Java BigDecimal和double

Posted 2020-07-22 厚积薄发

BigDecimal类

对于不需要任何准确计算精度的数字可以直接使用float或double，但是如果需要精确计算的结果，则必须使用BigDecimal类，而且使用BigDecimal类也可以进行大数的操作。BigDecimal类的常用方法如表所示。

BigDecimal类的常用方法

序号	方    法	类型	描    述
1	public BigDecimal(double val)	构造	将double表示形式转换 为BigDecimal
2	public BigDecimal(int val)	构造	将int表示形式转换为 BigDecimal
3	public BigDecimal(String val)	构造	将字符串表示 形式转换为BigDecimal
4	public BigDecimal add(BigDecimal augend)	普通	加法
5	public BigDecimal subtract(BigDecimal subtrahend)	普通	减法
6	public BigDecimal multiply(BigDecimal multiplicand)	普通	乘法
7	public BigDecimal divide(BigDecimal divisor)	普通	除法

范例：进行四舍五入的四则运算

 1 package com.wy.test;
 2 
 3 import java.math.BigDecimal;
 4 
 5 public class BigDecimalTest {
 6     public static double add(double d1, double d2) { // 进行加法运算
 7         BigDecimal b1 = new BigDecimal(d1);
 8         BigDecimal b2 = new BigDecimal(d2);
 9         return b1.add(b2).doubleValue();
10     }
11 
12     public static double sub(double d1, double d2) { // 进行减法运算
13         BigDecimal b1 = new BigDecimal(d1);
14         BigDecimal b2 = new BigDecimal(d2);
15         return b1.subtract(b2).doubleValue();
16     }
17 
18     public static double mul(double d1, double d2) { // 进行乘法运算
19         BigDecimal b1 = new BigDecimal(d1);
20         BigDecimal b2 = new BigDecimal(d2);
21         return b1.multiply(b2).doubleValue();
22     }
23 
24     public static double div(double d1, double d2, int len) {// 进行除法运算
25         BigDecimal b1 = new BigDecimal(d1);
26         BigDecimal b2 = new BigDecimal(d2);
27         return b1.divide(b2, len, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue();
28     }
29 
30     public static double round(double d, int len) { // 进行四舍五入操作
31         BigDecimal b1 = new BigDecimal(d);
32         BigDecimal b2 = new BigDecimal(1);
33         // 任何一个数字除以1都是原数字
34         // ROUND_HALF_UP是BigDecimal的一个常量，表示进行四舍五入的操作
35         return b1.divide(b2, len, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue();
36     }
37 
38     public static void main(String[] args) {
39         System.out.println("加法运算：" + round(add(10.345, 3.333), 1));
40         // 加法运算：13.7
41         System.out.println("乘法运算：" + round(mul(10.345, 3.333), 3));
42         // 乘法运算：34.48
43         System.out.println("除法运算：" + div(10.345, 3.333, 3));
44         // 除法运算：3.104
45         System.out.println("减法运算：" + round(sub(10.345, 3.333), 3));
46         // 减法运算：7.012
47     }
48 }

 

BigDecimal是Java中用来表示任意精确浮点数运算的类，在BigDecimal中，使用unscaledValue × 10-scale来表示一个浮点数。其中，unscaledValue是一个BigInteger，scale是一个int。从这个表示方法来看，BigDecimal只能标识有限小数，不过可以表示的数据范围远远大于double，在实际应用中基本足够了。

下面提一下两个精度问题：

问题一：BigDecimal的精度问题

1 System.out.println(new BigDecimal(0.1).toString()); // 0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625
2 System.out.println(new BigDecimal("0.1").toString()); // 0.1
3 System.out.println(new BigDecimal(
4 Double.toString(0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625)).toString());// 0.1
5 System.out.println(new BigDecimal(Double.toString(0.1)).toString()); // 0.1

分析一下上面代码的问题（注释的内容表示此语句的输出）

第一行：事实上，由于二进制无法精确地表示十进制小数0.1，但是编译器读到字符串"0.1"之后，必须把它转成8个字节的double值，因此，编译器只能用一个最接近的值来代替0.1了，即0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625。因此，在运行时，传给BigDecimal构造函数的真正的数值是0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625；

第二行：BigDecimal能够正确地把字符串转化成真正精确的浮点数；

第三行：问题在于Double.toString会使用一定的精度来四舍五入double，然后再输出。会。Double.toString(0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625)输出的事实上是"0.1"，因此生成的BigDecimal表示的数也是0.1；

第四行：基于前面的分析，事实上这一行代码等价于第三行。

 

结论：

1.如果你希望BigDecimal能够精确地表示你希望的数值，那么一定要使用字符串来表示小数，并传递给BigDecimal的构造函数；

2.如果你使用Double.toString来把double转化字符串，然后调用BigDecimal(String)，这个也是不靠谱的，它不一定按你的想法工作；

3.如果你不是很在乎是否完全精确地表示，并且使用了BigDecimal(double)，那么要注意double本身的特例，double的规范本身定义了几个特殊的double值(Infinite，-Infinite，NaN)，不要把这些值传给BigDecimal，否则会抛出异常。

问题二：把double强制转化成int，难道不是扔掉小数部分吗？

 1 int x=(int)1023.99999999999999; // x=1024为什么？ 

原因还是在于二进制无法精确地表示某些十进制小数，因此1023.99999999999999在编译之后的double值变成了1024。

所以，把double强制转化成int确实是扔掉小数部分，但是你写在代码中的值，并不一定是编译器生成的真正的double值。

验证代码：

double d = 1023.99999999999999;
int x = (int) d;
System.out.println(new BigDecimal(d).toString()); // 1024
System.out.println(Long.toHexString(Double.doubleToRawLongBits(d))); // 4090000000000000
System.out.println(x); // 1024

前面提过BigDecimal可以精确地把double表示出来还记得吧。

我们也可以直接打印出d的二进制形式，根据IEEE 754的规定，我们可以算出0x4090000000000000=(1024)。