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Java中的 BigDecimal,80%的人都用错了....
2022-04-13 15:46:52


来源:cnblogs.com/zhangyinhua/p/11545305.html


# BigDecimal概述


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,如果我们需要计算的结果,则必须使用BigDecimal类来操作。


BigDecimal所创建的是对象,故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。


# BigDecimal常用构造函数


1、常用构造函数


  • 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


  • 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


2、使用问题分析


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);


结果示例:

a values is:0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625=====================b values is:0.1


原因分析:


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)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。


3)当double必须用作BigDecimal的源时,请注意,此构造方法提供了一个准确转换;它不提供与以下操作相同的结果:先使用Double.toString(double)方法,然后使用BigDecimal(String)构造方法,将double转换为String。要获取该结果,请使用static valueOf(double)方法。


# BigDecimal常用方法详解


1、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


2、BigDecimal大小比较


java中对BigDecimal比较大小一般用的是bigdemical的compareTo方法

int a = bigdemical.compareTo(bigdemical2)


返回结果分析:

a = -1,表示bigdemical小于bigdemical2;a = ,表示bigdemical等于bigdemical2;a = 1,表示bigdemical大于bigdemical2;


举例:a大于等于b

new bigdemica(a).compareTo(new bigdemical(b)) >= 


# BigDecimal格式化


由于NumberFormat类的format()方法可以使用BigDecimal对象作为其参数,可以利用BigDecimal对超出16位有效数字的货币值,百分值,以及一般数值进行格式化控制。


以利用BigDecimal对货币和百分比格式化为例。首先,创建BigDecimal对象,进行BigDecimal的算术运算后,分别建立对货币和百分比格式化的引用,后利用BigDecimal对象作为format()方法的参数,输出其格式化的货币值和百分比。

    NumberFormat currency = NumberFormat.getCurrencyInstance(); //建立货币格式化引用     NumberFormat percent = NumberFormat.getPercentInstance();  //建立百分比格式化引用     percent.setMaximumFractionDigits(3); //百分比小数点多3位         BigDecimal loanAmount = new BigDecimal("15000.48"); //贷款金额    BigDecimal interestRate = new BigDecimal("0.008"); //利率       BigDecimal interest = loanAmount.multiply(interestRate); //相乘     System.out.println("贷款金额:\t" + currency.format(loanAmount));     System.out.println("利率:\t" + percent.format(interestRate));     System.out.println("利息:\t" + currency.format(interest));


结果:

贷款金额: ¥15,000.48 利率: 0.8% 利息: ¥120.00


BigDecimal格式化保留2为小数,不足则补0:

public class NumberFormat {  public static void main(String[] s){System.out.println(formatToNumber(new BigDecimal("3.435")));System.out.println(formatToNumber(new BigDecimal()));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之间的BigDecimal小数,格式化后失去前面的,则前面直接加上 * 2.传入的参数等于,则直接返回字符串"0.00" * 3.大于1的小数,直接格式化返回字符串 * @param obj传入的小数 * @return */public static String formatToNumber(BigDecimal obj) {DecimalFormat df = new DecimalFormat("#.00");if(obj.compareTo(BigDecimal.ZERO)==) {return "0.00";}else if(obj.compareTo(BigDecimal.ZERO)>&&obj.compareTo(new BigDecimal(1))<){return "0"+df.format(obj).toString();}else {return df.format(obj).toString();}}}


结果为:

3.44.00.00.00.01.21


# BigDecimal常见异常


1、除法的时候出现异常


java.lang.ArithmeticException: Non-terminating decimal expansion; no exact representable decimal result


原因分析:


通过BigDecimal的divide方法进行除法时当不整除,出现无限循环小数时,就会抛异常:java.lang.ArithmeticException: Non-terminating decimal expansion; no exact representable decimal result.


解决方法:


divide方法设置的小数点,如:divide(xxxxx,2)

# BigDecimal总结


1、总结


在需要的小数计算时再使用BigDecimal,BigDecimal的性能比double和float差,在处理庞大,复杂的运算时尤为明显。故一般精度的计算没必要使用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, 在进行每一次四则运算时,都会产生一个新的对象 ,所以在做加减乘除运算时要记得要保存操作后的值。


2、工具类推荐

package com.vivo.ars.util;import java.math.BigDecimal;/** * 用于高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 < ) { 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 < ) { 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 < ) { 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)的除法运算,当发生除不尽的情况时,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)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 < ) { 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)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 < ) { 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 < ) { 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 < ) { 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 < ) { 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 < ) { 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 > ) res = true; else res = false; return res; }}




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