深入理解 BigDecimal

Posted 2021-03-23 ferryman

 

什么是 BigDecimal为什么用 BigDecimal 而不用 double加减乘除常用方法保留两位小数四舍五入比较注意事项参考

什么是 BigDecimal

BigDecimal 可以表示一个任意大小且精度完全准确的浮点数。

为什么用 BigDecimal 而不用 double

Talk is cheap, Show me the Code.

例 1：

 1double d1 = 0.3;
 2double d2 = 0.2;
 3System.out.println("Double:	 0,3 - 0,2 = " + (d1 - d2));
 4
 5float f1 = 0.3f;
 6float f2 = 0.2f;
 7System.out.println("Float:	 0,3 - 0,2 = " + (f1 - f2));
 8
 9BigDecimal bd1 = new BigDecimal("0.3");
10BigDecimal bd2 = new BigDecimal("0.2");
11System.out.println("BigDec:	 0,3 - 0,2 = " + (bd1.subtract(bd2)));

运行结果

1Double:     0,3 - 0,2 = 0.09999999999999998
2Float:     0,3 - 0,2 = 0.10000001
3BigDec:     0,3 - 0,2 = 0.1

从运行结果可以得出，当我们要做精确的小数操作运算时，就需要用到 BigDecimal。那下面做一下除法运算，看看结果：

例 2：

 1double d1 = 10;
 2double d2 = 3;
 3System.out.println("Double:	 10 / 3 = " + (d1 / d2));
 4
 5float f1 = 10f;
 6float f2 = 3f;
 7System.out.println("Float:	 10 / 3 = " + (f1 / f2));
 8
 9// Exception!
10BigDecimal bd3 = new BigDecimal("10");
11BigDecimal bd4 = new BigDecimal("3");
12System.out.println("BigDec:	 10 / 3 = " + (bd3.divide(bd4)));

运行结果

1Double:     10 / 3 = 3.3333333333333335
2Float:     10 / 3 = 3.3333333
3Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: Non-terminating decimal expansion; no exact representable decimal result.

当结果除不进，并且没有设置进位的状态值，那就会抛出异常。正确的操作如下：

1System.out.println("BigDec:	 10 / 3 = " + (bd3.divide(bd4,4,BigDecimal.ROUND_HALF_UP)));

运行结果

1Double:     10 / 3 = 3.3333333333333335
2Float:     10 / 3 = 3.3333333
3BigDec:     10 / 3 = 3.3333

总结：当我们在精度要求非常高的时候，需要进行精确的计算，比如：货币，那我们就需要采用 java.math.BigDecimal 类来进行精确计算。

加减乘除

方法	叙述
add(BigDecimal)	BigDecimal对象中的值相加，然后返回这个对象
subtract(BigDecimal)	BigDecimal对象中的值相减，然后返回这个对象
multiply(BigDecimal)	BigDecimal对象中的值相乘，然后返回这个对象
divide(BigDecimal)	BigDecimal对象中的值相除，然后返回这个对象

 1public class BigDecimalCalculation {
 2    static BigDecimal a = new BigDecimal("0.02");
 3    static BigDecimal b = new BigDecimal("0.03");
 4
 5    public static void main(String[] args) {
 6        System.out.println("a + b = " + a.add(b));
 7        System.out.println("a - b = " + a.subtract(b));
 8        System.out.println("a * b = " + a.multiply(b));
 9        System.out.println("a ÷ b = " + a.divide(b,2,BigDecimal.ROUND_HALF_UP));
10    }
11
12}

运行结果：

1a + b = 0.05
2a - b = -0.01
3a * b = 0.0006
4a ÷ b = 0.67

常用方法

保留两位小数

 1public class keepTwoDecimal {
 2    public static void main(String[] args) {
 3        BigDecimal num= new BigDecimal(13.154215);
 4
 5        //方式一
 6        DecimalFormat df1 = new DecimalFormat("0.00");
 7        String str = df1.format(num);
 8        System.out.println(str);  //13.15
 9
10        //方式二
11        // #.00 表示两位小数 #.0000四位小数
12        DecimalFormat df2 =new DecimalFormat("#.00");
13        String str2 =df2.format(num);
14        System.out.println(str2);  //13.15
15
16        //方式三
17        //%.2f %. 表示 小数点前任意位数   2 表示两位小数 格式后的结果为f 表示浮点型
18        String result = String.format("%.2f", num);
19        System.out.println(result);  //13.15
20    }
21}

四舍五入

• ROUND_UP

舍入远离零的舍入模式。

在丢弃非零部分之前始终增加数字（始终对非零舍弃部分前面的数字加 1）

例如：2.36 -> 2.4

• ROUND_DOWN

接近零的舍入模式。

在丢弃某部分之前始终不增加数字(从不对舍弃部分前面的数字加1，即截短)。

例如：2.36 -> 2.3

• ROUND_CEILING

接近正无穷大的舍入模式。

如果 BigDecimal 为正，则舍入行为与 ROUND_UP 相同;

如果为负，则舍入行为与 ROUND_DOWN 相同。

相当于是 ROUND_UP 和 ROUND_DOWN 的合集

• ROUND_FLOOR

接近负无穷大的舍入模式。

如果 BigDecimal 为正，则舍入行为与 ROUND_DOWN 相同;

如果为负，则舍入行为与 ROUND_UP 相同。

与 ROUND_CEILING 正好相反

• ROUND_HALF_UP

四舍五入

例如：2.35 -> 2.4

• ROUND_HALF_DOWN

五舍六入

例如：2.35 -> 2.3

• ROUND_HALF_EVEN

如果舍弃部分左边的数字为奇数，则舍入行为与 ROUND_HALF_UP 相同（四舍五入）;

如果为偶数，则舍入行为与 ROUND_HALF_DOWN 相同（五舍六入）。

例如：1.15 -> 1.1，1.25 -> 1.2

• 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。

我觉得剩下得了解下就行，而且我感觉剩下有的就是错的，比如 ROUND_HALF_DOWN 和 ROUND_HALF_EVEN，看下面的结果你就知道我说的是为什么了。

 1public class BigDecimalScaleTest {
 2    public static void main(String[] args) {
 3        double num = 2.35;
 4        BigDecimal b = new BigDecimal(num);
 5        // setScale(1) 表示保留一位小数
 6        System.out.println("ROUND_UP，结果：" + b.setScale(1, BigDecimal.ROUND_UP).doubleValue());
 7        System.out.println("ROUND_DOWN，结果：" + b.setScale(1, BigDecimal.ROUND_DOWN).doubleValue());
 8        System.out.println("ROUND_CEILING，结果：" + b.setScale(1, BigDecimal.ROUND_CEILING).doubleValue());
 9        System.out.println("ROUND_FLOOR，结果：" + b.setScale(1, BigDecimal.ROUND_FLOOR).doubleValue());
10        System.out.println("ROUND_HALF_UP，结果：" + b.setScale(1, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue());
11        System.out.println("ROUND_HALF_DOWN，结果：" + b.setScale(1, BigDecimal.ROUND_HALF_DOWN).doubleValue());
12        System.out.println("ROUND_HALF_EVEN，结果：" + b.setScale(1, BigDecimal.ROUND_HALF_EVEN).doubleValue());
13        System.out.println("ROUND_UNNECESSARY，结果：" + b.setScale(1, BigDecimal.ROUND_UNNECESSARY).doubleValue());
14    }
15}

运行结果

1ROUND_UP，结果：2.4
2ROUND_DOWN，结果：2.3
3ROUND_CEILING，结果：2.4
4ROUND_FLOOR，结果：2.3
5ROUND_HALF_UP，结果：2.4
6ROUND_HALF_DOWN，结果：2.4 (来给我解释解释这个，说好的五舍六入呢)
7ROUND_HALF_EVEN，结果：2.4 (还有这个)
8Disconnected from the target VM, address: ‘127.0.0.1:59637‘, transport: ‘socket‘
9Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: Rounding necessary

小结：常用的就是 ROUND_HALF_UP、ROUND_UP 和 ROUND_DOWN，其它的当个笑话就行

比较

a.compareTo(b)

a > b 返回 1；a = b 返回 0；a < b 返回 -1

 1public class BigDecimalCompare {
 2    public static void main(String[] args) {
 3        BigDecimal a = new BigDecimal("0.02");
 4        BigDecimal b = new BigDecimal("0.01");
 5        BigDecimal a2 = new BigDecimal("0.02");
 6
 7        System.out.println(" a > b 返回结果：" + a.compareTo(b));
 8        System.out.println(" a = a2 返回结果：" + a.compareTo(a2));
 9        System.out.println(" b < a 返回结果：" + b.compareTo(a));
10    }
11}

运行结果

1 a > b 返回结果：1
2 a = a2 返回结果：0
3 b < a 返回结果：-1

注意事项

在上面的使用中，我们都用的 String 给 BigDecimal 进行 赋值，而没有使用 double 类型赋值，具体的原因看下面的例子：

 1public class BigDecimalTest {
 2    public static void main(String[] args) {
 3        BigDecimal num1 = new BigDecimal(0.005);
 4        BigDecimal num2 = new BigDecimal(1000000);
 5        BigDecimal num3 = new BigDecimal(-1000000);
 6        //尽量用字符串的形式初始化
 7        BigDecimal num12 = new BigDecimal("0.005");
 8        BigDecimal num22 = new BigDecimal("1000000");
 9        BigDecimal num32 = new BigDecimal("-1000000");
10
11        //加法
12        BigDecimal result1 = num1.add(num2);
13        BigDecimal result12 = num12.add(num22);
14        //减法
15        BigDecimal result2 = num1.subtract(num2);
16        BigDecimal result22 = num12.subtract(num22);
17        //乘法
18        BigDecimal result3 = num1.multiply(num2);
19        BigDecimal result32 = num12.multiply(num22);
20        //绝对值
21        BigDecimal result4 = num3.abs();
22        BigDecimal result42 = num32.abs();
23        //除法
24        BigDecimal result5 = num2.divide(num1,20,BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
25        BigDecimal result52 = num22.divide(num12,20,BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
26
27        System.out.println("加法用value结果："+result1);
28        System.out.println("加法用string结果："+result12);
29
30        System.out.println("减法value结果："+result2);
31        System.out.println("减法用string结果："+result22);
32
33        System.out.println("乘法用value结果："+result3);
34        System.out.println("乘法用string结果："+result32);
35
36        System.out.println("绝对值用value结果："+result4);
37        System.out.println("绝对值用string结果："+result42);
38
39        System.out.println("除法用value结果："+result5);
40        System.out.println("除法用string结果："+result52);
41    }
42  }

运行结果：

 1加法用value结果：1000000.005000000000000000104083408558608425664715468883514404296875
 2加法用string结果：1000000.005
 3减法value结果：-999999.994999999999999999895916591441391574335284531116485595703125
 4减法用string结果：-999999.995
 5乘法用value结果：5000.000000000000104083408558608425664715468883514404296875000000
 6乘法用string结果：5000.000
 7绝对值用value结果：1000000
 8绝对值用string结果：1000000
 9除法用value结果：199999999.99999999583666365766
10除法用string结果：200000000.00000000000000000000

 

• System.out.println() 中的数字默认是 double 类型的，double 类型的小数计算不准确
• 使用 BigDecimal 的构造方法传入 double 类型时，计算的结果也是不准确的！

所以我们在使用 BigDecimal 进行赋值的时候，最好使用传入 String 的构造函数，可以确认精度。

参考

https://blog.csdn.net/haiyinshushe/article/details/82721234

https://www.jianshu.com/p/2947868d76eb

https://blog.csdn.net/ochangwen/article/details/51531866