BigDecimal详解

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发布日期:   2021-09-01

1、为什么要用BigDecimal

当我们用操作浮点数时，可能会出现以下情况

System.out.println(0.1 + 0.2);
System.out.println(0.3 - 0.1);
System.out.println(0.2 * 0.1);
System.out.println(0.3 / 0.1);
0.30000000000000004
0.19999999999999998
0.020000000000000004
2.9999999999999996

那为什么会出现这种情况呢？

因为不论是float 还是double都是浮点数，而计算机是二进制的，浮点数会失去一定的精确度。

**注:**根本原因是:十进制值通常没有完全相同的二进制表示形式;十进制数的二进制表示形式可能不精确。只能无限接近于那个值

为了解决精度损失的问题，引入了 BigDecimal

2、BigDecimal简介

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。在实际应用中，需要对更大或者更小的数进行运算和处理。float和double只能用来做科学计算或者是工程计算，在商业计算中要用java.math.BigDecimal。BigDecimal所创建的是对象，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。

3、BigDecimal使用

构造器描述

  • 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。 //不推荐使用
  • 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。//推荐使用

常用方法描述

  • add(BigDecimal) BigDecimal对象中的值相加，然后返回这个对象。
  • subtract(BigDecimal) BigDecimal对象中的值相减，然后返回这个对象。
  • multiply(BigDecimal) BigDecimal对象中的值相乘，然后返回这个对象。
  • divide(BigDecimal) BigDecimal对象中的值相除，然后返回这个对象。
  • abs() 绝对值
  • toString() 将BigDecimal对象的数值转换成字符串。
  • doubleValue() 将BigDecimal对象中的值以双精度数返回。
  • floatValue() 将BigDecimal对象中的值以单精度数返回。
  • longValue() 将BigDecimal对象中的值以长整数返回。
  • intValue() 将BigDecimal对象中的值以整数返回。
public static void main(String[] args) {

    BigDecimal num1 = new BigDecimal(0.005);
    BigDecimal num2 = new BigDecimal(1000000);
    BigDecimal num3 = new BigDecimal(-1000000);
    //尽量用字符串的形式初始化
    BigDecimal num12 = new BigDecimal("0.005");
    BigDecimal num22 = new BigDecimal("1000000");
    BigDecimal num32 = new BigDecimal("-1000000");

    //加法
    BigDecimal result1 = num1.add(num2);
    BigDecimal result12 = num12.add(num22);
    //减法
    BigDecimal result2 = num1.subtract(num2);
    BigDecimal result22 = num12.subtract(num22);
    //乘法
    BigDecimal result3 = num1.multiply(num2);
    BigDecimal result32 = num12.multiply(num22);
    //绝对值
    BigDecimal result4 = num3.abs();
    BigDecimal result42 = num32.abs();
    //除法
    BigDecimal result5 = num2.divide(num1,20, RoundingMode.HALF_UP);
    BigDecimal result52 = num22.divide(num12,20, RoundingMode.HALF_UP);

    System.out.println("加法用value结果："+result1);
    System.out.println("加法用string结果："+result12);

    System.out.println("减法value结果："+result2);
    System.out.println("减法用string结果："+result22);

    System.out.println("乘法用value结果："+result3);
    System.out.println("乘法用string结果："+result32);

    System.out.println("绝对值用value结果："+result4);
    System.out.println("绝对值用string结果："+result42);

    System.out.println("除法用value结果："+result5);
    System.out.println("除法用string结果："+result52);
}

4、为何不用double创建

因为用这种方式也会导致计算有问题，

为什么会出现这种情况呢？

 JDK的描述：

​    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、另一方面，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

当double必须用作BigDecimal的源时，请使用Double.toString(double)转成String，然后使用String构造方法，或使用BigDecimal的静态方法valueOf

5、不能整除报错

这边特别提一下，如果进行除法运算的时候，结果不能整除，有余数，这个时候会报java.lang.ArithmeticException: ，这边我们要避免这个错误产生，在进行除法运算的时候，针对可能出现的小数产生的计算，必须要多传两个参数

divide(BigDecimal，保留小数点后几位小数，舍入模式)

舍入模式

BigDecimal 下的常量

ROUND_CEILING    //向正无穷方向舍入
ROUND_DOWN    //向零方向舍入
ROUND_FLOOR    //向负无穷方向舍入
ROUND_HALF_DOWN    //向（距离）最近的一边舍入，除非两边（的距离）是相等,如果是这样，向下舍入, 例如1.55 保留一位小数结果为1.5
ROUND_HALF_EVEN    //向（距离）最近的一边舍入，除非两边（的距离）是相等,如果是这样，如果保留位数是奇数，使用ROUND_HALF_UP，如果是偶数，使用ROUND_HALF_DOWN
ROUND_HALF_UP    //向（距离）最近的一边舍入，除非两边（的距离）是相等,如果是这样，向上舍入, 1.55保留一位小数结果为1.6,也就是我们常说的“四舍五入”
ROUND_UNNECESSARY    //计算结果是精确的，不需要舍入模式
ROUND_UP    //向远离0的方向舍入
BigDecimal bigDecimal1 = new BigDecimal("55.2223");
BigDecimal bigDecimal2 = new BigDecimal("66.114");

// 除法，计算结果保留2位小数，保留策略：四舍五入
BigDecimal divide = bigDecimal1.divide(bigDecimal2,2,BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
System.out.println(divide);

6、截断四舍五入

需要对BigDecimal进行截断和四舍五入可用setScale方法，例：

BigDecimal bigDecimal1 = new BigDecimal("55.2223");
BigDecimal bigDecimal2 = new BigDecimal("66.114");

// 将给定bigdecimal的值保留2为小数,保留策略：四舍五入
BigDecimal bigDecimal3 = bigDecimal1.setScale(2, RoundingMode.HALF_UP);
System.out.println(bigDecimal3);

7、保留小数，不够补0

// 四舍五入
BigDecimal value = new BigDecimal(object.toString()).setScale(2,BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
// 不足两位小数补0
DecimalFormat decimalFormat = new DecimalFormat("0.00#");
String strVal = decimalFormat.format(value);

8、比较大小

//前提为a、b均不能为null
if(a.compareTo(b) == -1){
    System.out.println("a小于b");
}

if(a.compareTo(b) == 0){
    System.out.println("a等于b");
}

if(a.compareTo(b) == 1){
    System.out.println("a大于b");
}

if(a.compareTo(b) > -1){
    System.out.println("a大于等于b");
}

if(a.compareTo(b) < 1){
    System.out.println("a小于等于b");
}

9、去除小数点后面补位的零

String num = "3.330000";
BigDecimal d = new BigDecimal(num);     //3.330000

// 去除末尾补位的0
BigDecimal d2 = d.stripTrailingZeros(); //3.33

// 不采用科学计数法
String numStr = d2.toPlainString();     //3.33

10、不使用科学计数法

BigDecimal num2 = new BigDecimal("0.00000000123456789");
System.out.println(num2.toString());        //1.23456789E-9
System.out.println(num2.toPlainString());   //0.00000000123456789
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