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Java-BigDecimal(小数精确处理)

2022年09月16日 19:08:57Java技术6

为什么要用BigDecimal?

我们先看一下,下面这个现象
Java-BigDecimal(小数精确处理) _ JavaClub全栈架构师技术笔记
那为什么会出现这种情况呢?

因为不论是float 还是double都是浮点数,而计算机是二进制的,浮点数会失去一定的精确度。

根本原因是:十进制值通常没有完全相同的二进制表示形式,十进制数的二进制表示形式可能不精确。只能无限接近于那个值

但是,在项目中,我们不可能让这种情况出现,特别是金融项目,因为涉及金额的计算都必须十分精确,你想想,如果你的支付宝账户余额显示193.99999999999998,那是一种怎么样的体验?

BigDecimal是什么?

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。在实际应用中,需要对更大或者更小的数进行运算和处理。float和double只能用来做科学计算或者是工程计算,在商业计算中要用java.math.BigDecimal。BigDecimal所创建的是对象,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构造器描述

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。 //不推荐使用
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。//推荐使用

为什么BigDecimal(double) 不推荐使用
Java-BigDecimal(小数精确处理) _ JavaClub全栈架构师技术笔记
看上面代码运行结果,你就应该知道为什么不推荐使用了,因为用这种方式也会导致计算有问题,

为什么会出现这种情况呢?

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

方法描述

add(BigDecimal) BigDecimal对象中的值相加,然后返回这个对象。
subtract(BigDecimal) BigDecimal对象中的值相减,然后返回这个对象。
multiply(BigDecimal) BigDecimal对象中的值相乘,然后返回这个对象。
divide(BigDecimal) BigDecimal对象中的值相除,然后返回这个对象。
toString() 将BigDecimal对象的数值转换成字符串。
doubleValue() 将BigDecimal对象中的值以双精度数返回。
floatValue() 将BigDecimal对象中的值以单精度数返回。
longValue() 将BigDecimal对象中的值以长整数返回。
intValue() 将BigDecimal对象中的值以整数返回。
其他方法在使用的时候在说

BigDecimal除法运算的时候报错注意

这边特别提一下,如果进行除法运算的时候,结果不能整除,有余数,这个时候会报java.lang.ArithmeticException: 这边我们要避免这个错误产生,在进行除法运算的时候,针对可能出现的小数产生的计算,必须要多传两个参数

divide(BigDecimal,保留小数点后几位小数,舍入模式)

舍入模式

ROUND_CEILING

向正无穷方向舍入

ROUND_DOWN

向零方向舍入

ROUND_FLOOR

向负无穷方向舍入

ROUND_HALF_DOWN

向(距离)最近的一边舍入,除非两边(的距离)是相等,如果是这样,向下舍入, 例如1.55 保留一位小数结果为1.5

ROUND_HALF_EVEN

向(距离)最近的一边舍入,除非两边(的距离)是相等,如果是这样,如果保留位数是奇数,使用ROUND_HALF_UP,如果是偶数,使用
ROUND_HALF_DOWN

ROUND_HALF_UP(常用)

向(距离)最近的一边舍入,除非两边(的距离)是相等,如果是这样,向上舍入, 1.55保留一位小数结果为1.6,也就是我们常说的“四舍五入”

ROUND_UNNECESSARY

计算结果是精确的,不需要舍入模式

ROUND_UP

向远离0的方向舍入

对BigDecimal进行截断

需要对BigDecimal进行截断和四舍五入可用setScale方法

        BigDecimal b = new BigDecimal(Double.toString(0.2021));
        System.out.println(b.setScale(2,BigDecimal.ROUND_HALF_UP));

BigDecimal比较大小

a比较b: 前者a大于后者b—>返回 1
a比较b: 前者a等于后者b—>返回 0
a比较b: 前者a小于后者b—>返回 -1

BigDecimal a = new BigDecimal("0.2021");
BigDecimal b = new BigDecimal("0.2021");

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");
}

BigDecimal工具类

package com.decimals.utils;
/**
 * @author HuAnmin
 * @version 1.0
 * @email 3426154361@qq.com
 * @date 2021/3/25-0:57
 * @description 类描述....
 */

import java.math.BigDecimal;

/**
 * 由于Java的简单类型不能够精确的对浮点数进行运算,
 * 这个工具类提供精确的浮点数运算,包括加减乘除和四舍五入。
 */
public class ArithUntil{
      //默认除法运算精度
    private static final int DEF_DIV_SCALE = 10;   //默认小数位最大为10
    private ArithUntil(){
     //这个类不能实例化
    }
    /**
     * 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){
     

        return add(v1,v2,DEF_DIV_SCALE);
    }
    /**
     * 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,Integer 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.add(b2).setScale(scale,BigDecimal.ROUND_HALF_UP).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 Double sub(double v1,double v2){
     

        return sub(v1, v2,DEF_DIV_SCALE);
    }
    /**
     * 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,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.subtract(b2).setScale(scale,BigDecimal.ROUND_HALF_UP).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 Double mul(double v1,double v2){
     

        return mul( v1, v2,DEF_DIV_SCALE );
    }

    /**
     * 提供精确的乘法运算。
     * @param v1 被乘数
     * @param v2 乘数
     * @param scale 表示表示需要精确到小数点以后几位。
     * @return 两个参数的积
     */
    public static Double mul(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.multiply(b2).setScale(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,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。(必须有否则会出现未知错误)
     * @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  (必须有否则会出现未知错误)
     * @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));
        BigDecimal one = new BigDecimal("1");
        return b.divide(one,scale,BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue();
    }


    /**
     * toString() – 在必要的时候使用科学计数法 (自动适配)
     *
     */
    public static String   turn(double v){
     
        return  new BigDecimal(v).toString();
    }
    /**
     * 将科学计数法 转为Spring普通数字  toPlainString() – 不使用任何科学计数法。
     * @param v
     */
    public static String   turnPlain(double v){
     
        return  new BigDecimal(v).toPlainString();
    }


};

使用教程


package com.decimals.utils;
/**
 * @author HuAnmin
 * @version 1.0
 * @email 3426154361@qq.com
 * @date 2021/3/25-0:57
 * @description 类描述....
 */

import java.math.BigDecimal;

/**
 * 由于Java的简单类型不能够精确的对浮点数进行运算,这个工具类提供精
 * 确的浮点数运算,包括加减乘除和四舍五入。
 */
public class ArithUntilTest {
      //默认除法运算精度


    public static void main(String[] args) {
     
        //减法
        double sub = ArithUntil.sub(1.0, 0.8);
        System.out.println(sub); //0.2
        //加法
        double add = ArithUntil.add(1.1, 0.8);
        System.out.println(add); //1.9

        //乘法
        double mul = ArithUntil.mul(1.1, 0.9);
        System.out.println(mul); //0.99

        //除法
        double div = ArithUntil.div(606.3, 3000);
        System.out.println(div); //0.2021

		//将小数转字符串,调用BigDecimal字符串构造
        BigDecimal b = new BigDecimal(Double.toString(0.2021));
        System.out.println(b);
    }
};
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Java-BigDecimal(小数精确处理) _ JavaClub全栈架构师技术笔记

作者:胡安民-独行者
来源链接:https://blog.csdn.net/weixin_45203607/article/details/120637048

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