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詳解Java中的BigDecimal

今天碰到一個問題,金額計算用double型別會丟失經度,就改用了BigDecimal型別,這個型別之前用的比較少,沒怎麼接觸。就到網上看了一下相關教程,寫個總結記一下。

BigDecimal類

對於不需要任何準確計算精度的數字可以直接使用float或double,但是如果需要精確計算的結果,則必須使用BigDecimal類,而且使用BigDecimal類也可以進行大數的操作。

BigDecimal構造方法

  1.public BigDecimal(double val) 將double表示形式轉換為BigDecimal

  2.public BigDecimal(int val)  將int表示形式轉換成BigDecimal

  3.public BigDecimal(String val)  將String表示形式轉換成BigDecimal

測試:

System.out.println(new BigDecimal(0.1).toString()); 
System.out.println(new BigDecimal("0.1").toString()); 
System.out.println(new BigDecimal(Double.toString(
  0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625)).toString());
System.out.println(new BigDecimal(Double.toString(0.1)).toString());

輸出結果

// 0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625
// 0.1
// 0.1
// 0.1

分析:

第一行:事實上,由於二進位制無法精確地表示十進位制小數0.1,但是編譯器讀到字串"0.1"之後,必須把它轉成8個位元組的double值,因此,編譯器只能用一個最接近的值來代替0.1了,即0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625。因此,在執行時,傳給BigDecimal建構函式的真正的數值是0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625。

第二行:BigDecimal能夠正確地把字串轉化成真正精確的浮點數。

第三行:問題在於Double.toString會使用一定的精度來四捨五入double,然後再輸出。會。Double.toString(0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625)輸出的事實上是"0.1",因此生成的BigDecimal表示的數也是0.1。

第四行:基於前面的分析,事實上這一行程式碼等價於第三行

結論:

1.如果你希望BigDecimal能夠精確地表示你希望的數值,那麼一定要使用字串來表示小數,並傳遞給BigDecimal的建構函式。

2.如果你使用Double.toString來把double轉化字串,然後呼叫BigDecimal(String),這個也是不靠譜的,它不一定按你的想法工作。

3.如果你不是很在乎是否完全精確地表示,並且使用了BigDecimal(double),那麼要注意double本身的特例,double的規範本身定義了幾個特殊的double值(Infinite,-Infinite,NaN),不要把這些值傳給BigDecimal,否則會丟擲異常。

JDK的描述:

1、引數型別為double的構造方法的結果有一定的不可預知性。有人可能認為在Java中寫入newBigDecimal(0.1)所建立的BigDecimal正好等於 0.1(非標度值 1,其標度為 1),但是它實際上等於0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625。這是因為0.1無法準確地表示為 double(或者說對於該情況,不能表示為任何有限長度的二進位制小數)。這樣,傳入到構造方法的值不會正好等於 0.1(雖然表面上等於該值)。

2、另一方面,String 構造方法是完全可預知的:寫入 newBigDecimal("0.1") 將建立一個 BigDecimal,它正好等於預期的 0.1。因此,比較而言,通常建議優先使用String構造方法。

當double必須用作BigDecimal的源時,請使用Double.toString(double)轉成String,然後使用String構造方法,或使用BigDecimal的靜態方法valueOf

public static void main(String[] args)
  {
    BigDecimal bDouble1 = BigDecimal.valueOf(2.3);
    BigDecimal bDouble2 = new BigDecimal(Double.toString(2.3));
 
    System.out.println("bDouble1=" + bDouble1); //2.3
    System.out.println("bDouble2=" + bDouble2); //2.3
     
  }

把double強制轉化成int

int x=(int)1023.99999999999999; // x=1024 為什麼?

原因還是在於二進位制無法精確地表示某些十進位制小數,因此1023.99999999999999在編譯之後的double值變成了1024。

所以,把double強制轉化成int確實是扔掉小數部分,但是你寫在程式碼中的值,並不一定是編譯器生成的真正的double值。

驗證程式碼:

double d = 1023.99999999999999;
int x = (int) d;
System.out.println(new BigDecimal(d).toString()); // 1024
System.out.println(Long.toHexString(
      Double.doubleToRawLongBits(d))); // 4090000000000000
System.out.println(x); // 1024

BigDecimal加減乘除運算

public BigDecimal add(BigDecimal value);      //加法
public BigDecimal subtract(BigDecimal value);    //減法 
public BigDecimal multiply(BigDecimal value);    //乘法
public BigDecimal divide(BigDecimal value);     //除法

程式碼例項

public static void main(String[] args)
  {
    BigDecimal a = new BigDecimal("4.5");
    BigDecimal b = new BigDecimal("1.5");
 
    System.out.println("a + b =" + a.add(b)); //6.0
    System.out.println("a - b =" + a.subtract(b)); //3.0
    System.out.println("a * b =" + a.multiply(b)); //6.75
    System.out.println("a / b =" + a.divide(b)); //3
  }

這裡有一點需要注意的是除法運算divide.

BigDecimal除法可能出現不能整除的情況,比如 4.5/1.3,這時會報錯java.lang.ArithmeticException: Non-terminating decimal expansion; no exact representable decimal result.

其實divide方法有可以傳三個引數

public BigDecimal divide(BigDecimal divisor,int scale,int roundingMode) 

第一引數表示除數, 第二個引數表示小數點後保留位數,
第三個引數表示舍入模式,只有在作除法運算或四捨五入時才用到舍入模式,有下面這幾種

  • ROUND_UP :向遠離零的方向舍入。捨棄非零部分,並將非零捨棄部分相鄰的一位數字加一。
  • ROUND_DOWN :向接近零的方向舍入。捨棄非零部分,同時不會非零捨棄部分相鄰的一位數字加一,採取擷取行為。
  • ROUND_CEILING :向正無窮的方向舍入。如果為正數,舍入結果同ROUND_UP一致;如果為負數,舍入結果同ROUND_DOWN一致。注意:此模式不會減少數值大小。
  • ROUND_FLOOR :向負無窮的方向舍入。如果為正數,舍入結果同ROUND_DOWN一致;如果為負數,舍入結果同ROUND_UP一致。注意:此模式不會增加數值大小。
  • ROUND_HALF_UP :向“最接近”的數字舍入,如果與兩個相鄰數字的距離相等,則為向上舍入的舍入模式。如果捨棄部分>= 0.5,則舍入行為與ROUND_UP相同;否則舍入行為與ROUND_DOWN相同。這種模式也就是我們常說的我們的“四捨五入”。
  • ROUND_HALF_DOWN :向“最接近”的數字舍入,如果與兩個相鄰數字的距離相等,則為向下舍入的舍入模式。如果捨棄部分> 0.5,則舍入行為與ROUND_UP相同;否則舍入行為與ROUND_DOWN相同。這種模式也就是我們常說的我們的“五舍六入”。
  • ROUND_HALF_EVEN :向“最接近”的數字舍入,如果與兩個相鄰數字的距離相等,則相鄰的偶數舍入。如果捨棄部分左邊的數字奇數,則舍入行為與 ROUND_HALF_UP 相同;如果為偶數,則舍入行為與 ROUND_HALF_DOWN 相同。注意:在重複進行一系列計算時,此舍入模式可以將累加錯誤減到最小。此舍入模式也稱為“銀行家舍入法”,主要在美國使用。四捨六入,五分兩種情況,如果前一位為奇數,則入位,否則捨去。
  • ROUND_UNNECESSARY :斷言請求的操作具有精確的結果,因此不需要舍入。如果對獲得精確結果的操作指定此舍入模式,則丟擲ArithmeticException。

按照各自的需要,可傳入合適的第三個引數。四捨五入採用 ROUND_HALF_UP

需要對BigDecimal進行截斷和四捨五入可用setScale方法,例:

public static void main(String[] args)
  {
    BigDecimal a = new BigDecimal("4.5635");
 
    a = a.setScale(3,RoundingMode.HALF_UP);  //保留3位小數,且四捨五入   
     System.out.println(a);
  }
public static void main(String[] args)
  {
    BigDecimal a = new BigDecimal("4.5");
    BigDecimal b = new BigDecimal("1.5");
    a.add(b);

    System.out.println(a); //輸出4.5. 加減乘除方法會返回一個新的BigDecimal物件,原來的a不變


  }

總結

(1)商業計算使用BigDecimal。(比如金額)

(2)儘量使用引數型別為String的建構函式。

(3) BigDecimal都是不可變的(immutable)的,在進行每一步運算時,都會產生一個新的物件,所以在做加減乘除運算時千萬要儲存操作後的值。

(4)我們往往容易忽略JDK底層的一些實現細節,導致出現錯誤,需要多加註意。

以上就是詳解Java中的BigDecimal的詳細內容,更多關於Java BigDecimal的資料請關注我們其它相關文章!