5G前端時代會迎來什麼改變?
一、BigDecimal概述
Java在java.math包中提供的API類BigDecimal,用來對超過16位有效位的數進行精確的運算。雙精度浮點型變數double可以處理16位有效數,但在實際應用中,可能需要對更大或者更小的數進行運算和處理。
一般情況下,對於那些不需要準確計算精度的數字,我們可以直接使用Float和Double處理,但是Double.valueOf(String) 和Float.valueOf(String)會丟失精度。所以開發中,如果我們需要精確計算的結果,則必須使用BigDecimal類來操作。
BigDecimal所建立的是物件,故我們不能使用傳統的+、-、*、/等算術運算子直接對其物件進行數學運算,而必須呼叫其相對應的方法。方法中的引數也必須是BigDecimal的物件。構造器是類的特殊方法,專門用來建立物件,特別是帶有引數的物件。
二、BigDecimal常用建構函式
2.1、常用建構函式
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BigDecimal(int)
建立一個具有引數所指定整數值的物件
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BigDecimal(double)
建立一個具有引數所指定雙精度值的物件
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BigDecimal(long)
建立一個具有引數所指定長整數值的物件
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BigDecimal(String)
建立一個具有引數所指定以字串表示的數值的物件
2.2、通過具體程式碼操作進行分析
使用示例:
BigDecimal a =new BigDecimal(0.1); System.out.println("a = " + a); System.out.println("====================="); BigDecimal b =new BigDecimal("0.1"); System.out.println("b = " + b);
結果示例:
a = 0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625
=====================
b = 0.1
原因分析:
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)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。
3)當double必須用作BigDecimal的源時,請注意,此構造方法提供了一個準確轉換;它不提供與以下操作相同的結果:先使用Double.toString(double)方法,然後使用BigDecimal(String)構造方法,將double轉換為String。要獲取該結果,請使用static valueOf(double)方法。
三、BigDecimal常用方法詳解
3.1、常用方法
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add(BigDecimal)
BigDecimal物件中的值相加,返回BigDecimal物件
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subtract(BigDecimal)
BigDecimal物件中的值相減,返回BigDecimal物件
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multiply(BigDecimal)
BigDecimal物件中的值相乘,返回BigDecimal物件
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divide(BigDecimal)
BigDecimal物件中的值相除,返回BigDecimal物件
-
toString()
將BigDecimal物件中的值轉換成字串
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doubleValue()
將BigDecimal物件中的值轉換成雙精度數
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floatValue()
將BigDecimal物件中的值轉換成單精度數
-
longValue()
將BigDecimal物件中的值轉換成長整數
-
intValue()
將BigDecimal物件中的值轉換成整數
3.2、BigDecimal大小比較
java中對BigDecimal比較大小一般用的是bigdemical的compareTo方法
int a = bigdemical.compareTo(bigdemical2)
返回結果分析:
a = -1 ---------------- 表示 bigdemical 小於 bigdemical2 a = 0 ---------------- 表示 bigdemical 等於 bigdemical2 a = 1 ---------------- 表示 bigdemical 大於 bigdemical2
舉例:a大於等於b
new bigdemica(a).compareTo(new bigdemical(b)) >= 0
四、BigDecimal格式化
由於NumberFormat類的format()方法可以使用BigDecimal物件作為其引數,可以利用BigDecimal對超出16位有效數字的貨幣值,百分值,以及一般數值進行格式化控制。
以利用BigDecimal對貨幣和百分比格式化為例。首先,建立BigDecimal物件,進行BigDecimal的算術運算後,分別建立對貨幣和百分比格式化的引用,最後利用BigDecimal物件作為format()方法的引數,輸出其格式化的貨幣值和百分比。
NumberFormat currency = NumberFormat.getCurrencyInstance(); //建立貨幣格式化引用 NumberFormat percent = NumberFormat.getPercentInstance(); //建立百分比格式化引用 percent.setMaximumFractionDigits(3); //百分比小數點最多3位 BigDecimal money = new BigDecimal("15000.48"); // 合同金額 BigDecimal taxRate = new BigDecimal("0.008"); // 稅率 BigDecimal taxRateMoney = loanAmount.multiply(interestRate); // 利息 System.out.println("貸款金額:\t" + currency.format(money)); System.out.println("利率:\t" + percent.format(taxRate)); System.out.println("利息:\t" + currency.format(taxRateMoney));
結果:
貸款金額: ¥15,000.48 利率: 0.8% 利息: ¥120.00
BigDecimal格式化保留2為小數,不足則補0:
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之間的BigDecimal小數,格式化後失去前面的0,則前面直接加上0。 * 2.傳入的引數等於0,則直接返回字串"0.00" * 3.大於1的小數,直接格式化返回字串 * @param obj傳入的小數 * @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(); } } }
結果為:
3.44 0.00 0.00 0.00 0.01 0.21
五、BigDecimal常見異常
5.1、除法的時候出現異常
java.lang.ArithmeticException: Non-terminating decimal expansion; no exact representable decimal result
原因分析:
通過BigDecimal的divide方法進行除法時當不整除,出現無限迴圈小數時,就會拋異常:java.lang.ArithmeticException: Non-terminating decimal expansion; no exact representable decimal result.
解決方法:
divide方法設定精確的小數點,如:divide(xxxxx,2)
六、BigDecimal總結
6.1、總結
- 在需要精確的小數計算時再使用BigDecimal,BigDecimal的效能比double和float差,在處理龐大,複雜的運算時尤為明顯。故一般精度的計算沒必要使用BigDecimal。
- 儘量使用引數型別為String的建構函式。
- BigDecimal都是不可變的(immutable)的, 在進行每一次四則運算時,都會產生一個新的物件 ,所以在做加減乘除運算時要記得要儲存操作後的值。
6.2、工具類推薦
package com.test.util; import java.math.BigDecimal; /** * 用於高精確處理常用的數學運算 */ public class ArithmeticUtils { //預設除法運算精度 private static final int DEF_DIV_SCALE = 10; /** * 提供精確的加法運算 * * @param v1 被加數 * @param v2 加數 * @return 兩個引數的和 */ 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(); } /** * 提供精確的加法運算 * * @param v1 被加數 * @param v2 加數 * @return 兩個引數的和 */ public static BigDecimal add(String v1, String v2) { BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1); BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2); return b1.add(b2); } /** * 提供精確的加法運算 * * @param v1 被加數 * @param v2 加數 * @param scale 保留scale 位小數 * @return 兩個引數的和 */ 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(); } /** * 提供精確的減法運算 * * @param v1 被減數 * @param v2 減數 * @return 兩個引數的差 */ 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(); } /** * 提供精確的減法運算。 * * @param v1 被減數 * @param v2 減數 * @return 兩個引數的差 */ public static BigDecimal sub(String v1, String v2) { BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1); BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2); return b1.subtract(b2); } /** * 提供精確的減法運算 * * @param v1 被減數 * @param v2 減數 * @param scale 保留scale 位小數 * @return 兩個引數的差 */ 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(); } /** * 提供精確的乘法運算 * * @param v1 被乘數 * @param v2 乘數 * @return 兩個引數的積 */ 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(); } /** * 提供精確的乘法運算 * * @param v1 被乘數 * @param v2 乘數 * @return 兩個引數的積 */ public static BigDecimal mul(String v1, String v2) { BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1); BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2); return b1.multiply(b2); } /** * 提供精確的乘法運算 * * @param v1 被乘數 * @param v2 乘數 * @param scale 保留scale 位小數 * @return 兩個引數的積 */ 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); } /** * 提供精確的乘法運算 * * @param v1 被乘數 * @param v2 乘數 * @param scale 保留scale 位小數 * @return 兩個引數的積 */ 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(相對)精確的除法運算,當發生除不盡的情況時,精確到 * 小數點以後10位,以後的數字四捨五入 * * @param v1 被除數 * @param v2 除數 * @return 兩個引數的商 */ public static double div(double v1, double v2) { return div(v1, v2, DEF_DIV_SCALE); } /** * 提供(相對)精確的除法運算。當發生除不盡的情況時,由scale引數指 * 定精度,以後的數字四捨五入 * * @param v1 被除數 * @param v2 除數 * @param scale 表示表示需要精確到小數點以後幾位。 * @return 兩個引數的商 */ 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(相對)精確的除法運算。當發生除不盡的情況時,由scale引數指 * 定精度,以後的數字四捨五入 * * @param v1 被除數 * @param v2 除數 * @param scale 表示需要精確到小數點以後幾位 * @return 兩個引數的商 */ 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(); } /** * 提供精確的小數位四捨五入處理 * * @param v 需要四捨五入的數字 * @param scale 小數點後保留幾位 * @return 四捨五入後的結果 */ 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(); } /** * 提供精確的小數位四捨五入處理 * * @param v 需要四捨五入的數字 * @param scale 小數點後保留幾位 * @return 四捨五入後的結果 */ 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(); } /** * 取餘數 * * @param v1 被除數 * @param v2 除數 * @param scale 小數點後保留幾位 * @return 餘數 */ 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(); } /** * 取餘數 BigDecimal * * @param v1 被除數 * @param v2 除數 * @param scale 小數點後保留幾位 * @return 餘數 */ 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); } /** * 比較大小 * * @param v1 被比較數 * @param v2 比較數 * @return 如果v1 大於v2 則 返回true 否則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; } }ArithmeticUtils