Java 中的 BigDecimal,你真的会用吗?

沙海 2021年8月1日09:46:43Java评论33字数 12286阅读40分57秒阅读模式
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Java 中的 BigDecimal,你真的会用吗? Java学习者社区

Java 中的 BigDecimal,你真的会用吗?

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作者 | LanceToBigData文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

来源 | cnblogs.com/zhangyinhua/p/11545305.html文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

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。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

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。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

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。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

二、BigDecimal常用构造函数

2.1、常用构造函数

  • BigDecimal(int)文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

创建一个具有参数所指定整数值的对象文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

  • BigDecimal(double)文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

创建一个具有参数所指定双精度值的对象文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

  • BigDecimal(long)文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

创建一个具有参数所指定长整数值的对象文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

  • BigDecimal(String)文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

创建一个具有参数所指定以字符串表示的数值的对象文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

2.2、使用问题分析

使用示例:文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

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:文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

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

原因分析:文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

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)。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

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。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

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。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

三、BigDecimal常用方法详解

3.1、常用方法

  • add(BigDecimal)文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

BigDecimal对象中的值相加,返回BigDecimal对象文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

  • subtract(BigDecimal)文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

BigDecimal对象中的值相减,返回BigDecimal对象文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

  • multiply(BigDecimal)文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

BigDecimal对象中的值相乘,返回BigDecimal对象文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

  • divide(BigDecimal)文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

BigDecimal对象中的值相除,返回BigDecimal对象文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

  • toString()文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

将BigDecimal对象中的值转换成字符串文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

  • doubleValue()文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

将BigDecimal对象中的值转换成双精度数文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

  • floatValue()文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

将BigDecimal对象中的值转换成单精度数文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

  • longValue()文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

将BigDecimal对象中的值转换成长整数文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

  • intValue()文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

将BigDecimal对象中的值转换成整数文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

3.2、BigDecimal大小比较

java中对BigDecimal比较大小一般用的是bigdemical的compareTo方法文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

int a = bigdemical.compareTo(bigdemical2)

返回结果分析:文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

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

举例:a大于等于b文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

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。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

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。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

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); //百分比小数点最多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:文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

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:文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

public class NumberFormat {    public static void main(String[] s){        System.out.println(formatToNumber(new BigDecimal("3.435")));        System.out.println(formatToNumber(new BigDecimal(0)));        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0,则前面直接加上0。     * 2.传入的参数等于0,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)==0) {            return "0.00";        }else if(obj.compareTo(BigDecimal.ZERO)>0&&obj.compareTo(new BigDecimal(1))<0){            return "0"+df.format(obj).toString();        }else {            return df.format(obj).toString();        }    }}

结果为:文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

3.440.000.000.000.010.21

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:文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

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.文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

解决方法:文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

divide方法设置精确的小数点,如:divide(xxxxx,2)文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

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。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

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。文章源自JAVA秀-https://www.javaxiu.com/39990.html

6.2、工具类推荐

package com.vivo.ars.util;import java.math.BigDecimal;/** * 用于高精确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) {        BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));        BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));        return b1.add(b2).doubleValue();    }    /**     * 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 BigDecimal add(String v1, String v2) {        BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);        BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);        return b1.add(b2);    }    /**     * 提供精确的加法运算     *     * @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 < 0) {            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) {        BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));        BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));        return b1.subtract(b2).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 BigDecimal sub(String v1, String v2) {        BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);        BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);        return b1.subtract(b2);    }    /**     * 提供精确的减法运算     *     * @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 < 0) {            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) {        BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));        BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));        return b1.multiply(b2).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 BigDecimal mul(String v1, String v2) {        BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);        BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);        return b1.multiply(b2);    }    /**     * 提供精确的乘法运算     *     * @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);    }    /**     * 提供精确的乘法运算     *     * @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 < 0) {            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)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。     * @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(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 表示需要精确到小数点以后几位     * @return 两个参数的商     */    public static String div(String v1, String v2, int scale) {        if (scale < 0) {            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     * @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));        return b.setScale(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     * @return 四舍五入后的结果     */    public static String round(String v, int scale) {        if (scale < 0) {            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 < 0) {            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 < 0) {            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 > 0)            res = true;        else            res = false;        return res;    }}
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