Java浮点数精确计算

Posted 2020-06-13

1、实际意义

在实际开发中，如果需要进行float或double的精确计算（尤其是财务计算），直接使用float或double是不行的（具体的例子看下边的代码的main方法的测试结果），需要使用BigDecimal。

 

2、代码

package com.xxx.util;

import java.math.BigDecimal;

/**
 * 浮点数精准算法
 */
public class BigDecimalArithUtil {

    private static final int DIV_SCALE = 10;//除法精度（除不尽时保留10为小数）
    
    /** 小数精确加法  */
    public static double add(double d1,double d2)
    {
        BigDecimal bd1 = BigDecimal.valueOf(d1);
        BigDecimal bd2 = BigDecimal.valueOf(d2);
        return bd1.add(bd2).doubleValue();
    }
    
    /** 小数精确减法  */
    public static double sub(double d1,double d2)
    {
        BigDecimal bd1 = BigDecimal.valueOf(d1);
        BigDecimal bd2 = BigDecimal.valueOf(d2);
        return bd1.subtract(bd2).doubleValue();
    }
    
    /** 小数精确乘法  */
    public static double mul(double d1,double d2)
    {
        BigDecimal bd1 = BigDecimal.valueOf(d1);
        BigDecimal bd2 = BigDecimal.valueOf(d2);
        return bd1.multiply(bd2).doubleValue();
    }
    
    /** 小数精确除法   */
    public static double div(double d1,double d2)
    {
        BigDecimal bd1 = BigDecimal.valueOf(d1);
        BigDecimal bd2 = BigDecimal.valueOf(d2);
        /*
         * 当除不尽时，以四舍五入的方式（关于除不尽后的值的处理方式有很多种）保留小数点后10位小数
         */
        return bd1.divide(bd2, DIV_SCALE, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue();
    }
    
    public static void main(String[] args)
    {
        //测试加法
        System.out.println("0.05+0.01="+BigDecimalArithUtil.add(0.05,0.01));
        System.out.println("0.05+0.01="+(0.05+0.01));
        //测试减法
        System.out.println("1.0-0.42="+BigDecimalArithUtil.sub(1.0,0.42));
        System.out.println("1.0-0.42="+(1.0-0.42));
        //测试乘法
        System.out.println("4.015*100="+BigDecimalArithUtil.mul(4.015,100));
        System.out.println("4.015*100="+(4.015*100));
        //测试除法
        System.out.println("123.3/100="+BigDecimalArithUtil.div(123.3,100));
        System.out.println("123.3/100="+(123.3/100));
    }

}

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3、注意点

• 上边的程序我用的是BigDecimal.valueOf(double x)来将double型的x封装成BigDecimal，查看源码如下：
  

      /**
       * 注意：这通常是将double和float转换为一个BigDecimal的最好方式
       */
      public static BigDecimal valueOf(double val) {
          return new BigDecimal(Double.toString(val));
      }

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  在这里直接先将double转换为了String，然后使用如下构造方法再将String转换为BigDecimal

   public BigDecimal(String val)

  这是最好的做法。如果使用的是直接将double或float转换为BigDecimal的方式，也就是说使用的如下构造器，那么将可能得不到精确结果。（看注释）

  

      /**
       * 注意：The results of this constructor can be somewhat unpredictable.
       * 该构造器的结果有时是不准确的
       */
      public BigDecimal(double val)

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• 在实际使用中还可能使用int和long来进行浮点数的精确计算（具体做法：将浮点数先乘以相应的倍数转化为int(<=9位十进制数)或long(<=18位十进制数)，计算之后再除以之前的倍数，得出结果），而且该种方式的性能会更高，具体的int、long和BigDecimal各自的使用看《Effective Java（第二版）》第48条。
• 需要指出的是，在实际开发中，BigDecimal的性能差的问题基本可以忽略，是浮点数精确计算的首选，而且根据上一条来看，如果将浮点数转化后的整数大于18位的话，也必须用BigDecimal