Java BigDecimal详解

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BigDecimal详解

目录收起1.引言先看下面代码2.BigDecimal构造方法3.BigDecimal加减乘除运算4.BigDecimal比较大小5.BigDecimal转String6.总结Java BigDecimal的使用

1.引言

　　float和double类型的主要设计目标是为了科学计算和工程计算。他们执行二进制浮点运算，这是为了在广域数值范围上提供较为精确的快速近似计算而精心设计的。然而，它们没有提供完全精确的结果，所以不应该被用于要求精确结果的场合。但是，商业计算往往要求结果精确，这时候BigDecimal就派上大用场啦。

先看下面代码

public static void main(String[] args)

{

System.out.println(0.2 + 0.1);

System.out.println(0.3 - 0.1);

System.out.println(0.2 * 0.1);

System.out.println(0.3 / 0.1);

}

运行结果如下

　你认为你看错了，但结果却是是这样的。问题在哪里呢？原因在于我们的计算机是二进制的。浮点数没有办法是用二进制进行精确表示。我们的CPU表示浮点数由两个部分组成：指数和尾数，这样的表示方法一般都会失去一定的精确度，有些浮点数运算也会产生一定的误差。如：2.4的二进制表示并非就是精确的2.4。反而最为接近的二进制表示是 2.3999999999999999。浮点数的值实际上是由一个特定的数学公式计算得到的。

　　其实java的float只能用来进行科学计算或工程计算，在大多数的商业计算中，一般采用java.math.BigDecimal类来进行精确计算。

2.BigDecimal构造方法

public BigDecimal(double val) 将double表示形式转换为BigDecimal *不建议使用
public BigDecimal(int val)　　将int表示形式转换成BigDecimal
public BigDecimal(String val)　　将String表示形式转换成BigDecimal

为什么不建议采用第一种构造方法呢？来看例子

public static void main(String[] args)

{

BigDecimal bigDecimal = new BigDecimal(2);

BigDecimal bDouble = new BigDecimal(2.3);

BigDecimal bString = new BigDecimal("2.3");

System.out.println("bigDecimal=" + bigDecimal);

System.out.println("bDouble=" + bDouble);

System.out.println("bString=" + bString);

}

运行结果如下

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

使用String构造方法，或使用BigDecimal的静态方法valueOf，如下

public static void main(String[] args)

{

BigDecimal bDouble1 = BigDecimal.valueOf(2.3);

BigDecimal bDouble2 = new BigDecimal(Double.toString(2.3));

System.out.println("bDouble1=" + bDouble1);

System.out.println("bDouble2=" + bDouble2);

}

结果如下

3.BigDecimal加减乘除运算

对于常用的加，减，乘，除，BigDecimal类提供了相应的成员方法。

public BigDecimal add(BigDecimal value); //加法public BigDecimal subtract(BigDecimal value); //减法 public BigDecimal multiply(BigDecimal value); //乘法public BigDecimal divide(BigDecimal value); //除法

大概的用法如下

public static void main(String[] args)

{

BigDecimal a = new BigDecimal("4.5");

BigDecimal b = new BigDecimal("1.5");

System.out.println("a + b =" + a.add(b));

System.out.println("a - b =" + a.subtract(b));

System.out.println("a * b =" + a.multiply(b));

System.out.println("a / b =" + a.divide(b));

}

运行结果

这里有一点需要注意的是除法运算divide.

BigDecimal除法可能出现不能整除的情况，比如 4.5/1.3，这时会报错java.lang.ArithmeticException: Non-terminating decimal expansion; no exact representable decimal result.

其实divide方法有可以传三个参数

public BigDecimal divide(BigDecimal divisor, int scale, int roundingMode)

第一参数表示除数，二个参数表示小数点后保留位数，第三个参数表示舍入模式。

只有在作除法运算或四舍五入时才用到舍入模式，有下面这几种：

ROUND_UP ：向远离零的方向舍入。舍弃非零部分，并将非零舍弃部分相邻的一位数字加一。
ROUND_DOWN ：向接近零的方向舍入。舍弃非零部分，同时不会非零舍弃部分相邻的一位数字加一，采取截取行为。
ROUND_CEILING ：向正无穷的方向舍入。如果为正数，舍入结果同ROUND_UP一致；如果为负数，舍入结果同ROUND_DOWN一致。注意：此模式不会减少数值大小。
ROUND_FLOOR ：向负无穷的方向舍入。如果为正数，舍入结果同ROUND_DOWN一致；如果为负数，舍入结果同ROUND_UP一致。注意：此模式不会增加数值大小。
ROUND_HALF_UP ：向“最接近”的数字舍入，如果与两个相邻数字的距离相等，则为向上舍入的舍入模式。如果舍弃部分>= 0.5，则舍入行为与ROUND_UP相同；否则舍入行为与ROUND_DOWN相同。这种模式也就是我们常说的我们的“四舍五入”。
ROUND_HALF_DOWN ：向“最接近”的数字舍入，如果与两个相邻数字的距离相等，则为向下舍入的舍入模式。如果舍弃部分> 0.5，则舍入行为与ROUND_UP相同；否则舍入行为与ROUND_DOWN相同。这种模式也就是我们常说的我们的“五舍六入”。
ROUND_HALF_EVEN ：向“最接近”的数字舍入，如果与两个相邻数字的距离相等，则相邻的偶数舍入。如果舍弃部分左边的数字奇数，则舍入行为与 ROUND_HALF_UP 相同；如果为偶数，则舍入行为与 ROUND_HALF_DOWN 相同。注意：在重复进行一系列计算时，此舍入模式可以将累加错误减到最小。此舍入模式也称为“银行家舍入法”，主要在美国使用。四舍六入，五分两种情况，如果前一位为奇数，则入位，否则舍去。
ROUND_UNNECESSARY ：断言请求的操作具有精确的结果，因此不需要舍入。如果对获得精确结果的操作指定此舍入模式，则抛出ArithmeticException。

按照各自的需要，可传入合适的第三个参数。四舍五入采用 ROUND_HALF_UP

需要对BigDecimal进行截断和四舍五入可用setScale方法，例：

public static void main(String[] args)

{

BigDecimal a = new BigDecimal("4.5635");

a = a.setScale(3, RoundingMode.HALF_UP); //保留3位小数，且四舍五入 System.out.println(a);

}

减乘除其实最终都返回的是一个新的BigDecimal对象，因为BigInteger与BigDecimal都是不可变的（immutable）的，在进行每一步运算时，都会产生一个新的对象

public static void main(String[] args)

{

BigDecimal a = new BigDecimal("4.5");

BigDecimal b = new BigDecimal("1.5");

a.add(b);

System.out.println(a); //输出4.5. 加减乘除方法会返回一个新的BigDecimal对象，原来的a不变

}

4.BigDecimal比较大小

BigDecimal a = new BigDecimal (101);

BigDecimal b = new BigDecimal (111);

//使用compareTo方法比较

//注意：a、b均不能为null，否则会报空指针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");

}

5.BigDecimal转String

public static void main(String[] args) {

// 浮点数的打印

System.out.println(new BigDecimal("10000000000").toString());

// 普通的数字字符串

System.out.println(new BigDecimal("100.000").toString());

// 去除末尾多余的0

System.out.println(new BigDecimal("100.000").stripTrailingZeros().toString());

// 避免输出科学计数法

System.out.println(new BigDecimal("100.000").stripTrailingZeros().toPlainString());

}

// output

10000000000

100.000

1E+2

用toString()方法输出的就是普通的数字字符串。

stripTrailingZeros()函数就是用于去除末尾多余的0的，
用toPlainString()函数代替toString(),避免输出科学计数法的字符串。

6.总结

商业计算使用BigDecimal。
尽量使用参数类型为String的构造函数。
BigDecimal都是不可变的（immutable）的，在进行每一步运算时，都会产生一个新的对象，所以在做加减乘除运算时千万要保存操作后的值。

Java BigDecimal的使用

 BigDecimal加减乘除
BigDecimal bignum1 = new BigDecimal("10");  
BigDecimal bignum2 = new BigDecimal("5");  
BigDecimal bignum3 = null;  
  
//加法  
bignum3 =  bignum1.add(bignum2);       
System.out.println("和 是：" + bignum3);  
  
//减法  
bignum3 = bignum1.subtract(bignum2);  
System.out.println("差  是：" + bignum3);  
  
//乘法  
bignum3 = bignum1.multiply(bignum2);  
System.out.println("积  是：" + bignum3);  
  
//除法  
bignum3 = bignum1.divide(bignum2);  
System.out.println("商  是：" + bignum3);  
 

BigDecimal 比较大小 
BigDecimal a = new BigDecimal (888);
BigDecimal b = new BigDecimal (666);
 
//使用compareTo方法比较
//注意：a、b均不能为null，否则会报空指针
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");
}

java.lang.ArithmeticException: Rounding necessary / 处理精度

// 四舍五入保留两位小数

new BigDecimal("1024.1234").setScale(2,BigDecimal.ROUND_HALF_UP);

java 递归使用范例

BigDecimal类处理高精度计算

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，但在实际应用中，可能需要对更大或者更小的数进行运算和处理。一般情况下，对于那些不需要准确计算精度的数字，我们可以直接使用Float和Double处理，但是Double.valueOf(String) 和Float.valueOf(String)会丢失精度。所以开发中，如果我们需要精确计算的结果，则必须使用BigDecimal类来操作啦！

（一）BigDecimal类的常用的几个构造方法

BigDecimal(int)：将int表示形式转换为BigDecimal对象

BigDecimal(String) ：将字符串表示形式转换为BigDecimal对象

BigDecimal(double)：将double表示形式转换为BigDecimal对象

（二）BigDecimal类的常用方法

add(BigDecimal)：BigDecimal对象中的值相加，返回BigDecimal对象

subtract(BigDecimal)：BigDecimal对象中的值相减，返回BigDecimal对象

multiply(BigDecimal)：BigDecimal对象中的值相乘，返回BigDecimal对象

divide(BigDecimal)：BigDecimal对象中的值相除，返回BigDecimal对象

toString()：将BigDecimal对象中的值转换成字符串

doubleValue()：将BigDecimal对象中的值转换成双精度数

floatValue()：将BigDecimal对象中的值转换成单精度数

longValue()：将BigDecimal对象中的值转换成长整数

intValue()：将BigDecimal对象中的值转换成整数

package com.per.test;
 
import java.math.BigDecimal;
 
/**
 * 用于高精确处理常用的数学运算
 */
public class ArithmeticUtils {
    //默认除法运算精度
    private static final int DEF_DIV_SCALE = 10;
 
    /**
     * 提供精确的加法运算
     *
     * @param v1 被加数
     * @param v2 加数
     * @return 两个参数的和
     */
 
    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();
    }
 
    /**
     * 提供精确的加法运算
     *
     * @param v1 被加数
     * @param v2 加数
     * @return 两个参数的和
     */
    public static BigDecimal add(String v1, String v2) {
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
        return b1.add(b2);
    }
 
    /**
     * 提供精确的加法运算
     *
     * @param v1    被加数
     * @param v2    加数
     * @param scale 保留scale 位小数
     * @return 两个参数的和
     */
    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();
    }
 
    /**
     * 提供精确的减法运算
     *
     * @param v1 被减数
     * @param v2 减数
     * @return 两个参数的差
     */
    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();
    }
 
    /**
     * 提供精确的减法运算。
     *
     * @param v1 被减数
     * @param v2 减数
     * @return 两个参数的差
     */
    public static BigDecimal sub(String v1, String v2) {
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
        return b1.subtract(b2);
    }
 
    /**
     * 提供精确的减法运算
     *
     * @param v1    被减数
     * @param v2    减数
     * @param scale 保留scale 位小数
     * @return 两个参数的差
     */
    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();
    }
 
    /**
     * 提供精确的乘法运算
     *
     * @param v1 被乘数
     * @param v2 乘数
     * @return 两个参数的积
     */
    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();
    }
 
    /**
     * 提供精确的乘法运算
     *
     * @param v1 被乘数
     * @param v2 乘数
     * @return 两个参数的积
     */
    public static BigDecimal mul(String v1, String v2) {
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
        return b1.multiply(b2);
    }
 
 
    /**
     * 提供精确的乘法运算
     *
     * @param v1    被乘数
     * @param v2    乘数
     * @param scale 保留scale 位小数
     * @return 两个参数的积
     */
    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);
    }
 
    /**
     * 提供精确的乘法运算
     *
     * @param v1    被乘数
     * @param v2    乘数
     * @param scale 保留scale 位小数
     * @return 两个参数的积
     */
    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（相对）精确的除法运算，当发生除不尽的情况时，精确到
     * 小数点以后10位，以后的数字四舍五入
     *
     * @param v1 被除数
     * @param v2 除数
     * @return 两个参数的商
     */
 
    public static double div(double v1, double v2) {
        return div(v1, v2, DEF_DIV_SCALE);
    }
 
    /**
     * 提供（相对）精确的除法运算。当发生除不尽的情况时，由scale参数指
     * 定精度，以后的数字四舍五入
     *
     * @param v1    被除数
     * @param v2    除数
     * @param scale 表示表示需要精确到小数点以后几位。
     * @return 两个参数的商
     */
    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（相对）精确的除法运算。当发生除不尽的情况时，由scale参数指
     * 定精度，以后的数字四舍五入
     *
     * @param v1    被除数
     * @param v2    除数
     * @param scale 表示需要精确到小数点以后几位
     * @return 两个参数的商
     */
    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();
    }
 
    /**
     * 提供精确的小数位四舍五入处理
     *
     * @param v     需要四舍五入的数字
     * @param scale 小数点后保留几位
     * @return 四舍五入后的结果
     */
    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();
    }
 
    /**
     * 提供精确的小数位四舍五入处理
     *
     * @param v     需要四舍五入的数字
     * @param scale 小数点后保留几位
     * @return 四舍五入后的结果
     */
    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();
    }
 
 
    /**
     * 取余数
     *
     * @param v1    被除数
     * @param v2    除数
     * @param scale 小数点后保留几位
     * @return 余数
     */
    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();
    }
 
    /**
     * 取余数  BigDecimal
     *
     * @param v1    被除数
     * @param v2    除数
     * @param scale 小数点后保留几位
     * @return 余数
     */
    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);
    }
 
    /**
     * 比较大小
     *
     * @param v1 被比较数
     * @param v2 比较数
     * @return 如果v1 大于v2 则 返回true 否则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;
    }
}

发布于 2023-04-17 10:00・IP 属地山东开启赞赏赞赏开启后，读者将可以付费支持你的创作。Java赞同添加评论分享喜欢收藏设置

posted @ 2023-04-21 10:33 cps666 阅读(83) 评论(0) 收藏举报

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山楼

山外山楼外楼

Java BigDecimal详解

BigDecimal详解

1.引言

先看下面代码

2.BigDecimal构造方法

3.BigDecimal加减乘除运算

4.BigDecimal比较大小

5.BigDecimal转String

6.总结

Java BigDecimal的使用

公告

山楼

山外山 楼外楼

Java BigDecimal详解

BigDecimal详解

1.引言

先看下面代码

2.BigDecimal构造方法

3.BigDecimal加减乘除运算

4.BigDecimal比较大小

5.BigDecimal转String

6.总结

Java BigDecimal的使用

公告

山外山楼外楼