Java之BigDecimal 使用总结

Posted 2023-03-11

 一、BigDecimal 产生

      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。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。

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。

二、BigDecimal常用构造函数

2.1、常用构造函数

BigDecimal(int)

传入一个int 型参数 创建一个具有参数所指定整数值的对象

BigDecimal(double)

传入一个double型参数 创建一个具有参数所指定双精度值的对象

BigDecimal(long)

传入一个long型参数 创建一个具有参数所指定长整数值的对象

BigDecimal(String)

传入一个String型参数 创建一个具有参数所指定以字符串表示的数值的对象

BigDecimal(Integer)

传入一个Integer型参数 创建一个具有参数所指定以整形表示的数值的对象

2.2、使用问题分析

例:

BigDecimal a =new BigDecimal(0.23);
System.out.println("a values is:"+a);

BigDecimal b =new BigDecimal("0.23");
System.out.println("b values is:"+b);

结果：

a values is:0.2300000000000000055511151231257827021181583404541015625

b values is:0.23

原因分析：

​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(0.23)所创建的BigDecimal正好等于 0.23，但是它实际上等于0.2300000000000000055511151231257827021181583404541015625。这是因为0.23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 0.23（虽然表面上等于该值）。

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。

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。​

三、BigDecimal常用方法详解

3.1、常用方法

A.add(BigDecimal B)

返回A加上B的值。BigDecimal对象中的值相加，返回BigDecimal对象

A.subtract(BigDecimal B)

返回A减去B的值。BigDecimal对象中的值相减，返回BigDecimal对象

A.multiply(BigDecimal B)

返回A乘以B的值。BigDecimal对象中的值相乘，返回BigDecimal对象

A.divide(BigDecimal B)

返回A除以B的值。BigDecimal对象中的值相除，返回BigDecimal对象

A.toString()

将BigDecimal对象A中的值转换成字符串

A.doubleValue()

将BigDecimal对象A中的值转换成双精度数

A.floatValue()

将BigDecimal对象A中的值转换成单精度数

A.longValue()

将BigDecimal对象A中的值转换成长整数

A.intValue()

将BigDecimal对象A中的值转换成整数

3.2、两个BigDecimal数大小比较

java中对BigDecimal比较大小一般用的是BigDecimal的compareTo(BigDecimal B)方法

int c = A.compareTo(B)

返回结果分析：

c = -1,表示A小于B；
c = 0,表示A等于B；
c = 1,表示A大于B；

举例：a大于等于b

new bigdemica(a).compareTo(new bigdemical(b)) >= 0

四、BigDecimal总结

1. 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。
2. 尽量使用参数类型为String的构造函数。
3. BigDecimal都是不可变的的， 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。

五 、BigDecimal个人工具类

package com.chensir.util;
import java.math.BigDecimal;

/**
 * 用于高精确处理常用的数学运算
 */
public class BigDecimalUtils 

    //默认除法运算精度
    private static final int DEF_DIV_SCALE = 2;

    /**
     * 提供精确的加法运算 返回double 类型数据
     *
     * @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 返回BigDecimal 类型数据
     *
     * @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 返回String 类型数据
     *
     * @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 返回double 类型数据
     *
     * @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。返回BigDecimal 类型数据
     *
     * @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 返回String 类型数据
     *
     * @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 返回double 类型数据
     *
     * @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 返回BigDecimal 类型数据
     *
     * @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 返回double 类型数据
     *
     * @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 返回String 类型数据
     *
     * @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2位，以后的数字四舍五入 返回double 类型数据
     *
     * @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 表示表示需要精确到小数点以后几位。
     * @return 两个参数的商
     */
    public static BigDecimal div(BigDecimal v1, BigDecimal v2, int scale) 
        if (scale < 0) 
            throw new IllegalArgumentException("The scale must be a positive integer or zero");
        
     
        return v1.divide(v2, scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
    

     /**
     * 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 BigDecimal div(Integer v1, Integer v2, int scale) 
        if (scale < 0) 
            throw new IllegalArgumentException("The scale must be a positive integer or zero");
        
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(String.valueOf(v1));
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(String.valueOf(v2));
        return b1.divide(b2, scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
    


    /**
     * 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();
    
    
     /**
     * 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(BigDecimal v, int scale) 
        if (scale < 0) 
            throw new IllegalArgumentException(
                    "The scale must be a positive integer or zero");
        
        
        return v.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;
    

 /**
     * 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(BigDecimal v1, BigDecimal v2) 
       
        int bj = v1.compareTo(v2);
        boolean res;
        if (bj > 0)
            res = true;
        else
            res = false;
        return res;
    

/**
     * 比较两个数是否相等
     *
     * @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(BigDecimal v1, BigDecimal v2) 
      
        int bj = v1.compareTo(v2);
        boolean res;
        if (bj = 0)
            res = true;
        else
            res = false;
        return res;