詳解java中BigDecimal精度問題
一、背景
在實際開發(fā)中，對于 不需要任何準(zhǔn)確計算精度的屬性可以直接使用float或double，但是如果需要精確計算結(jié)果，則必須使用BigDecimal，例如價格、質(zhì)量。
為什么這么說，主要有兩點
1、double計算會有精度丟失問題
2、在除法運算時，BigDecimal提供了豐富的取舍規(guī)則。(double雖然可以通過NumberFormat進(jìn)行四舍五入，但是NumberFormat是線程不安全的)
對于精度問題我們可以看下實際的例子
public static void main(String[] args) {
//正常 3.3
System.out.println("加法結(jié)果："+(1.1+2.2));
//正常 -7.9
System.out.println("減法結(jié)果："+(2.2-10.1));
//正常 2.42
System.out.println("乘法結(jié)果："+(1.1*2.2));
//正常 0.44
System.out.println("除法結(jié)果："+(4.4/10));
}
實際控制臺輸出
為什么會這樣
在于我們的計算機(jī)是二進(jìn)制的。浮點數(shù)沒有辦法是用二進(jìn)制進(jìn)行精確表示。我們的CPU表示浮點數(shù)由兩個部分組成：指數(shù)和尾數(shù)，這樣的表示方法一般都會
失去一定的精確度，有些浮點數(shù)運算也會產(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。
浮點數(shù)的值實際上是由一個特定的數(shù)學(xué)公式計算得到的。
二、BigDecimal構(gòu)造函數(shù)
1、四種構(gòu)造函數(shù)
BigDecimal(int) //創(chuàng)建一個具有參數(shù)所指定整數(shù)值的對象。 BigDecimal(double) //創(chuàng)建一個具有參數(shù)所指定雙精度值的對象。 BigDecimal(long) //創(chuàng)建一個具有參數(shù)所指定長整數(shù)值的對象。 BigDecimal(String) //創(chuàng)建一個具有參數(shù)所指定以字符串表示的數(shù)值的對象。
這幾個都是常用的構(gòu)造器，他們返回的對象都是BigDecimal對象。換而言之，將BigDecimal對象轉(zhuǎn)換為其他類型的對象，我們通過以下幾種。
toString() //將BigDecimal對象的數(shù)值轉(zhuǎn)換成字符串。 doubleValue() //將BigDecimal對象中的值以雙精度數(shù)返回。 floatValue() //將BigDecimal對象中的值以單精度數(shù)返回。 longValue() //將BigDecimal對象中的值以長整數(shù)返回。 intValue() //將BigDecimal對象中的值以整數(shù)返回。
這里需要非常注意BigDecimal(double)的構(gòu)造函數(shù)，也是會存在精度丟失的問題,其它的不會，這里也可以舉例說明
public static void main(String[] args) {
BigDecimal intDecimal = new BigDecimal(10);
BigDecimal doubleDecimal = new BigDecimal(4.3);
BigDecimal longDecimal = new BigDecimal(10L);
BigDecimal stringDecimal = new BigDecimal("4.3");
System.out.println("intDecimal=" + intDecimal);
System.out.println("doubleDecimal=" + doubleDecimal);
System.out.println("longDecimal=" + longDecimal);
System.out.println("stringDecimal=" + stringDecimal);
}
控制臺實際輸出
從圖中很明顯可以看出，對于double的構(gòu)造函數(shù)是會存在精度丟失的可能的。
2、為什么會出現(xiàn)這種情況
這個在new BigDecimal(double)類型的構(gòu)造函數(shù)上的注解有解釋說明。
這個構(gòu)造函數(shù)的結(jié)果可能有些不可預(yù)測。 可以假設(shè)在Java中寫入new BigDecimal(0.1)創(chuàng)建一個BigDecimal ，它完全等于0.1（非標(biāo)尺值為1，比例為1），但實際上等于
0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625。 這是因為0.1不能像double （或者作為任何有限長度的二進(jìn)制分?jǐn)?shù)）精確地表示。
因此，正在被傳遞給構(gòu)造的值不是正好等于0.1。
3、如何解決
有兩種常用的解決辦法。
1、是將double 通過Double.toString(double)先轉(zhuǎn)為String，然后放入BigDecimal的String構(gòu)造函數(shù)中。
2、不通過BigDecimal的構(gòu)造函數(shù)，而是通過它的靜態(tài)方法BigDecimal.valueOf(double),也同樣不會丟失精度。
示例
public static void main(String[] args) {
String string = Double.toString(4.3);
BigDecimal stringBigDecimal = new BigDecimal(string);
BigDecimal bigDecimal = BigDecimal.valueOf(4.3);
System.out.println("stringBigDecimal = " + stringBigDecimal);
System.out.println("bigDecimal = " + bigDecimal);
}
運行結(jié)果
這樣也能保證，對與double而言，轉(zhuǎn)BigDecimal不會出現(xiàn)精度丟失的情況。
三、常用方法
1、常用方法
示例
public static void main(String[] args) {
BigDecimal a = new BigDecimal("4.5");
BigDecimal b = new BigDecimal("1.5");
BigDecimal c = new BigDecimal("-10.5");
BigDecimal add_result = a.add(b);
BigDecimal subtract_result = a.subtract(b);
BigDecimal multiply_result = a.multiply(b);
BigDecimal divide_result = a.divide(b);
BigDecimal remainder_result = a.remainder(b);
BigDecimal max_result = a.max(b);
BigDecimal min_result = a.min(b);
BigDecimal abs_result = c.abs();
BigDecimal negate_result = a.negate();
System.out.println("4.5+1.5=" + add_result);
System.out.println("4.5-1.5=" + subtract_result);
System.out.println("4.5*1.5=" + multiply_result);
System.out.println("4.5/1.5=" + divide_result);
System.out.println("4.5/1.5余數(shù)=" + remainder_result);
System.out.println("4.5和1.5最大數(shù)=" + max_result);
System.out.println("4.5和1.5最小數(shù)=" + min_result);
System.out.println("-10.5的絕對值=" + abs_result);
System.out.println("4.5的相反數(shù)=" + negate_result);
}
4.5+1.5=6.0
4.5-1.5=3.0
4.5*1.5=6.75
4.5/1.5=3
4.5/1.5余數(shù)=0.0
4.5和1.5最大數(shù)=4.5
4.5和1.5最小數(shù)=1.5
-10.5的絕對值=10.5
4.5的相反數(shù)=-4.5
這里把除法單獨再講一下,因為除法操作的時候會有除不盡的情況，，比如 3,5/3，這時會報錯java.lang.ArithmeticException: Non-terminating decimal expansion;
no exact representable decimal result。所以這里要考慮除不盡的情況下，保留幾位小數(shù),取舍規(guī)則。（除法如果可能存在除不進(jìn)，那就用下面方法）
BigDecimal divide(BigDecimal divisor, int scale, int roundingMode) 第一參數(shù)表示除數(shù)，第二個參數(shù)表示小數(shù)點后保留位數(shù)，第三個參數(shù)表示取舍規(guī)則。
2、取舍規(guī)則
ROUND_UP //不管保留數(shù)字后面是大是小(0除外)都會進(jìn)1 ROUND_DOWN //保留設(shè)置數(shù)字，后面所有直接去除 ROUND_HALF_UP //常用的四舍五入 ROUND_HALF_DOWN //五舍六入 ROUND_CEILING //向正無窮方向舍入 ROUND_FLOOR //向負(fù)無窮方向舍入 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_UNNECESSARY //計算結(jié)果是精確的，不需要舍入模式
注意 我們最常用的應(yīng)該是 ROUND_HALF_UP(四舍五入)
這里舉幾個常用的取舍規(guī)則
public static void main(String[] args) {
BigDecimal a = new BigDecimal("1.15");
BigDecimal b = new BigDecimal("1");
//不管保留數(shù)字后面是大是小(0除外)都會進(jìn)1 所以這里輸出為1.2
BigDecimal divide_1 = a.divide(b,1,BigDecimal.ROUND_UP);
//保留設(shè)置數(shù)字，后面所有直接去除 所以這里輸出為1.1
BigDecimal divide_2 = a.divide(b,1,BigDecimal.ROUND_DOWN);
//常用的四舍五入 所以這里輸出1.2
BigDecimal divide_3 = a.divide(b,1,BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
//這個可以理解成五舍六入 所以這里輸出1.1
BigDecimal divide_4 = a.divide(b,1,BigDecimal.ROUND_HALF_DOWN);
//這里將1.15改成1.16
BigDecimal c = new BigDecimal("1.16");
//那么這里就符合六入了 所以輸出變?yōu)?.2
BigDecimal divide_5 = c.divide(b,1,BigDecimal.ROUND_HALF_DOWN);
System.out.println("divide_1 = " + divide_1);
System.out.println("divide_2 = " + divide_2);
System.out.println("divide_3 = " + divide_3);
System.out.println("divide_4 = " + divide_4);
System.out.println("divide_5 = " + divide_5);
}
運行結(jié)果
divide_1 = 1.2
divide_2 = 1.1
divide_3 = 1.2
divide_4 = 1.1
divide_5 = 1.2
四、格式化
由于NumberFormat類的format()方法可以使用BigDecimal對象作為其參數(shù)，可以利用BigDecimal對超出16位有效數(shù)字的貨幣值，百分值，以及一般數(shù)值進(jìn)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(jìn)行BigDecimal的算術(shù)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(shù)，輸出其格式化的貨幣值和百分比。
示例
public static void main(String[] args) {
//建立貨幣格式化引用
NumberFormat currency = NumberFormat.getCurrencyInstance();
//建立百分比格式化引用
NumberFormat percent = NumberFormat.getPercentInstance();
//百分比小數(shù)點最多3位
percent.setMaximumFractionDigits(3);
//取整
NumberFormat integerInstance = NumberFormat.getIntegerInstance();
////金額
BigDecimal loanAmount = new BigDecimal("188.555");
////利率
BigDecimal interestRate = new BigDecimal("0.018555555");
//沒有指定保留位數(shù)的情況下 默認(rèn)保留2位
System.out.println("金額: " + currency.format(loanAmount));
//貨幣(百分比)格式化 指定默認(rèn)的取舍規(guī)則是四舍五入
System.out.println("利率: " + percent.format(interestRate));
//取整還有點不一樣 188.555取整為189, 188.51也是189 但是189.5確實188,所以它不是真正意義上的四舍五入
System.out.println("取整: " + integerInstance.format(loanAmount));
}
運行結(jié)果
金額: ￥188.56利率: 1.856%取整: 189
這里有幾點在說明下
1、格式化的時候沒有指定保留位數(shù)的情況下 默認(rèn)保留2位。
2、貨幣(百分比)格式化 指定默認(rèn)的取舍規(guī)則是四舍五入。
3、取整還有點不一樣 188.555取整為189, 188.51也是189 但是189.5確實188,所以它不是真正意義上的四舍五入。
以上就是詳解java中BigDecimal精度問題的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于java的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！
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