引言

float和double類型的主要設(shè)計(jì)目標(biāo)是為了科學(xué)計(jì)算和工程計(jì)算。他們執(zhí)行二進(jìn)制浮點(diǎn)運(yùn)算，這是為了在廣域數(shù)值范圍上提供較為精確的快速近似計(jì)算而精心設(shè)計(jì)的。然而，它們沒有提供完全精確的結(jié)果，所以不應(yīng)該被用于要求精確結(jié)果的場(chǎng)合。但是，商業(yè)計(jì)算往往要求結(jié)果精確，這時(shí)候BigDecimal就派上大用場(chǎng)啦。

先看下面代碼

public static void main(String[] args)
    {
        System.out.println(0.2 + 0.1);
        System.out.println(0.3 - 0.1);
        System.out.println(0.2 * 0.1);
        System.out.println(0.3 / 0.1);
    }

運(yùn)行結(jié)果如下

你認(rèn)為你看錯(cuò)了，但結(jié)果卻是是這樣的。問題在哪里呢？原因在于我們的計(jì)算機(jī)是二進(jìn)制的。浮點(diǎn)數(shù)沒有辦法是用二進(jìn)制進(jìn)行精確表示。我們的CPU表示浮點(diǎn)數(shù)由兩個(gè)部分組成：指數(shù)和尾數(shù)，這樣的表示方法一般都會(huì)失去一定的精確度，有些浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算也會(huì)產(chǎn)生一定的誤差。如：2.4的二進(jìn)制表示并非就是精確的2.4。反而最為接近的二進(jìn)制表示是2.3999999999999999。浮點(diǎn)數(shù)的值實(shí)際上是由一個(gè)特定的數(shù)學(xué)公式計(jì)算得到的。

其實(shí)java的float只能用來進(jìn)行科學(xué)計(jì)算或工程計(jì)算，在大多數(shù)的商業(yè)計(jì)算中，一般采用java.math.BigDecimal類來進(jìn)行精確計(jì)算。

BigDecimal構(gòu)造方法

• 1.public BigDecimal(double val) 將double表示形式轉(zhuǎn)換為BigDecimal *不建議使用
• 2.public BigDecimal(int val)　　將int表示形式轉(zhuǎn)換成BigDecimal
• 3.public BigDecimal(String val)　　將String表示形式轉(zhuǎn)換成BigDecimal

為什么不建議采用第一種構(gòu)造方法呢？來看例子

public static void main(String[] args)
    {
        BigDecimal bigDecimal = new BigDecimal(2);
        BigDecimal bDouble = new BigDecimal(2.3);
        BigDecimal bString = new BigDecimal("2.3");
        System.out.println("bigDecimal=" + bigDecimal);
        System.out.println("bDouble=" + bDouble);
        System.out.println("bString=" + bString);
    }

運(yùn)行結(jié)果如下

為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況呢？

JDK的描述：

1、參數(shù)類型為double的構(gòu)造方法的結(jié)果有一定的不可預(yù)知性。有人可能認(rèn)為在Java中寫入newBigDecimal(0.1)所創(chuàng)建的BigDecimal正好等于 0.1（非標(biāo)度值 1，其標(biāo)度為 1），但是它實(shí)際上等于0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625。這是因?yàn)?.1無法準(zhǔn)確地表示為 double（或者說對(duì)于該情況，不能表示為任何有限長度的二進(jìn)制小數(shù)）。這樣，傳入到構(gòu)造方法的值不會(huì)正好等于 0.1（雖然表面上等于該值）。

2、另一方面，String 構(gòu)造方法是完全可預(yù)知的：寫入 newBigDecimal("0.1") 將創(chuàng)建一個(gè) BigDecimal，它正好等于預(yù)期的 0.1。因此，比較而言，通常建議優(yōu)先使用String構(gòu)造方法。

當(dāng)double必須用作BigDecimal的源時(shí)，請(qǐng)使用Double.toString(double)轉(zhuǎn)成String，然后使用String構(gòu)造方法，或使用BigDecimal的靜態(tài)方法valueOf，如下

public static void main(String[] args)
    {
        BigDecimal bDouble1 = BigDecimal.valueOf(2.3);
        BigDecimal bDouble2 = new BigDecimal(Double.toString(2.3));

        System.out.println("bDouble1=" + bDouble1);
        System.out.println("bDouble2=" + bDouble2);
        
    }

結(jié)果如下

BigDecimal加減乘除運(yùn)算

對(duì)于常用的加，減，乘，除，BigDecimal類提供了相應(yīng)的成員方法。

public BigDecimal add(BigDecimal value);                        //加法

public BigDecimal subtract(BigDecimal value);                   //減法 

public BigDecimal multiply(BigDecimal value);                   //乘法

public BigDecimal divide(BigDecimal value);                     //除法

大概的用法如下

public static void main(String[] args)
    {
        BigDecimal a = new BigDecimal("4.5");
        BigDecimal b = new BigDecimal("1.5");

        System.out.println("a + b =" + a.add(b));
        System.out.println("a - b =" + a.subtract(b));
        System.out.println("a * b =" + a.multiply(b));
        System.out.println("a / b =" + a.divide(b));
    }

運(yùn)行結(jié)果

這里有一點(diǎn)需要注意的是除法運(yùn)算divide.

BigDecimal除法可能出現(xiàn)不能整除的情況，比如 4.5/1.3，這時(shí)會(huì)報(bào)錯(cuò)java.lang.ArithmeticException: Non-terminating decimal expansion; no exact representable decimal result.

其實(shí)divide方法有可以傳三個(gè)參數(shù)

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

第一參數(shù)表示除數(shù)， 第二個(gè)參數(shù)表示小數(shù)點(diǎn)后保留位數(shù)，

第三個(gè)參數(shù)表示舍入模式，只有在作除法運(yùn)算或四舍五入時(shí)才用到舍入模式，有下面這幾種

ROUND_CEILING    //向正無窮方向舍入

ROUND_DOWN    //向零方向舍入

ROUND_FLOOR    //向負(fù)無窮方向舍入

ROUND_HALF_DOWN    //向（距離）最近的一邊舍入，除非兩邊（的距離）是相等,如果是這樣，向下舍入, 例如1.55 保留一位小數(shù)結(jié)果為1.5

ROUND_HALF_EVEN    //向（距離）最近的一邊舍入，除非兩邊（的距離）是相等,如果是這樣，如果保留位數(shù)是奇數(shù)，使用ROUND_HALF_UP，如果是偶數(shù)，使用ROUND_HALF_DOWN

ROUND_HALF_UP    //向（距離）最近的一邊舍入，除非兩邊（的距離）是相等,如果是這樣，向上舍入, 1.55保留一位小數(shù)結(jié)果為1.6

ROUND_UNNECESSARY    //計(jì)算結(jié)果是精確的，不需要舍入模式

ROUND_UP    //向遠(yuǎn)離0的方向舍入

按照各自的需要，可傳入合適的第三個(gè)參數(shù)。四舍五入采用ROUND_HALF_UP

需要對(duì)BigDecimal進(jìn)行截?cái)嗪退纳嵛迦肟捎胹etScale方法，例：

public static void main(String[] args)
    {
        BigDecimal a = new BigDecimal("4.5635");

        a = a.setScale(3, RoundingMode.HALF_UP);    //保留3位小數(shù)，且四舍五入
        System.out.println(a);
    }

減乘除其實(shí)最終都返回的是一個(gè)新的BigDecimal對(duì)象，因?yàn)锽igInteger與BigDecimal都是不可變的（immutable）的，在進(jìn)行每一步運(yùn)算時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)新的對(duì)象?

public static void main(String[] args)
    {
        BigDecimal a = new BigDecimal("4.5");
        BigDecimal b = new BigDecimal("1.5");
        a.add(b);

        System.out.println(a);  //輸出4.5. 加減乘除方法會(huì)返回一個(gè)新的BigDecimal對(duì)象，原來的a不變


    }

總結(jié)

• (1)商業(yè)計(jì)算使用BigDecimal。
• (2)盡量使用參數(shù)類型為String的構(gòu)造函數(shù)。
• (3)BigDecimal都是不可變的（immutable）的，在進(jìn)行每一步運(yùn)算時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)新的對(duì)象，所以在做加減乘除運(yùn)算時(shí)千萬要保存操作后的值。
• (4)我們往往容易忽略JDK底層的一些實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，導(dǎo)致出現(xiàn)錯(cuò)誤，需要多加注意。

到此這篇關(guān)于Java精確計(jì)算BigDecimal類詳解的文章就介紹到這了。希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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