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Java中的BigDecimal，你真的会用吗？

2024-12-24 16:39

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一、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。

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。

二、BigDecimal常用构造函数

2.1、常用构造函数

创建一个具有参数所指定整数值的对象

创建一个具有参数所指定双精度值的对象

创建一个具有参数所指定长整数值的对象

创建一个具有参数所指定以字符串表示的数值的对象

2.2、使用问题分析

使用示例： 

  1. BigDecimal a =new BigDecimal(0.1);  
  2. System.out.println("a values is:"+a);  
  3. System.out.println("=====================");  
  4. BigDecimal b =new BigDecimal("0.1");  
  5. System.out.println("b values is:"+b); 

结果示例： 

  1. a values is:0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625  
  2. =====================  
  3. 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。Java知音公众号内回复“面试题聚合”，送你一份面试题宝典

三、BigDecimal常用方法详解

3.1、常用方法

BigDecimal对象中的值相加，返回BigDecimal对象

BigDecimal对象中的值相减，返回BigDecimal对象

BigDecimal对象中的值相乘，返回BigDecimal对象

BigDecimal对象中的值相除，返回BigDecimal对象

将BigDecimal对象中的值转换成字符串

将BigDecimal对象中的值转换成双精度数

将BigDecimal对象中的值转换成单精度数

将BigDecimal对象中的值转换成长整数

将BigDecimal对象中的值转换成整数

3.2、BigDecimal大小比较

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

  1. int a = bigdemical.compareTo(bigdemical2) 

返回结果分析： 

  1. a = -1,表示bigdemical小于bigdemical2；  
  2. a = 0,表示bigdemical等于bigdemical2；  
  3. a = 1,表示bigdemical大于bigdemical2； 

举例：a大于等于b 

  1. new bigdemica(a).compareTo(new bigdemical(b)) >= 0 

四、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，最后利用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。 

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

结果：

  1. 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： 

  1. public class NumberFormat {  
  2.     public static void main(String[] s){  
  3.         System.out.println(formatToNumber(new BigDecimal("3.435")));  
  4.         System.out.println(formatToNumber(new BigDecimal(0)));  
  5.         System.out.println(formatToNumber(new BigDecimal("0.00")));  
  6.         System.out.println(formatToNumber(new BigDecimal("0.001")));  
  7.         System.out.println(formatToNumber(new BigDecimal("0.006")));  
  8.         System.out.println(formatToNumber(new BigDecimal("0.206")));  
  9.     }  
  10.       
  11.     public static String formatToNumber(BigDecimal obj) {  
  12.         DecimalFormat df = new DecimalFormat("#.00");  
  13.         if(obj.compareTo(BigDecimal.ZERO)==0) {  
  14.             return "0.00";  
  15.         }else if(obj.compareTo(BigDecimal.ZERO)>0&&obj.compareTo(new BigDecimal(1))<0){  
  16.             return "0"+df.format(obj).toString();  
  17.         }else {  
  18.             return df.format(obj).toString();  
  19.         }  
  20.     }  
  21. } 

结果为： 

  1. 3.44  
  2. 0.00  
  3. 0.00  
  4. 0.00  
  5. 0.01  
  6. 0.21 

五、BigDecimal常见异常

5.1、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方法设置精确的小数点，如：divide(xxxxx,2)

六、BigDecimal总结

6.1、总结

在需要精确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。

6.2、工具类推荐 

  1. package com.vivo.ars.util;  
  2. import java.math.BigDecimal;  
  3.   
  4. public class ArithmeticUtils {  
  5.     //默认除法运算精度  
  6.     private static final int DEF_DIV_SCALE = 10;  
  7.       
  8.     public static double add(double v1, double v2) {  
  9.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));  
  10.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));  
  11.         return b1.add(b2).doubleValue();  
  12.     }  
  13.       
  14.     public static BigDecimal add(String v1, String v2) {  
  15.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);  
  16.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);  
  17.         return b1.add(b2); 
  18.      } 
  19.       
  20.     public static String add(String v1, String v2, int scale) {  
  21.         if (scale < 0) {  
  22.             throw new IllegalArgumentException(  
  23.                     "The scale must be a positive integer or zero");  
  24.         }  
  25.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);  
  26.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);  
  27.         return b1.add(b2).setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();  
  28.     }  
  29.      
  30.      public static double sub(double v1, double v2) {  
  31.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));  
  32.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));  
  33.         return b1.subtract(b2).doubleValue();  
  34.     }  
  35.       
  36.     public static BigDecimal sub(String v1, String v2) {  
  37.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);  
  38.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2); 
  39.          return b1.subtract(b2);  
  40.     }  
  41.       
  42.     public static String sub(String v1, String v2, int scale) {  
  43.         if (scale < 0) {  
  44.             throw new IllegalArgumentException(  
  45.                     "The scale must be a positive integer or zero");  
  46.         }  
  47.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);  
  48.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);  
  49.         return b1.subtract(b2).setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();  
  50.     }  
  51.       
  52.     public static double mul(double v1, double v2) {  
  53.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));  
  54.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));  
  55.         return b1.multiply(b2).doubleValue();  
  56.     }  
  57.       
  58.     public static BigDecimal mul(String v1, String v2) {  
  59.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);  
  60.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);  
  61.         return b1.multiply(b2);  
  62.     }  
  63.       
  64.     public static double mul(double v1, double v2, int scale) {  
  65.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));  
  66.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));  
  67.         return round(b1.multiply(b2).doubleValue(), scale);  
  68.     }  
  69.       
  70.     public static String mul(String v1, String v2, int scale) {  
  71.         if (scale < 0) {  
  72.             throw new IllegalArgumentException(  
  73.                     "The scale must be a positive integer or zero");  
  74.         }  
  75.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);  
  76.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);  
  77.         return b1.multiply(b2).setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();  
  78.     }  
  79.      
  80.     public static double div(double v1, double v2) {  
  81.         return div(v1, v2, DEF_DIV_SCALE);  
  82.     }  
  83.       
  84.     public static double div(double v1, double v2, int scale) {  
  85.         if (scale < 0) {  
  86.             throw new IllegalArgumentException("The scale must be a positive integer or zero");  
  87.         }  
  88.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));  
  89.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));  
  90.         return b1.divide(b2, scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue();  
  91.     }  
  92.       
  93.     public static String div(String v1, String v2, int scale) {  
  94.         if (scale < 0) {  
  95.             throw new IllegalArgumentException("The scale must be a positive integer or zero");  
  96.         }  
  97.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1); 
  98.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(v1);  
  99.         return b1.divide(b2, scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();  
  100.     }  
  101.       
  102.     public static double round(double v, int scale) {  
  103.         if (scale < 0) {  
  104.             throw new IllegalArgumentException("The scale must be a positive integer or zero");  
  105.         }  
  106.         BigDecimal b = new BigDecimal(Double.toString(v));  
  107.         return b.setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue();  
  108.     }  
  109.       
  110.     public static String round(String v, int scale) {  
  111.         if (scale < 0) {  
  112.             throw new IllegalArgumentException(  
  113.                     "The scale must be a positive integer or zero");  
  114.         }  
  115.         BigDecimal b = new BigDecimal(v);  
  116.         return b.setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();  
  117.     }  
  118.       
  119.     public static String remainder(String v1, String v2, int scale) {  
  120.         if (scale < 0) {  
  121.             throw new IllegalArgumentException(  
  122.                     "The scale must be a positive integer or zero");  
  123.         }  
  124.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);  
  125.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);  
  126.         return b1.remainder(b2).setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();  
  127.     }  
  128.       
  129.     public static BigDecimal remainder(BigDecimal v1, BigDecimal v2, int scale) {  
  130.         if (scale < 0) {  
  131.             throw new IllegalArgumentException(  
  132.                     "The scale must be a positive integer or zero");  
  133.         }  
  134.         return v1.remainder(v2).setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP);  
  135.     }  
  136.       
  137.     public static boolean compare(String v1, String v2) {  
  138.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);  
  139.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);  
  140.         int bj = b1.compareTo(b2);  
  141.         boolean res;  
  142.         if (bj > 0)  
  143.             res = true;  
  144.         else  
  145.             res = false;  
  146.         return res;  
  147.     }  
  148. }  

 

来源：Java知音内容投诉

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