BigDecimal的使用

最新推荐文章于 2024-06-18 03:19:38 发布

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本文介绍了Java中用于高精度计算的BigDecimal类，详细阐述了其构造方法、运算规则，尤其是对除法运算中可能出现的非终止小数问题及解决办法。还探讨了BigDecimal的舍入模式，并展示了如何通过NumberFormat进行数值格式化。

一、什么是BigDecimal

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。双精度浮点型变量double可以处理16位有效数。在实际应用中，需要对更大或者更小的数进行运算和处理。float和double只能用来做科学计算或者是工程计算，在商业计算中要用java.math.BigDecimal。BigDecimal所创建的是对象，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。

二、构造方法

BigDecimal有四种构造方法：

BigDecimal bigDecimalInt = new BigDecimal(10);
BigDecimal bigDecimalDouble = new BigDecimal(9.7);
BigDecimal bigDecimalString = new BigDecimal("9.7");
BigDecimal bigDecimalLong = new BigDecimal(9L);

其中第二种不推荐使用，原因如下：

1、此构造函数的结果可能有些不可预测。人们可能会假设，在Java中编写新的BigDecimal（0.1）会创建一个完全等于0.1的BigDecimal值（未缩放的值为1，刻度为1），但它实际上等于0.10000000000000555115123125782702118158340451015625。这是因为0.1不能精确地表示为双精度（或者，就此而言，表示为任何有限长度的二进制分数）。因此，传入构造函数的值并不完全等于0.1，尽管存在外观。

2、另一方面，字符串构造函数是完全可预测的：编写新的BigDecimal（“0.1”）将创建一个完全等于0.1的BigDecimal。因此，通常建议优先使用字符串构造函数而不是此构造函数。

3、当双精度必须用作BigDecimal的源时，请注意此构造函数提供了精确的转换；它不会给出与使用double将double转换为字符串相同的结果。toString（double）方法，然后使用BigDecimal（String）构造函数。要获得该结果，请使用静态valueOf（double）方法。

我们输出一下上面四种构造的结果：

BigDecimal bigDecimalInt = new BigDecimal(10);
BigDecimal bigDecimalDouble = new BigDecimal(9.7);
BigDecimal bigDecimalString = new BigDecimal("9.7");
BigDecimal bigDecimalLong = new BigDecimal(9L);
System.out.println(bigDecimalInt);
System.out.println(bigDecimalDouble);
System.out.println(bigDecimalString);
System.out.println(bigDecimalLong);

结果如下：

10
9.699999999999999289457264239899814128875732421875
9.7
9

三、运算

对于常用的加，减，乘，除，BigDecimal类提供了相应的成员方法：

public BigDecimal add(BigDecimal value); //加法
public BigDecimal subtract(BigDecimal value); //减法
public BigDecimal multiply(BigDecimal value); //乘法
public BigDecimal divide(BigDecimal value); //除法

其中，加、减、乘没有什么需要注意的，需要注意的是除法divide。

会有一种情况，除不尽，商为无穷数，如果这种情况我们不注意的话，就会出现如下报错：

 BigDecimal bigDecimal1 = new BigDecimal("7");
 BigDecimal bigDecimal2 = new BigDecimal("3");
 BigDecimal bigDecimal3 = bigDecimal1.divide(bigDecimal2);
 System.out.println(bigDecimal3);

报错如下：

Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: Non-terminating decimal expansion; no exact representable decimal result.

我们看一下divide的源码会发现divide在BigDecimal中，除了上面使用的单个参数的一种外，还有下面三个参数的方法：

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

第一个参数是除数，第二个参数是小数点保留的位数，第三个参数是舍入模式。
舍入模式一共有8种，源码中这样写：


    /**
     * Rounding mode to round away from zero.  Always increments the
     * digit prior to a nonzero discarded fraction.  Note that this rounding
     * mode never decreases the magnitude of the calculated value.
     */
    public final static int ROUND_UP =           0;

    /**
     * Rounding mode to round towards zero.  Never increments the digit
     * prior to a discarded fraction (i.e., truncates).  Note that this
     * rounding mode never increases the magnitude of the calculated value.
     */
    public final static int ROUND_DOWN =         1;

    /**
     * Rounding mode to round towards positive infinity.  If the
     * {@code BigDecimal} is positive, behaves as for
     * {@code ROUND_UP}; if negative, behaves as for
     * {@code ROUND_DOWN}.  Note that this rounding mode never
     * decreases the calculated value.
     */
    public final static int ROUND_CEILING =      2;

    /**
     * Rounding mode to round towards negative infinity.  If the
     * {@code BigDecimal} is positive, behave as for
     * {@code ROUND_DOWN}; if negative, behave as for
     * {@code ROUND_UP}.  Note that this rounding mode never
     * increases the calculated value.
     */
    public final static int ROUND_FLOOR =        3;

    /**
     * Rounding mode to round towards {@literal "nearest neighbor"}
     * unless both neighbors are equidistant, in which case round up.
     * Behaves as for {@code ROUND_UP} if the discarded fraction is
     * &ge; 0.5; otherwise, behaves as for {@code ROUND_DOWN}.  Note
     * that this is the rounding mode that most of us were taught in
     * grade school.
     */
    public final static int ROUND_HALF_UP =      4;

    /**
     * Rounding mode to round towards {@literal "nearest neighbor"}
     * unless both neighbors are equidistant, in which case round
     * down.  Behaves as for {@code ROUND_UP} if the discarded
     * fraction is {@literal >} 0.5; otherwise, behaves as for
     * {@code ROUND_DOWN}.
     */
    public final static int ROUND_HALF_DOWN =    5;

    /**
     * Rounding mode to round towards the {@literal "nearest neighbor"}
     * unless both neighbors are equidistant, in which case, round
     * towards the even neighbor.  Behaves as for
     * {@code ROUND_HALF_UP} if the digit to the left of the
     * discarded fraction is odd; behaves as for
     * {@code ROUND_HALF_DOWN} if it's even.  Note that this is the
     * rounding mode that minimizes cumulative error when applied
     * repeatedly over a sequence of calculations.
     */
    public final static int ROUND_HALF_EVEN =    6;

    /**
     * Rounding mode to assert that the requested operation has an exact
     * result, hence no rounding is necessary.  If this rounding mode is
     * specified on an operation that yields an inexact result, an
     * {@code ArithmeticException} is thrown.
     */
    public final static int ROUND_UNNECESSARY =  7;

ROUND_UP：向远离0的方向舍入；
ROUND_DOWN：向0方向舍入；
ROUND_CEILING：向正无穷方向舍入；
ROUND_FLOOR：向负无穷方向舍入；
ROUND_HALF_UP：向距离最近的一方舍入，如果距离相等，向上舍入；
ROUND_HALF_DOWN：向距离最近的一方舍入，如果距离相等，向下舍入；
ROUND_HALF_EVEN：向距离最近的一方舍入，如果距离相等，根据保留位数的奇偶确定舍入方式，如果保留位数是奇数，向上舍入，如果保留位数是偶数，向下舍入；
ROUND_UNNECESSARY：计算结果是精确的，不需要舍入模式。

四、格式化

用NumberFormat类的format()方法对超出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。DecimalFormat类也可以用来格式化BigDecimal，可以设置小数的位数，如下：

BigDecimal bigDecimal1 = new BigDecimal("8.54");
BigDecimal bigDecimal2 = new BigDecimal("0.855555");
DecimalFormat df = new DecimalFormat("0.0");
NumberFormat currency = NumberFormat.getCurrencyInstance();
NumberFormat percent = NumberFormat.getPercentInstance(); //建立百分比格式化用
percent.setMaximumFractionDigits(2); //百分比小数点最多2位
System.out.println(currency.format(bigDecimal1));
System.out.println(df.format(bigDecimal1));
System.out.println(df.format(bigDecimal2));
System.out.println(percent.format(bigDecimal2));

输出结果为：

￥8.54
8.5
0.9
85.56%