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淺談java中BigDecimal類的簡單用法

 更新時間:2020年07月14日 17:09:55   作者:LanceToBigData  
這篇文章主要介紹了淺談java中BigDecimal類的簡單用法,在開發(fā)時,如果我們需要精確計算的結果,必須使用BigDecimal類來操作。感興趣的話可以了解一下

一、BigDecimal概述

​ Java在java.math包中提供的API類BigDecimal,用來對超過16位有效位的數進行精確的運算。雙精度浮點型變量double可以處理16位有效數,但在實際應用中,可能需要對更大或者更小的數進行運算和處理。一般情況下,對于那些不需要準確計算精度的數字,我們可以直接使用Float和Double處理,但是Double.valueOf(String) 和Float.valueOf(String)會丟失精度。所以開發(fā)中,如果我們需要精確計算的結果,則必須使用BigDecimal類來操作。

​ BigDecimal所創(chuàng)建的是對象,故我們不能使用傳統(tǒng)的+、-、*、/等算術運算符直接對其對象進行數學運算,而必須調用其相對應的方法。方法中的參數也必須是BigDecimal的對象。構造器是類的特殊方法,專門用來創(chuàng)建對象,特別是帶有參數的對象。

二、BigDecimal常用構造函數

2.1、常用構造函數

1.BigDecimal(int)
   創(chuàng)建一個具有參數所指定整數值的對象

2.BigDecimal(double)
   創(chuàng)建一個具有參數所指定雙精度值的對象

3.BigDecimal(long)
   創(chuàng)建一個具有參數所指定長整數值的對象

4.BigDecimal(String)
   創(chuàng)建一個具有參數所指定以字符串表示的數值的對象

2.2、使用問題分析

使用示例:

BigDecimal a =new BigDecimal(0.1);
 System.out.println("a values is:"+a);
 System.out.println("=====================");
 BigDecimal b =new BigDecimal("0.1");
 System.out.println("b values is:"+b);

結果示例:

a values is:0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625
=====================
b values is:0.1

原因分析:

1)參數類型為double的構造方法的結果有一定的不可預知性。有人可能認為在Java中寫入newBigDecimal(0.1)所創(chuàng)建的BigDecimal正好等于 0.1(非標度值 1,其標度為 1),但是它實際上等于0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625。這是因為0.1無法準確地表示為 double(或者說對于該情況,不能表示為任何有限長度的二進制小數)。這樣,傳入到構造方法的值不會正好等于 0.1(雖然表面上等于該值)。

2)String 構造方法是完全可預知的:寫入 newBigDecimal(“0.1”) 將創(chuàng)建一個 BigDecimal,它正好等于預期的 0.1。因此,比較而言, 通常建議優(yōu)先使用String構造方法。

3)當double必須用作BigDecimal的源時,請注意,此構造方法提供了一個準確轉換;它不提供與以下操作相同的結果:先使用Double.toString(double)方法,然后使用BigDecimal(String)構造方法,將double轉換為String。要獲取該結果,請使用static valueOf(double)方法。

三、BigDecimal常用方法詳解

3.1、常用方法

1、add(BigDecimal)
BigDecimal對象中的值相加,返回BigDecimal對象

2、subtract(BigDecimal)
BigDecimal對象中的值相減,返回BigDecimal對象

3、multiply(BigDecimal)
BigDecimal對象中的值相乘,返回BigDecimal對象

4、divide(BigDecimal)
BigDecimal對象中的值相除,返回BigDecimal對象

5、toString()
將BigDecimal對象中的值轉換成字符串

6、doubleValue()
將BigDecimal對象中的值轉換成雙精度數

7、floatValue()
將BigDecimal對象中的值轉換成單精度數

8、longValue()
將BigDecimal對象中的值轉換成長整數

9、intValue()
將BigDecimal對象中的值轉換成整數

3.2、BigDecimal大小比較

java中對BigDecimal比較大小一般用的是bigdemical的compareTo方法

int a = bigdemical.compareTo(bigdemical2)

返回結果分析:

a = -1,表示bigdemical小于bigdemical2;
a = 0,表示bigdemical等于bigdemical2;
a = 1,表示bigdemical大于bigdemical2;

舉例:a大于等于b

new bigdemica(a).compareTo(new bigdemical(b)) >= 0

四、BigDecimal格式化

由于NumberFormat類的format()方法可以使用BigDecimal對象作為其參數,可以利用BigDecimal對超出16位有效數字的貨幣值,百分值,以及一般數值進行格式化控制。

以利用BigDecimal對貨幣和百分比格式化為例。首先,創(chuàng)建BigDecimal對象,進行BigDecimal的算術運算后,分別建立對貨幣和百分比格式化的引用,最后利用BigDecimal對象作為format()方法的參數,輸出其格式化的貨幣值和百分比。

 NumberFormat currency = NumberFormat.getCurrencyInstance(); //建立貨幣格式化引用 
 NumberFormat percent = NumberFormat.getPercentInstance(); //建立百分比格式化引用 
 percent.setMaximumFractionDigits(3); //百分比小數點最多3位 
 
 BigDecimal loanAmount = new BigDecimal("15000.48"); //貸款金額
 BigDecimal interestRate = new BigDecimal("0.008"); //利率 
 BigDecimal interest = loanAmount.multiply(interestRate); //相乘
 
 System.out.println("貸款金額:\t" + currency.format(loanAmount)); 
 System.out.println("利率:\t" + percent.format(interestRate)); 
 System.out.println("利息:\t" + currency.format(interest)); 

結果:

貸款金額: ¥15,000.48 利率: 0.8% 利息: ¥120.00

BigDecimal格式化保留2為小數,不足則補0:

public class NumberFormat {
 
 public static void main(String[] s){
 System.out.println(formatToNumber(new BigDecimal("3.435")));
 System.out.println(formatToNumber(new BigDecimal(0)));
 System.out.println(formatToNumber(new BigDecimal("0.00")));
 System.out.println(formatToNumber(new BigDecimal("0.001")));
 System.out.println(formatToNumber(new BigDecimal("0.006")));
 System.out.println(formatToNumber(new BigDecimal("0.206")));
 }
 /**
 * @desc 1.0~1之間的BigDecimal小數,格式化后失去前面的0,則前面直接加上0。
 * 2.傳入的參數等于0,則直接返回字符串"0.00"
 * 3.大于1的小數,直接格式化返回字符串
 * @param obj傳入的小數
 * @return
 */
 public static String formatToNumber(BigDecimal obj) {
 DecimalFormat df = new DecimalFormat("#.00");
 if(obj.compareTo(BigDecimal.ZERO)==0) {
 return "0.00";
 }else if(obj.compareTo(BigDecimal.ZERO)>0&&obj.compareTo(new BigDecimal(1))<0){
 return "0"+df.format(obj).toString();
 }else {
 return df.format(obj).toString();
 }
 }
}

結果為:

3.44
0.00
0.00
0.00
0.01
0.21

五、BigDecimal常見異常

5.1、除法的時候出現異常

java.lang.ArithmeticException: Non-terminating decimal expansion; no exact representable decimal result

原因分析:

​ 通過BigDecimal的divide方法進行除法時當不整除,出現無限循環(huán)小數時,就會拋異常:java.lang.ArithmeticException: Non-terminating decimal expansion; no exact representable decimal result.

解決方法:

​ divide方法設置精確的小數點,如:divide(xxxxx,2)

六、BigDecimal總結

6.1、總結

在需要精確的小數計算時再使用BigDecimal,BigDecimal的性能比double和float差,在處理龐大,復雜的運算時尤為明顯。故一般精度的計算沒必要使用BigDecimal。
盡量使用參數類型為String的構造函數。
BigDecimal都是不可變的(immutable)的, 在進行每一次四則運算時,都會產生一個新的對象 ,所以在做加減乘除運算時要記得要保存操作后的值。

6.2、工具類推薦

package com.vivo.ars.util;
import java.math.BigDecimal;

/**
 * 用于高精確處理常用的數學運算
 */
public class ArithmeticUtils {
 //默認除法運算精度
 private static final int DEF_DIV_SCALE = 10;

 /**
 * 提供精確的加法運算
 *
 * @param v1 被加數
 * @param v2 加數
 * @return 兩個參數的和
 */

 public static double add(double v1, double v2) {
 BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));
 BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));
 return b1.add(b2).doubleValue();
 }

 /**
 * 提供精確的加法運算
 *
 * @param v1 被加數
 * @param v2 加數
 * @return 兩個參數的和
 */
 public static BigDecimal add(String v1, String v2) {
 BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
 BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
 return b1.add(b2);
 }

 /**
 * 提供精確的加法運算
 *
 * @param v1 被加數
 * @param v2 加數
 * @param scale 保留scale 位小數
 * @return 兩個參數的和
 */
 public static String add(String v1, String v2, int scale) {
 if (scale < 0) {
 throw new IllegalArgumentException(
 "The scale must be a positive integer or zero");
 }
 BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
 BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
 return b1.add(b2).setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();
 }

 /**
 * 提供精確的減法運算
 *
 * @param v1 被減數
 * @param v2 減數
 * @return 兩個參數的差
 */
 public static double sub(double v1, double v2) {
 BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));
 BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));
 return b1.subtract(b2).doubleValue();
 }

 /**
 * 提供精確的減法運算。
 *
 * @param v1 被減數
 * @param v2 減數
 * @return 兩個參數的差
 */
 public static BigDecimal sub(String v1, String v2) {
 BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
 BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
 return b1.subtract(b2);
 }

 /**
 * 提供精確的減法運算
 *
 * @param v1 被減數
 * @param v2 減數
 * @param scale 保留scale 位小數
 * @return 兩個參數的差
 */
 public static String sub(String v1, String v2, int scale) {
 if (scale < 0) {
 throw new IllegalArgumentException(
 "The scale must be a positive integer or zero");
 }
 BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
 BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
 return b1.subtract(b2).setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();
 }

 /**
 * 提供精確的乘法運算
 *
 * @param v1 被乘數
 * @param v2 乘數
 * @return 兩個參數的積
 */
 public static double mul(double v1, double v2) {
 BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));
 BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));
 return b1.multiply(b2).doubleValue();
 }

 /**
 * 提供精確的乘法運算
 *
 * @param v1 被乘數
 * @param v2 乘數
 * @return 兩個參數的積
 */
 public static BigDecimal mul(String v1, String v2) {
 BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
 BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
 return b1.multiply(b2);
 }

 /**
 * 提供精確的乘法運算
 *
 * @param v1 被乘數
 * @param v2 乘數
 * @param scale 保留scale 位小數
 * @return 兩個參數的積
 */
 public static double mul(double v1, double v2, int scale) {
 BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));
 BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));
 return round(b1.multiply(b2).doubleValue(), scale);
 }

 /**
 * 提供精確的乘法運算
 *
 * @param v1 被乘數
 * @param v2 乘數
 * @param scale 保留scale 位小數
 * @return 兩個參數的積
 */
 public static String mul(String v1, String v2, int scale) {
 if (scale < 0) {
 throw new IllegalArgumentException(
 "The scale must be a positive integer or zero");
 }
 BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
 BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
 return b1.multiply(b2).setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();
 }

 /**
 * 提供(相對)精確的除法運算,當發(fā)生除不盡的情況時,精確到
 * 小數點以后10位,以后的數字四舍五入
 *
 * @param v1 被除數
 * @param v2 除數
 * @return 兩個參數的商
 */

 public static double div(double v1, double v2) {
 return div(v1, v2, DEF_DIV_SCALE);
 }

 /**
 * 提供(相對)精確的除法運算。當發(fā)生除不盡的情況時,由scale參數指
 * 定精度,以后的數字四舍五入
 *
 * @param v1 被除數
 * @param v2 除數
 * @param scale 表示表示需要精確到小數點以后幾位。
 * @return 兩個參數的商
 */
 public static double div(double v1, double v2, int scale) {
 if (scale < 0) {
 throw new IllegalArgumentException("The scale must be a positive integer or zero");
 }
 BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));
 BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));
 return b1.divide(b2, scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue();
 }

 /**
 * 提供(相對)精確的除法運算。當發(fā)生除不盡的情況時,由scale參數指
 * 定精度,以后的數字四舍五入
 *
 * @param v1 被除數
 * @param v2 除數
 * @param scale 表示需要精確到小數點以后幾位
 * @return 兩個參數的商
 */
 public static String div(String v1, String v2, int scale) {
 if (scale < 0) {
 throw new IllegalArgumentException("The scale must be a positive integer or zero");
 }
 BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
 BigDecimal b2 = new BigDecimal(v1);
 return b1.divide(b2, scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();
 }

 /**
 * 提供精確的小數位四舍五入處理
 *
 * @param v 需要四舍五入的數字
 * @param scale 小數點后保留幾位
 * @return 四舍五入后的結果
 */
 public static double round(double v, int scale) {
 if (scale < 0) {
 throw new IllegalArgumentException("The scale must be a positive integer or zero");
 }
 BigDecimal b = new BigDecimal(Double.toString(v));
 return b.setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue();
 }

 /**
 * 提供精確的小數位四舍五入處理
 *
 * @param v 需要四舍五入的數字
 * @param scale 小數點后保留幾位
 * @return 四舍五入后的結果
 */
 public static String round(String v, int scale) {
 if (scale < 0) {
 throw new IllegalArgumentException(
 "The scale must be a positive integer or zero");
 }
 BigDecimal b = new BigDecimal(v);
 return b.setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();
 }

 /**
 * 取余數
 *
 * @param v1 被除數
 * @param v2 除數
 * @param scale 小數點后保留幾位
 * @return 余數
 */
 public static String remainder(String v1, String v2, int scale) {
 if (scale < 0) {
 throw new IllegalArgumentException(
 "The scale must be a positive integer or zero");
 }
 BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
 BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
 return b1.remainder(b2).setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();
 }

 /**
 * 取余數 BigDecimal
 *
 * @param v1 被除數
 * @param v2 除數
 * @param scale 小數點后保留幾位
 * @return 余數
 */
 public static BigDecimal remainder(BigDecimal v1, BigDecimal v2, int scale) {
 if (scale < 0) {
 throw new IllegalArgumentException(
 "The scale must be a positive integer or zero");
 }
 return v1.remainder(v2).setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
 }

 /**
 * 比較大小
 *
 * @param v1 被比較數
 * @param v2 比較數
 * @return 如果v1 大于v2 則 返回true 否則false
 */
 public static boolean compare(String v1, String v2) {
 BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
 BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
 int bj = b1.compareTo(b2);
 boolean res;
 if (bj > 0)
 res = true;
 else
 res = false;
 return res;
 }
}

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