Java中如何解决double和float精度不准的问题

我们知道浮点数是无法在计算机中准确表示的,例如0.1在计算机中只是表示成了一个近似值,因此,浮点数的运算结果具有不可预知性。

 

在进行数字运算时,如果有double或float类型的浮点数参与计算,偶尔会出现计算不准确的情况。如以下示例代码:

 
  1. package ex;  
  2.   
  3. public class BigDeciTest {  
  4.     public static void main(String[] args){  
  5.         System.out.println(0.05+0.01);  
  6.         System.out.println(1.0-0.42);  
  7.         System.out.println(4.015*100);  
  8.         System.out.println(123.3/100);  
  9.           
  10.     }  
  11. }  
上述代码执行结果如下:
  1. 0.060000000000000005  
  2. 0.5800000000000001  
  3. 401.49999999999994  
  4. 1.2329999999999999  

在大多数情况下,使用double和float计算的结果是准确的,但是在一些精度要求很高的系统中,这种问题是非常严重的。

 

在《Effective Java》中提到一个原则,那就是float和double只能用来作科学计算或者是工程计算,但在商业计算中我们要用java.math.BigDecimal,通过使用BigDecimal类我们可以解决上述问题,实例代码如下:

  1. package ex;  
  2.   
  3. import java.math.*;  
  4.   
  5. public class BigDecimalDemo {  
  6.     public static void main(String[] args){  
  7.         System.out.println(ArithUtil.add(0.010.05));  
  8.         System.out.println(ArithUtil.sub(1.00.42));  
  9.         System.out.println(ArithUtil.mul(4.015100));  
  10.         System.out.println(ArithUtil.div(123.3100));  
  11.     }  
  12. }  
  13.   
  14. class ArithUtil{  
  15.     private static final int DEF_DIV_SCALE=10;  
  16.       
  17.     private ArithUtil(){}  
  18.     //精确的加法算法
  19.     public static double add(double d1,double d2){  
  20.         BigDecimal b1=new BigDecimal(Double.toString(d1));  
  21.         BigDecimal b2=new BigDecimal(Double.toString(d2));  
  22.         return b1.add(b2).doubleValue();  
  23.           
  24.     }  
  25.     //精确的减法算法  
  26.     public static double sub(double d1,double d2){  
  27.         BigDecimal b1=new BigDecimal(Double.toString(d1));  
  28.         BigDecimal b2=new BigDecimal(Double.toString(d2));  
  29.         return b1.subtract(b2).doubleValue();  
  30.           
  31.     }  
  32.     //精确的乘法算法  
  33.     public static double mul(double d1,double d2){  
  34.         BigDecimal b1=new BigDecimal(Double.toString(d1));  
  35.         BigDecimal b2=new BigDecimal(Double.toString(d2));  
  36.         return b1.multiply(b2).doubleValue();  
  37.           
  38.     }  
  39.     //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  
  40.     public static double div(double d1,double d2){  
  41.   
  42.         return div(d1,d2,DEF_DIV_SCALE);  
  43.           
  44.     }  
  45.     //相对精确的除法运算,当发生除不尽的情况时,精确到小数点以后指定精度(scale),再往后的数字四舍五入
  46.     public static double div(double d1,double d2,int scale){  
  47.         if(scale<0){  
  48.             throw new IllegalArgumentException("The scale must be a positive integer or zero");  
  49.         }  
  50.         BigDecimal b1=new BigDecimal(Double.toString(d1));  
  51.         BigDecimal b2=new BigDecimal(Double.toString(d2));  
  52.         return b1.divide(b2,scale,BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue();  
  53.           
  54.     }  
  55.       
  56. }  

运行结果如下:
  1. 0.06  
  2. 0.58  
  3. 401.5  
  4. 1.233 
说明:
  虽然BigDecimal类的构造方法很多,但是我们只使用了带String类型的构造函数。
  1、BigDecimal(double val):构造函数的结果有一定的不可预知性,比如 new BigDecimal(0.1)可能认为就是0.1,但是实际上可能等于0.10000000006642423,这是因为0.1无法准确地表示double
  2、BigDecimal(String val):构造函数是完全可以预知的。 new BigDecimal("0.1")创建的BigDecimal,正好等于预期的0.1
 
posted @ 2018-08-08 10:32    阅读(7059)  评论(0编辑  收藏  举报