal,你真的會用嗎?
來自：LanceToBigData?| 責(zé)編：樂樂
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? ?正文? ?
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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(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(jìn)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。
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(jìn)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(jìn)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(jìn)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)
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(jìn)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(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;
????}
}