Java 看完别再说不会BigDecimal

ゝ一纸荒年。 2023-10-10 11:19 16阅读 0赞

#### 目录 ####

*   *  一、为什么使用BigDecimal
     *  二、BigDecimal的构造方法
     *  三、BigDecimal中加减乘除运算
     *  四、BigDecimal比较大小
     *  五、BigDecimal始终返回新的对象

### 一、为什么使用BigDecimal ###

先来看一段代码：

public static void main(String[] args) {
        
            System.out.println(10-9.8);
        }

*  运行结果：  
    ![20200715164213112.png][]  
    期望返回的结果是0.2，但实际返回却是0.1999999999999993。

在计算机中浮点数有可能是不准确的，它只能无限接近准确值，不能完全精确。为什么会这样？因为浮点数的存储规则，使用“乘2取正，顺序排列1”法将0.2十进制小数转换成二进制小数，会发现0.2在二进制中无法精确的表示，也就是说在二进制的世界中，0.2是一个无限循环的小数，所以连展示都无法精确展示，更别说在内存中存储了。

在项目中（特别是金融类项目），计算单位一般都是小数点后的4位小数，但是在汇总、展示、报表中只记录小数点后的2位小数，在大批量的加减乘除后得到的结果会有很大的差距（精度损失），所以这里就可以使用**BigDecimal**

**BigDecimal**是专门为弥补浮点数无法精确计算的缺憾而设计的类，并且它本身也提供了加减乘除的常用数学算法。特别是与数据库Decimal类型的字段映射时，**BigDecimal**是最优的解决方案。

*  乘2取正，顺序排列法：

0.2*2 -> 0.4 0
    0.4*2 -> 0.8 0
    0.8*2 -> 1.6 1
    0.6*2 -> 1.2 1
    0.2*2 -> 0.4 0
    0.4*2 -> 0.8 0
    0.8*2 -> 1.6 1
    0.6*2 -> 1.2 1 
    .
    ....无限循环
    .
    0.2*2 -> 0.4 0
    0.4*2 -> 0.8 0
    0.8*2 -> 1.6 1
    0.6*2 -> 1.2 1   //  -> 0.2 二进制 0.00110011...0011

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### 二、BigDecimal的构造方法 ###

BigDecimal类常用的几个构造方法

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

为什么不推荐使用Double构造BigDecial类？

BigDecimal bigDecimal = new BigDecimal(2);
    BigDecimal bDouble = new BigDecimal(0.2);
    BigDecimal bString = new BigDecimal("0.2");
    System.out.println("bigDecimal=" + bigDecimal);
    System.out.println("bDouble=" + bDouble);
    System.out.println("bString=" + bString);

*  运行结果：  
    ![2020071516435819.png][]  
    从结果可以看到由Double构造得到的BigDecimal对象结果有一定的不可预知性，传入到构造方法的值不会正好等于 0.2（虽然表面上等于该值），所以**不建议使用Double构造BigDecimal**

再来看String 构造方法是完全可预知的，传入“0.2”其结果正好是预期的0.2，所以**推荐使用String构造BigDecimal**

如果在不得已必须将double作为入参进行BigDecimal进行构造时，可以先将double转成String，再使用BigDecimal(String val)进行构造：

BigDecimal bigDecimal1 = BigDecimal.valueOf(0.2);
    BigDecimal bigDecimal2 = new BigDecimal(Double.toString(2.3));
    BigDecimal bigDecimal3 = new BigDecimal(Convert.toStr(2.3));
    System.out.println("bigDecimal1:"+bigDecimal1);
    System.out.println("bigDecimal2:"+bigDecimal2);
    System.out.println("bigDecimal3:"+bigDecimal3);

*  运行结果：  
    ![2020071516441685.png][]

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### 三、BigDecimal中加减乘除运算 ###

BigDecimal中提供了常用的加减乘除运算：

public BigDecimal add(BigDecimal augend);                        //加法
    public BigDecimal subtract(BigDecimal subtrahend);               //减法 
    public BigDecimal multiply(BigDecimal multiplicand);             //乘法
    public BigDecimal divide(BigDecimal divisor);                    //除法

代码演示：

BigDecimal a = new BigDecimal("1");
     BigDecimal b = new BigDecimal("2");
     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：  
    ![20200715164503731.png][]
 *  当divide做除法运算时，如果除数结果是无限循环小数，就会抛出异常java.lang.ArithmeticException：  
    ![20200715164526977.png][]  
    解决办法，可以设置返回保留小数位数以及取舍模式：

BigDecimal a = new BigDecimal("2");
    BigDecimal b = new BigDecimal("3");
    BigDecimal c = new BigDecimal("0.857345");
    BigDecimal d = new BigDecimal("0.2343253");
    BigDecimal multiply = c.multiply(d);
    BigDecimal bigDecimal1 = a.divide(b,2, BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
    System.out.println("设置精度后 -> a / b = " + bigDecimal1);
    System.out.println("设置精度前 -> c * d = " + multiply);
    System.out.println("设置精度后 -> c * d = " + multiply.setScale(2, BigDecimal.ROUND_HALF_UP));

*  运行结果：  
    ![20200715164604740.png][]
 *  取舍模式介绍：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th align="left">名称</th> 
   <th align="left">作用</th> 
   <th>备注</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td align="left">ROUND_UP<br>(舍入远离零的舍入模式)</td> 
   <td align="left">在丢弃非零部分之前始终增加数字(始终对非零舍弃部分前面的数字加1)。</td> 
   <td>注意，此舍入模式始终不会减少计算值的大小。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">ROUND_DOWN<br>(接近零的舍入模式)</td> 
   <td align="left">在丢弃某部分之前始终不增加数字(从不对舍弃部分前面的数字加1，即截短)。</td> 
   <td>注意，此舍入模式始终不会增加计算值的大小。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">ROUND_CEILING<br>(接近正无穷大的舍入模式)</td> 
   <td align="left">如果 BigDecimal 为正，则舍入行为与 ROUND_UP 相同;<br>如果为负，则舍入行为与 ROUND_DOWN 相同。</td> 
   <td>注意，此舍入模式始终不会减少计算值。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">ROUND_FLOOR<br>(接近负无穷大的舍入模式)</td> 
   <td align="left">如果 BigDecimal 为正，则舍入行为与 ROUND_DOWN 相同;<br>如果为负，则舍入行为与 ROUND_UP 相同。</td> 
   <td>注意，此舍入模式始终不会增加计算值。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">ROUND_HALF_UP<br>(向上舍入的舍入模式)</td> 
   <td align="left">如果舍弃部分 &gt;= 0.5，则舍入行为与 ROUND_UP 相同;否则舍入行为与 ROUND_DOWN 相同。</td> 
   <td>注意，这是我们大多数人在小学时就学过的舍入模式(<strong>四舍五入</strong>)。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">ROUND_HALF_DOWN<br>(上舍入的舍入模式)</td> 
   <td align="left">如果舍弃部分 &gt; 0.5，则舍入行为与 ROUND_UP 相同;否则舍入行为与 ROUND_DOWN 相同(五舍六入)。</td> 
   <td>-</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">ROUND_HALF_EVEN<br>(<strong>银行家舍入法</strong>)<sup><a rel="nofollow">2</a></sup></td> 
   <td align="left">向“最接近的”数字舍入，如果与两个相邻数字的距离相等，则向相邻的偶数舍入。<br>如果舍弃部分左边的数字为奇数，则舍入行为与 ROUND_HALF_UP 相同;<br>如果为偶数，则舍入行为与 ROUND_HALF_DOWN 相同。</td> 
   <td>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。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td align="left">ROUND_UNNECESSARY</td> 
   <td align="left">断言请求的操作具有精确的结果，因此不需要舍入。<br>如果对获得精确结果的操作指定此舍入模式，则抛出ArithmeticException。</td> 
   <td>-</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

代码演示：

BigDecimal a = new BigDecimal("0.31414926");
    System.out.println("ROUND_UP           -> "+a.setScale(5,BigDecimal.ROUND_UP));
    System.out.println("ROUND_DOWN         -> "+a.setScale(5,BigDecimal.ROUND_DOWN));
    System.out.println("ROUND_CEILING      -> "+a.setScale(5,BigDecimal.ROUND_CEILING));
    System.out.println("ROUND_FLOOR        -> "+a.setScale(5,BigDecimal.ROUND_FLOOR));
    System.out.println("ROUND_HALF_UP      -> "+a.setScale(5,BigDecimal.ROUND_HALF_UP));
    System.out.println("ROUND_HALF_DOWN    -> "+a.setScale(5,BigDecimal.ROUND_HALF_DOWN));
    System.out.println("ROUND_HALF_EVEN    -> "+a.setScale(5,BigDecimal.ROUND_HALF_EVEN));
    System.out.println("ROUND_UNNECESSARY  -> "+a.setScale(5,BigDecimal.ROUND_UNNECESSARY));

*  运行结果：  
    ![20200715164636188.png][]

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### 四、BigDecimal比较大小 ###

代码演示：

BigDecimal a = new BigDecimal("2");
     BigDecimal b = new BigDecimal("3");
     System.out.println(a.compareTo(b));
    //判断BigDecimal对象是否等于0
    BigDecimal c = new BigDecimal("0");
    System.out.println(c.compareTo(BigDecimal.ZERO));

*  运行结果：  
    ![20200715164658122.png][]  
    返回值说明：

*  使用时注意BigDecimal对象不能为null，否则会报空指针异常；

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### 五、BigDecimal始终返回新的对象 ###

代码演示：

BigDecimal a = new BigDecimal("2");
     BigDecimal b = new BigDecimal("3");
     a.compareTo(b);
     System.out.println(a);

*  运行结果：  
    ![20200715164721851.png][]  
    a加b后，a值的仍然是2，相加后的结果是一个新的BigDecimal对象，BigDecimal在进行运算时都会产生一个新的对象，所以BigDecimal在运算操作后，一定要保存操作后的值。

参考博客：  
[https://www.cnblogs.com/Jason-Xiang/p/10220231.html][https_www.cnblogs.com_Jason-Xiang_p_10220231.html]

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1.  小数位乘2，取整数部分，剩下的小数部分继续乘以2，一直取到小数部分全都为零为止。 ↩︎
2.  四舍六入五考虑，五后非零就进一，五后为零看奇偶，五前为偶应舍去，五前为奇要进一。举例说明，取2位精度：round(10.5551) = 10.56 round(10.555) = 10.56 round(10.545) = 10.54 ↩︎

[20200715164213112.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200715164213112.png
[2020071516435819.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/2020071516435819.png
[2020071516441685.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/2020071516441685.png
[20200715164503731.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200715164503731.png
[20200715164526977.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200715164526977.png
[20200715164604740.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200715164604740.png
[20200715164636188.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200715164636188.png
[20200715164658122.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200715164658122.png
[20200715164721851.png]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200715164721851.png
[https_www.cnblogs.com_Jason-Xiang_p_10220231.html]: https://www.cnblogs.com/Jason-Xiang/p/10220231.html