使用BigDecimal進行精確運算

首先我們先來看如下代碼示例：

1 public class Test_1 {
2     public static void main(String[] args) {
3         System.out.println(0.06+0.01);
4         System.out.println(1.0-0.42);
5         System.out.println(4.015*100);
6         System.out.println(303.1/1000);
7     }
8     
9 }

運行結果如下。

0.06999999999999999

0.5800000000000001

401.49999999999994

0.30310000000000004

你認為你看錯了，但結果卻是是這樣的。問題在哪裏呢？原因在於我們的計算機是二進制的。浮點數沒有辦法是用二進制進行精確表示。我們的CPU表示浮點數由兩個部分組成：指數和尾數，這樣的表示方法一般都會失去一定的精確度，有些浮點數運算也會產生一定的誤差。如：2.4的二進制表示並非就是精確的2.4。反而最為接近的二進制表示是 2.3999999999999999。浮點數的值實際上是由一個特定的數學公式計算得到的。

其實java的float只能用來進行科學計算或工程計算，在大多數的商業計算中，一般采用java.math.BigDecimal類來進行精確計算。

在使用BigDecimal類來進行計算的時候，主要分為以下步驟：

1、用float或者double變量構建BigDecimal對象。

2、通過調用BigDecimal的加，減，乘，除等相應的方法進行算術運算。

3、把BigDecimal對象轉換成float，double，int等類型。

一般來說，可以使用BigDecimal的構造方法或者靜態方法的valueOf()方法把基本類型的變量構建成BigDecimal對象。

1 BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(0.48));
2 BigDecimal b2 = BigDecimal.valueOf(0.48);

對於常用的加，減，乘，除，BigDecimal類提供了相應的成員方法。

1 public BigDecimal add(BigDecimal value);                        //加法
2 public BigDecimal subtract(BigDecimal value);                   //減法 
3 public BigDecimal multiply(BigDecimal value);                   //乘法
4 public BigDecimal divide(BigDecimal value);                     //除法

進行相應的計算後，我們可能需要將BigDecimal對象轉換成相應的基本數據類型的變量，可以使用floatValue()，doubleValue()等方法。

下面是一個工具類，該工具類提供加，減，乘，除運算。

 1 public class Arith {
 2     /**
 3      * 提供精確加法計算的add方法
 4      * @param value1 被加數
 5      * @param value2 加數
 6      * @return 兩個參數的和
 7      */
 8     public static double add(double value1,double value2){
 9         BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.valueOf(value1));
10         BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.valueOf(value2));
11         return b1.add(b2).doubleValue();
12     }
13     
14     /**
15      * 提供精確減法運算的sub方法
16      * @param value1 被減數
17      * @param value2 減數
18      * @return 兩個參數的差
19      */
20     public static double sub(double value1,double value2){
21         BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.valueOf(value1));
22         BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.valueOf(value2));
23         return b1.subtract(b2).doubleValue();
24     }
25     
26     /**
27      * 提供精確乘法運算的mul方法
28      * @param value1 被乘數
29      * @param value2 乘數
30      * @return 兩個參數的積
31      */
32     public static double mul(double value1,double value2){
33         BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.valueOf(value1));
34         BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.valueOf(value2));
35         return b1.multiply(b2).doubleValue();
36     }
37     
38     /**
39      * 提供精確的除法運算方法div
40      * @param value1 被除數
41      * @param value2 除數
42      * @param scale 精確範圍
43      * @return 兩個參數的商
44      * @throws IllegalAccessException
45      */
46     public static double div(double value1,double value2,int scale) throws IllegalAccessException{
47         //如果精確範圍小於0，拋出異常信息
48         if(scale<0){         
49             throw new IllegalAccessException("精確度不能小於0");
50         }
51         BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.valueOf(value1));
52         BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.valueOf(value2));
53         return b1.divide(b2, scale).doubleValue();    
54     }
55 }

使用BigDecimal進行精確運算