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BigDecimal 使用总结

code • 2022-4-26 • java • 阅读 84

BigDecimal 使用总结,第1张

BigDecimal 简介

我们知道，双精度浮点型变量 double 最多可以处理 16 位有效数，但在实际应用中，可能需要对更大或者更小的数进行运算和处理。于是，便诞生了 BigDecimal 类型。Java 在 java.math 包中提供的 API 类 BigDecimal，专门用来对超过 16 位有效位的数进行精确的运算。

一般情况下，对于那些不需要准确计算精度的数字，我们可以直接使用 float 或 double处理，但是Double.valueOf(String) 和 Float.valueOf(String) 会丢失精度。所以开发中，如果我们需要对超过16位有效位的数字计算的精确结果，则必须使用 BigDecimal 类来 *** 作。

关于 Double.valueOf(String) 和 Float.valueOf(String) 会丢失精度的问题如下：

package jx.BigDecimal;

/**
 * @ClassName: jx.BigDecimal.BigDecimalTest
 * @Author: jiaoxian
 * @Date: 2022/4/24 09:58
 * @Description:
 */
public class BigDecimalTest {

    public static void main(String[] args) {
        handle8();
        handle16();
        handle20();
    }

    public static void handle8() {
        String str = "0.12345678";
        Double doubleStr = Double.valueOf(str);
        System.out.println(doubleStr);
        Float floatStr = Float.valueOf(str);
        System.out.println(floatStr);
    }

    public static void handle16() {
        String str = "0.1234567898765432";
        Double doubleStr = Double.valueOf(str);
        System.out.println(doubleStr);
        Float floatStr = Float.valueOf(str);
        System.out.println(floatStr);
    }

    public static void handle20() {
        String str = "0.12345678987654329999";
        Double doubleStr = Double.valueOf(str);
        System.out.println(doubleStr);
        Float floatStr = Float.valueOf(str);
        System.out.println(floatStr);
    }

}

可以看到，当有效位数小于等于 8 的时候，Double 和 Float 都不会丢失精度，大于 8 小于等于 16 时，Float 会丢失精度，大于 16 时，Double 和 Float 都会丢失精度，至于为什么 Float 只有 8 位有效位的情况，后期会出一期关于这方面的文章再讲一下。

因为 BigDecimal 所创建的是对象，所以我们不能使用传统的 +、-、*、/ 等算术运算符直接对其对象进行数学运算，而必须调用其相对应的方法。方法中的参数也必须是 BigDecimal 的对象。构造器是类的特殊方法，专门用来创建对象，特别是带有参数的对象。

BigDecimal 常用构造函数 常用构造函数

  • BigDecimal(int)：创建一个具有参数所指定整数值的对象

  • BigDecimal(double)：创建一个具有参数所指定双精度值的对象

  • BigDecimal(long)：创建一个具有参数所指定长整数值的对象

  • BigDecimal(String)：创建一个具有参数所指定以字符串表示的数值的对象

代码示例：

public static void createBigDecimal() {
    BigDecimal intBigDecimal = new BigDecimal(1);
    BigDecimal longBigDecimal = new BigDecimal(1L);
    BigDecimal strBigDecimal = new BigDecimal("0.1");
    BigDecimal doubleBigDecimal = new BigDecimal(0.1d);
    System.out.println(intBigDecimal);
    System.out.println(longBigDecimal);
    System.out.println(strBigDecimal);
    System.out.println(doubleBigDecimal);
}

可以看到，使用 BigDecimal(double) 去创建双精度值对象时，实际值并不是预期的 0.1，这是因为：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）。

如阿里巴巴代码规范所言，禁止将 double 值转化为 BigDecimal 对象。所以日常使用中需要注意，如果确需将 double 转化为 BigDecimal，那么正确的做法应该是先将 double 类型转化为 String 类型，再使用 BigDecimal(String) 方法去创建 BigDecimal 对象。

BigDecimal 常用方法详解 常用方法

  • add(BigDecimal)：BigDecimal 对象中的值相加，返回 BigDecimal 对象

  • subtract(BigDecimal)：BigDecimal 对象中的值相减，返回 BigDecimal 对象

  • multiply(BigDecimal)：BigDecimal 对象中的值相乘，返回 BigDecimal 对象

  • divide(BigDecimal)：BigDecimal 对象中的值相除，返回 BigDecimal 对象

  • toString()：将 BigDecimal 对象中的值转换成字符串

  • doubleValue()：将 BigDecimal 对象中的值转换成双精度数

  • floatValue()：将 BigDecimal 对象中的值转换成单精度数

  • longValue()：将 BigDecimal 对象中的值转换成长整数

  • intValue()：将 BigDecimal 对象中的值转换成整数

代码示例：

private static void bigDecimalMethod() {
    BigDecimal bigDecimal1 = new BigDecimal("800");
    BigDecimal bigDecimal2 = new BigDecimal("123");
    BigDecimal addResult = bigDecimal1.add(bigDecimal2);
    BigDecimal subtractResult = bigDecimal1.subtract(bigDecimal2);
    BigDecimal multiplyResult = bigDecimal1.multiply(bigDecimal2);
    BigDecimal divideResult = bigDecimal1.divide(bigDecimal2);
    System.out.println(addResult);
    System.out.println(subtractResult);
    System.out.println(multiplyResult);
    System.out.println(divideResult);
}

需要注意的是，使用 divide(BigDecimal) 方法时，如果最终的结果会是一个无限不循环小数，那么就需要设置精度。否则会报错：

public BigDecimal divide(BigDecimal divisor, int scale, int roundingMode);

该方法会有 3 个参数，divisor 表示除数，scale 表示最终结果保留几位小数，roundingMode 表示保留小数的原则，即四舍五入还是直接舍弃，一般情况下都是使用 BigDecimal.ROUND_HALF_UP 四舍五入的原则。如，我们对以上代码的 divide() 方法设置使用四舍五入的原则保留 6 位小数，那么最终计算结果就为：

BigDecimal 大小比较

Java 中对 BigDecimal 类型的值比较大小一般用的是 BigDecimal 的 compareTo 方法

private static void bigDecimalCompare() {
    BigDecimal bigDecimal1 = new BigDecimal("800");
    BigDecimal bigDecimal2 = new BigDecimal("123");
    BigDecimal bigDecimal3 = new BigDecimal("1000");
    BigDecimal bigDecimal4 = new BigDecimal("800");
    int equalResult = bigDecimal1.compareTo(bigDecimal4);
    int bigResult = bigDecimal1.compareTo(bigDecimal2);
    int smallResult = bigDecimal1.compareTo(bigDecimal3);
    System.out.println(equalResult);
    System.out.println(bigResult);
    System.out.println(smallResult);
}

BigDecimal格式化

由于 NumberFormat 类的 format() 方法可以使用 BigDecimal 对象作为其参数，可以利用 BigDecimal 对超出 16 位有效数字的货币值、百分值，以及一般数值进行格式化控制。

代码示例：

private static void bigDecimalFormat() {
    NumberFormat numberFormat1 = NumberFormat.getCurrencyInstance();
    NumberFormat numberFormat2 = NumberFormat.getPercentInstance();
    numberFormat2.setMaximumFractionDigits(4);
    BigDecimal bigDecimal1 = new BigDecimal("12345.6789");
    BigDecimal bigDecimal2 = new BigDecimal("0.0008");
    BigDecimal bigDecimal3 = bigDecimal1.multiply(bigDecimal2);
    System.out.println(numberFormat1.format(bigDecimal1));
    System.out.println(numberFormat2.format(bigDecimal2));
    System.out.println(numberFormat1.format(bigDecimal3));
}

BigDecimal 常见异常 使用 String 类型对 BigDecimal 进行初始化

Java 在 java.math 包中提供的 API 类 BigDecimal，用来对超过16位有效位的数进行精确的运算。在 BigDecimal 初始化时，禁止使用 double 类型的值传入构造器，因为会出现精度问题，而在当使用 String 类型的数据创建 BigDecimal 对象时，就不会出现精度问题。

public static BigDecimal valueOf(double val) {
    // Reminder: a zero double returns '0.0', so we cannot fastpath
    // to use the constant ZERO.  This might be important enough to
    // justify a factory approach, a cache, or a few private
    // constants, later.
    return new BigDecimal(Double.toString(val));
}

valueOf(double val) 的源码展示其实也是使用 String 类型的字符串进行的初始化，所以一般情况下建议使用 String 类型来创建 BigDecimal 对象。

在进行 BigDecimal 数值比较时不要使用 equals 进行比较

使用 equals 进行比较会比较值的大小和精度的大小，即 0.00 和 0.000 是不相等的，要使用compareTo() 来进行比较。

private static void bigDecimalCompare2() {
    BigDecimal bigDecimal1 = new BigDecimal("0.00");
    BigDecimal bigDecimal2 = new BigDecimal("0.000");
    System.out.println(bigDecimal1.equals(bigDecimal2));
    System.out.println(bigDecimal1.compareTo(bigDecimal2));
}

进行计算时需要保证参与计算的值不能为 null

在使用 BigDecimal 类型进行计算时，进行加、减、乘、除、比较大小时，一定要保证参与计算的两个值不能为空，否则会抛出 java.lang.NullPointerException 空指针异常。

使用 divide() 方法时小心无限循环小数以及除数不能为 0

public BigDecimal divide(BigDecimal divisor, int scale, int roundingMode);

该方法会有 3 个参数，divisor 表示除数，scale 表示最终结果保留几位小数，roundingMode 表示保留小数的原则，即四舍五入还是直接舍弃，一般情况下都是使用 BigDecimal.ROUND_HALF_UP 四舍五入的原则。

BigDecimal 转 String，科学计数法问题

将 BigDecimal 转换为 String，推荐使用 toPlainString()，而不是 toString()。

其实，BigDecimal 提供了 3 个转换为 String 的方法，分别为：

  1. toString()：某些场景下使用科学计数法

  2. toPlainString()：不使用任何计数法

  3. toEngineeringString()：某些场景下使用工程计数法

private static void bigDecimalToString() {
    BigDecimal bigDecimal1 = new BigDecimal("0.0000000000");
    String string1 = bigDecimal1.toString();
    String string2 = bigDecimal1.toPlainString();
    String string3 = bigDecimal1.toEngineeringString();
    System.out.println(string1);
    System.out.println(string2);
    System.out.println(string3);
}

还有个更为常用的场景：抹零，也容易踩坑，比如 98760.00，抹零之后预期的输出结果是98760：

private static void bigDecimalToString2() {
    BigDecimal bigDecimal1 = new BigDecimal("98760.0000");
    String string1 = bigDecimal1.stripTrailingZeros().toString();
    String string2 = bigDecimal1.stripTrailingZeros().toPlainString();
    System.out.println(string1);
    System.out.println(string2);
}

使用规范

尽量不要在项目中使用 new BigDecimal("0")，而是使用 BigDecimal 提供的常量BigDecimal.ZERO。

private static void bigDecimalConstant() {
    BigDecimal bigDecimal0 = BigDecimal.ZERO;
    BigDecimal bigDecimal1 = BigDecimal.ONE;
    BigDecimal bigDecimal10 = BigDecimal.TEN;
    System.out.println(bigDecimal0);
    System.out.println(bigDecimal1);
    System.out.println(bigDecimal10);
}

本文中涉及到的所有代码如下：

package jx.BigDecimal;

import java.math.BigDecimal;
import java.text.NumberFormat;

/**
 * @ClassName: jx.BigDecimal.BigDecimalTest
 * @Author: jiaoxian
 * @Date: 2022/4/24 09:58
 * @Description:
 */
public class BigDecimalTest {

    public static void main(String[] args) {
        handle8();
        handle16();
        handle20();
        createBigDecimal();
        bigDecimalMethod();
        bigDecimalCompare();
        bigDecimalFormat();
        bigDecimalCompare2();
        bigDecimalToString();
        bigDecimalToString2();
        bigDecimalConstant();
    }

    private static void bigDecimalConstant() {
        BigDecimal bigDecimal0 = BigDecimal.ZERO;
        BigDecimal bigDecimal1 = BigDecimal.ONE;
        BigDecimal bigDecimal10 = BigDecimal.TEN;
        System.out.println(bigDecimal0);
        System.out.println(bigDecimal1);
        System.out.println(bigDecimal10);
    }

    private static void bigDecimalToString2() {
        BigDecimal bigDecimal1 = new BigDecimal("98760.0000");
        String string1 = bigDecimal1.stripTrailingZeros().toString();
        String string2 = bigDecimal1.stripTrailingZeros().toPlainString();
        System.out.println(string1);
        System.out.println(string2);
    }

    private static void bigDecimalToString() {
        BigDecimal bigDecimal1 = new BigDecimal("0.0000000000");
        String string1 = bigDecimal1.toString();
        String string2 = bigDecimal1.toPlainString();
        String string3 = bigDecimal1.toEngineeringString();
        System.out.println(string1);
        System.out.println(string2);
        System.out.println(string3);
    }

    private static void bigDecimalCompare2() {
        BigDecimal bigDecimal1 = new BigDecimal("0.00");
        BigDecimal bigDecimal2 = new BigDecimal("0.000");
        System.out.println(bigDecimal1.equals(bigDecimal2));
        System.out.println(bigDecimal1.compareTo(bigDecimal2));
    }

    private static void bigDecimalFormat() {
        NumberFormat numberFormat1 = NumberFormat.getCurrencyInstance();
        NumberFormat numberFormat2 = NumberFormat.getPercentInstance();
        numberFormat2.setMaximumFractionDigits(4);
        BigDecimal bigDecimal1 = new BigDecimal("12345.6789");
        BigDecimal bigDecimal2 = new BigDecimal("0.0008");
        BigDecimal bigDecimal3 = bigDecimal1.multiply(bigDecimal2);
        System.out.println(numberFormat1.format(bigDecimal1));
        System.out.println(numberFormat2.format(bigDecimal2));
        System.out.println(numberFormat1.format(bigDecimal3));
    }

    private static void bigDecimalCompare() {
        BigDecimal bigDecimal1 = new BigDecimal("800");
        BigDecimal bigDecimal2 = new BigDecimal("123");
        BigDecimal bigDecimal3 = new BigDecimal("1000");
        BigDecimal bigDecimal4 = new BigDecimal("800");
        int equalResult = bigDecimal1.compareTo(bigDecimal4);
        int bigResult = bigDecimal1.compareTo(bigDecimal2);
        int smallResult = bigDecimal1.compareTo(bigDecimal3);
        System.out.println(equalResult);
        System.out.println(bigResult);
        System.out.println(smallResult);
    }

    private static void bigDecimalMethod() {
        BigDecimal bigDecimal1 = new BigDecimal("800");
        BigDecimal bigDecimal2 = new BigDecimal("123");
        BigDecimal addResult = bigDecimal1.add(bigDecimal2);
        BigDecimal subtractResult = bigDecimal1.subtract(bigDecimal2);
        BigDecimal multiplyResult = bigDecimal1.multiply(bigDecimal2);
        BigDecimal divideResult = bigDecimal1.divide(bigDecimal2, 6, BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
        System.out.println(addResult);
        System.out.println(subtractResult);
        System.out.println(multiplyResult);
        System.out.println(divideResult);
    }

    public static void createBigDecimal() {
        BigDecimal intBigDecimal = new BigDecimal(1);
        BigDecimal longBigDecimal = new BigDecimal(1L);
        BigDecimal strBigDecimal = new BigDecimal("0.1");
        BigDecimal doubleBigDecimal = new BigDecimal(0.1d);
        System.out.println(intBigDecimal);
        System.out.println(longBigDecimal);
        System.out.println(strBigDecimal);
        System.out.println(doubleBigDecimal);
    }

    public static void handle8() {
        String str = "0.12345678";
        Double doubleStr = Double.valueOf(str);
        System.out.println(doubleStr);
        Float floatStr = Float.valueOf(str);
        System.out.println(floatStr);
    }

    public static void handle16() {
        String str = "0.1234567898765432";
        Double doubleStr = Double.valueOf(str);
        System.out.println(doubleStr);
        Float floatStr = Float.valueOf(str);
        System.out.println(floatStr);
    }

    public static void handle20() {
        String str = "0.12345678987654329999";
        Double doubleStr = Double.valueOf(str);
        System.out.println(doubleStr);
        Float floatStr = Float.valueOf(str);
        System.out.println(floatStr);
    }

}

 本文参考自：BigDecimal踩坑总结 - 掘金

欢迎分享，转载请注明来源：内存溢出

原文地址: http://outofmemory.cn/langs/728816.html

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