Java BigDecimal

Posted 2021-03-02 花染梦

1. 错误发现

   private static void doubleError(){
   	double y = 2.0;
   	double x = 1.1;
       System.out.println("double计算 ：2.0 - 1.1 =  "+ (y - x));
   }
   

   运行结果如下：

   

   原因：

   警告:浮点数值不适用于无法接受舍入误差的金融计算中。例如，命令System.out.println
   (2.0 - 1.1 )将打印出0.899999999999999， 而不是人们想象的0.9。这种舍入误差的主要
   原因是浮点数值采用二进制系统表示，而在二进制系统中无法精确地表示分数1/10。这
   就好像十进制无法精确地表示分数1/3一样。如果在数值计算中不允许有任何舍入误差,
   就应该使用BigDecimal类，本章稍后将介绍这个类。

   ​ --《Java核心技术 卷1 基础知识 原书第10版》P34

   解决方法：

   private static void doubleError(){
   	BigDecimal bdy = BigDecimal.valueOf(2.0);
   	BigDecimal bdx = BigDecimal.valueOf(1.1);
   	System.out.println("BigDecimal计算： 2.0 - 1.1 = " + (bdy.subtract(bdx)));
   }
   

   运行结果：
   

2. BigDecimal 介绍及使用

   1. 构造方法

      • public BigDecimal(double val) 将double表示形式转换为BigDecimal 不建议使用
      • public BigDecimal(int val)　　 将int表示形式转换成BigDecimal
      • public BigDecimal(String val)　　将String表示形式转换成BigDecimal

      为何不推荐使用第一种方法？

       /**
       * 输出结果为 ： 1.100000000000000088817841970012523233890533447265625
       */
       private static void doubleError(){
           BigDecimal bdz = new BigDecimal(1.1);
        	System.out.println(bdz);
       }  
      

      原因：

      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）。

      2、另一方面，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。

      ​

      解决措施：

      ​ 使用Double.toString(double)转成String，然后使用String构造方法，或使用BigDecima的静态方法valueOf()

      /**
      * 输出结果为 :
      * bdz1: 1.1
      * bdz2: 1.1
      * bdz3: 1.1
      */
      private static void doubleError(){
      	BigDecimal bdz1 = BigDecimal.valueOf(1.1);
      	BigDecimal bdz2 = new BigDecimal(Double.toString(1.1));
      	BigDecimal bdz3 = new BigDecimal("1.1");
      	System.out.println("bdz1: " + bdz1);
      	System.out.println("bdz2: " + bdz2);
      	System.out.println("bdz3: " + bdz3);
      }
      

   2. BigDecimal 的加减乘除运算

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

      加减乘法无特殊，除法运算特殊

      private static void doubleError(){
          BigDecimal bdy = BigDecimal.valueOf(2.0);
          BigDecimal bdx = BigDecimal.valueOf(1.1);
          System.out.println("BigDecimal计算： 2.0 / 1.1 = " + (bdy.divide(bdx)));
      }
      

      结果报错 ：java.lang.ArithmeticException: Non-terminating decimal expansion; no exact representable decimal result.

      BigDecimal 除法出现不能整除的情况，就会报以上错误

      解决方法：

         /**
           * @param divisor       除数
           * @param scale         小数点后保留位数，可以不写，默认保留 1 位
           * @param roundingMode  舍入模式
           */
      public BigDecimal divide(BigDecimal divisor, int scale, int roundingMode) 
      

      舍入模式（Rounding Mode）：

      • ROUND_UP 向远离零的方向舍入。舍弃非零部分，并将非零舍弃部分相邻的一位数字加一。
      • ROUND_DOWN 向接近零的方向舍入。舍弃非零部分，同时不会非零舍弃部分相邻的一位数字加一，采取截取行为。
      • ROUND_CEILING 向正无穷的方向舍入。如果为正数，舍入结果同ROUND_UP一致；如果为负数，舍入结果同ROUND_DOWN一致。注意：此模式不会减少数值大小。
      • ROUND_FLOOR 向负无穷的方向舍入。如果为正数，舍入结果同ROUND_DOWN一致；如果为负数，舍入结果同ROUND_UP一致。注意：此模式不会增加数值大小。
      • ROUND_HALF_UP 向“最接近”的数字舍入，如果与两个相邻数字的距离相等，则为向上舍入的舍入模式。如果舍弃部分>= 0.5，则舍入行为与ROUND_UP相同；否则舍入行为与ROUND_DOWN相同。这种模式也就是我们常说的我们的“四舍五入”。
      • ROUND_HALF_DOWN 向“最接近”的数字舍入，如果与两个相邻数字的距离相等，则为向下舍入的舍入模式。如果舍弃部分> 0.5，则舍入行为与ROUND_UP相同；否则舍入行为与ROUND_DOWN相同。这种模式也就是我们常说的我们的“五舍六入”。
      • ROUND_HALF_EVEN 向“最接近”的数字舍入，如果与两个相邻数字的距离相等，则相邻的偶数舍入。如果舍弃部分左边的数字奇数，则舍入行为与 ROUND_HALF_UP 相同；如果为偶数，则舍入行为与 ROUND_HALF_DOWN 相同。注意：在重复进行一系列计算时，此舍入模式可以将累加错误减到最小。此舍入模式也称为“银行家舍入法”，主要在美国使用。四舍六入，五分两种情况，如果前一位为奇数，则入位，否则舍去。
      • ROUND_UNNECESSARY 断言请求的操作具有精确的结果，因此不需要舍入。如果对获得精确结果的操作指定此舍入模式，则抛出ArithmeticException。

3. 总结

   1. 金融计算必须使用 BigDecimal
   2. 尽量使用参数类型为 String 的构造函数，或使用BigDecima的静态方法valueOf()
   3. BigDecimal都是不可变的（immutable）的，在进行每一步运算时，都会产生一个新的对象，所以在做加减乘除运算时千万要保存操作后的值。