Java 常用类库之 BigDecimal

Posted alterwl

tags:

篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了Java 常用类库之 BigDecimal相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

完整名java.math.BigDecimal

提供不可变的，任意精度的带符号十进制数。一个BigDecimal有一个任意精度的整型非缩放值unscaledValue和一个 32 位整型缩放值scale组成。scale就是用于指定unscaledValue的缩放量级，scale>=0时，它表示小数点右边的位数，scale<0时，它表示当前BigDecimal对象对应的数值为unscaledValue*10^(-scale)。

BigDecimal类提供了算术，缩放操作，舍入，比较，散列和格式转换的操作。 toString()方法提供了一个BigDecimal的规范表示 。 由于BigDecimal对象是可变的，所以每次算数操作都返回一个新的BigDecimal对象表示运算结果。

BigDecimal提供了表示数字 0、1 和 10 的三个整数常量。

public static final BigDecimal ZERO = ZERO_THROUGH_TEN[0];
public static final BigDecimal ONE = ZERO_THROUGH_TEN[1];
public static final BigDecimal TEN = ZERO_THROUGH_TEN[10];

这里的ZERO_THROUGH_TEN数组保存了整数 0-10 对应的所有 BigDecimal对象。

BigDecimal原本提供了针对舍入操作的一系列常量，如ROUND_HALF_EVEN等，但在 Java 9 之后被弃用，使用 RoundingMode.HALF_EVEN等枚举值表示同样的作用。

  1. 构造方法BigDecimal()

    BigDecimal的构造方法根据接收的数据种类可以分为三类：字符类型的、数字类型和BigInteger类型。

    • 接收字符类型的构造器包括接收字符数组char[]和字符串String。
    // [0] 调用构造器 [1]
public BigDecimal(char[] in, int offset, int len) {
    this(in,offset,len,MathContext.UNLIMITED);
}
// [1]
public BigDecimal(char[] in, int offset, int len, MathContext mc) {}
// 调用构造器 [0]
public BigDecimal(char[] in) {
    this(in, 0, in.length);
}
// 调用构造器 [1]
public BigDecimal(char[] in, MathContext mc) {
    this(in, 0, in.length, mc);
}
// 调用构造器 [0]
public BigDecimal(String val) {
    this(val.toCharArray(), 0, val.length());
}
// 调用构造器 [1]
public BigDecimal(String val, MathContext mc) {
    this(val.toCharArray(), 0, val.length(), mc);
}

    从源码中可以看出，真正起作用的构造器就是构造器 [1]，其它几个构造器都是通过直接或者间接地调用它来实现的。所以这里只需要明白构造器 [1] 的参数意义就可以了。参数in必须是一个可以表示某个数字的字符数组（可以包含e，表示科学计数，但也需要在有意义的位置），否则程序会产生异常NumberFormatException；offset和len指定观察的范围，offset表示从in中观察的第一个位置，len表示需要观察的长度即字符个数；mc是一个MathContext对象，用于指定以怎样的精度以及舍入方式生成BigDecimal表示的值。举一个例子：

    char[] num = {\'1\', \'3\', \'.\', \'1\' ,\'4\', \'1\', \'5\', \'9\', \'2\'};
BigDecimal val = new BigDecimal(num, 1, 6,
        new MathContext(4, RoundingMode.HALF_EVEN));
System.out.println(val);
/*
output:
3.142
*/

    这里表示以num数组的 \'3\'到\'5\'部分生成BigDecimal对象，MathContext对象指定的精度为 4（表示保留 4 个有效数字），使用RoundingMode.HALF_EVEN的舍入方式。

    • 接收数字类型的构造器包括接收double/int/long三种基本数据类型。
    public BigDecimal(double val) {
    this(val,MathContext.UNLIMITED);
}
public BigDecimal(double val, MathContext mc) {}
public BigDecimal(int val) {}
public BigDecimal(int val, MathContext mc) {}
public BigDecimal(long val) {}
public BigDecimal(long val, MathContext mc) {}
    • 接收BigInteger对象的构造器
    public BigDecimal(BigInteger val) {}
public BigDecimal(BigInteger val, MathContext mc) {}
public BigDecimal(BigInteger unscaledVal, int scale) {}
public BigDecimal(BigInteger unscaledVal, int scale, MathContext mc) {}

    BigInteger是一个与BigDecimal类似的不可变的表示整数的对象。构造器中的参数scale指定量级为 -scale。在看一个例子就知道了：

    BigInteger num = new BigInteger("12345");
BigDecimal val2 = new BigDecimal(num, 2);
System.out.println(val2);
/*
output:
123.45
*/

  2. valueOf()

    该方法提供了一个直接从数据类型生成BigDecimal对象的方式，使用方式是直接传入需要转换的基本数据类型，支持long/double两种基本数据类型。

    public static BigDecimal valueOf(long unscaledVal, int scale) {}
public static BigDecimal valueOf(long val) {}
public static BigDecimal valueOf(double val) {}

  3. add()

    public BigDecimal add(BigDecimal augend) {}
// mc 用于指定结果的精度与舍入方式
public BigDecimal add(BigDecimal augend, MathContext mc) {}

    使用add()对当前BigDecimal对象this跟另一个BigDecimal对象参数augend作加法操作，对应于数值上的this + augend，返回结果为一个新的BigDecimal对象。

  4. subtract()

    public BigDecimal subtract(BigDecimal subtrahend) {}
public BigDecimal subtract(BigDecimal subtrahend, MathContext mc) {}

    使用subtract()对当前BigDecimal对象this跟另一个BigDecimal对象参数subtrahend作减法操作，对应于数值上的this - subtrahend，返回结果为一个新的BigDecimal对象。

  5. multiply()

    public BigDecimal multiply(BigDecimal multiplicand) {}
public BigDecimal multiply(BigDecimal multiplicand, MathContext mc) {}

    使用multiply()对当前BigDecimal对象this跟另一个BigDecimal对象参数multiplicand作减法操作，对应于数值上的this * subtrahend，返回结果为一个新的BigDecimal对象。

  6. divide()

    // 可以指定结果的缩放量级 scale 和舍入方式 RoundingMode
public BigDecimal divide(BigDecimal divisor, int scale, RoundingMode roundingMode) {}
public BigDecimal divide(BigDecimal divisor, RoundingMode roundingMode) {}
public BigDecimal divide(BigDecimal divisor) {}
public BigDecimal divide(BigDecimal divisor, MathContext mc) {}

    使用divide()对当前BigDecimal对象this跟另一个BigDecimal对象参数divisor作减法操作，对应于数值上的this / divisor，返回结果为一个新的BigDecimal对象。

  7. divideToIntegralValue()

    public BigDecimal divideToIntegralValue(BigDecimal divisor) {}
public BigDecimal divideToIntegralValue(BigDecimal divisor, MathContext mc) {}

    同样作除法操作，但返回所得商值的整数部分。

  8. remainder()

    public BigDecimal remainder(BigDecimal divisor) {}
public BigDecimal remainder(BigDecimal divisor, MathContext mc) {}

    使用remainder()对当前BigDecimal对象this跟另一个BigDecimal对象参数divisor作取余操作，对应于数值上的this % divisor，返回结果为一个新的BigDecimal对象。

  9. divideAndRemainder()

    public BigDecimal[] divideAndRemainder(BigDecimal divisor) {}
public BigDecimal[] divideAndRemainder(BigDecimal divisor, MathContext mc) {}

    相当于同时进行了divideToIntegralValue()和remainder()两个操作，返回一个BigDecimal数组，包含两个元素，第一个是divideToIntegralValue()的结果，第二个是remainder()的结果。

    注意，如果有同时得到整数商和余数的需求，使用该方法比分别使用divideToIntegralValue()和remainder()两个方法要快，因为它的内部只做了一次除法。

  10. pow()

    public BigDecimal pow(int n) {}
public BigDecimal pow(int n, MathContext mc) {}

    求幂操作，求this对应值的 n 次方，返回结果为一个新的BigDecimal对象。

  11. abs()

    public BigDecimal abs() {}
public BigDecimal abs(MathContext mc) {}

    求绝对值，即求|this|。

  12. negate()

    public BigDecimal negate() {}
public BigDecimal negate(MathContext mc) {}

    反转操作，即求-this。

  13. plus()

    public BigDecimal plus() { return this; }
public BigDecimal plus(MathContext mc) {}

    返回当前BigDecimal的对象值，即+this。它的存在是为了和negate()方法保持对称性。

  14. signum()

    public int signum() {}

    返回当前BigDecimal表示数值的符号。返回 -1 代表负数，0 代表零，1 代表正数。

  15. scale()

    public int scale() {
    return scale;
}

    返回当前BigDecimal对象的scale值。scale值的作用已经在开头说明。

  16. percision()

    public int precision() {}

    返回当前BigDecimal的精度，即有效位数。

  17. unscaledValue()

    public BigInteger unscaledValue() {}

    返回一个BigInteger对象（假设为unscaledValue），其对应的值为当前BigDecimal的非缩放值，即是this * 10^(this.scale())。

  18. round()

    public BigDecimal round(MathContext mc) {}

    根据参数mc指定的精度返回一个近似值的BigDecimal对象。

  19. setScale()

    public BigDecimal setScale(int newScale, RoundingMode roundingMode) {}
public BigDecimal setScale(int newScale) {}

    设置缩放量级。setScale()主要用于对BigDecimal数据小数点后的位数进行进位、舍位、截断等操作。

  20. movePointLeft()和movePointRight()

    public BigDecimal movePointLeft(int n) {}
public BigDecimal movePointRight(int n) {}

    前者左移小数点，后者右移小数点，返回移动小数点后的一个新BigDecimal对象。

  21. scaleByPowerOfTen()

    public BigDecimal scaleByPowerOfTen(int n) {}

    在原数上乘以 10 的 n 次方，返回新的BigDecimal对象。

  22. stripTrailingZeros()

    public BigDecimal stripTrailingZeros() {}

    返回一个BigDecimal对象，其对应的数值等于原对象数值，但移除了尾部零。比如对于值为 600.0 的BigDecimal，其 [BigInteger, scale] 组成为 [6000, 1]，那么通过该方法得到的BigDecimal其值为 6e2，对应的 [BigInteger, scale] 组成为 [6, -2]。如果该BigDecimal在数值上等于零，则方法返回BigDecimal.ZERO 。

  23. compareTo()

    public int compareTo(BigDecimal val) {}

    比较当前BigDecimal值和val对象值，返回 -1、0 或 1，分别代表当前BigDecimal值小于、等于或小于val值。对于两个值相同而 scale 值不同的BigDecimal对象，比如其值为 2.0 和 2.00，该方法判定为两者相等。

  24. equals()

    public boolean equals(Object x) {}

    判断当前BigDecimal对象于所给参数对象x是否相等。与compareTo()不同，equals()要求只有两个BigDecimal的 value 值和 scale 值都相等时，才判定两者相等（所以 2.0 和 2.00 是不相等的）。

  25. min()和max()

    public BigDecimal min(BigDecimal val) {}
public BigDecimal max(BigDecimal val) {}

    前者返回当前BigDecimal对象和val之间的最小值，后者返回两者之间的最大值。

  26. hashCode()

    返回当前对象的哈希码（2.0 和 2.00 的哈希码是不同的）。

  27. toString()、toEngineeringString()和toPlainString() 

    public String toString() {}
public String toEngineeringString() {
public String toPlainString() {}

    toString()以字符串形式返回当前BigDecimal对象表示的数值，必要时会使用科学计数法。

    toEngineeringString()基本上和toString()返回同样的结果。不同的地方在于当返回的结果为科学计数法的形式时。

    toPlainString() 不会返回科学计数法的形式。看一个例子吧：

    BigDecimal val = new BigDecimal(new BigInteger("123456"), -9);
System.out.println(val);
System.out.println(val.toEngineeringString());
System.out.println(val.toPlainString());
/*
output:
1.23456E+14
123.456E+12
123456000000000
*/

    toEngineeringString()在输出为科学计数法时，会让 10 的指数为 3 的倍数，这样表示出的整数部分就处于 1 到 999 之间。

  28. toBigInteger()和toBigIntegerExact()

    public BigInteger toBigInteger() {}
public BigInteger toBigIntegerExact() {}

    两者都是将当前的BigDecimal转换得到一个BigInteger对象。前者在转换中会丢掉原数的小鼠部分，所以可能有信息损失；后者不允许信息损失，所以当原数存在非零小数部分时，会直接抛出异常ArithmeticException。

  29. lnogValue()和longValueExact()

    public long longValue(){}
public long longValueExact() {}

    两者都时将当前BigDecimal转换得到一个long型整数。前者类似于基本收缩转换（arrowing primitive conversion），即去掉小数部分，并且当整数部分的BIgInteger值超出long型数据范围时，取其低 64 位，因此可能有信息损失；后者不允许信息损失，所以当遇到非零小数部分或者整数部分超限时，直接抛出异常ArithmeticException。

  30. shorValueExact()和byteValueExact()

    public short shortValueExact() {}
public byte byteValueExact() {}

    作用和longValueExact()类似，只是分别转换得到short型和1byte型数据。都不允许信息丢失。

  31. floatValue()和doubleValue()

    public float floatValue(){}
public double doubleValue(){}

    转换当前BigDecimal对象值得到浮点型数据，转换允许信息损失。

  32. ulp()

    public BigDecimal ulp() {}

    返回当前BigDecimal的最后位置单位大小（ulp）。实际上它的值为 [1, this.scale()]，即 1*10^(-this.scale())。

以下是从 Java 9 开始加入的方法：

  1. sqrt()

    public BigDecimal sqrt(MathContext mc) {}

    开平方操作，返回结果为一个新的BigDecimal对象。

以上是关于Java 常用类库之 BigDecimal的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

Java 常用类库之util包和text包

Java SE基础部分——常用类库之NumberFormat

Java 常用类库之 Objects

Java 常用类库之 Arrays

Java 常用类库之 Math

Java 常用类库之util包和text包