Java小记 —— 浮点数（double、float）的格式化问题及处理

最新推荐文章于 2025-03-20 11:53:39 发布

冥加

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分类专栏： Java 文章标签： java double 四舍五入精度丢失小数位

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平时常会面临浮点数的格式处理问题，下面就举例说一说常见的问题及处理：

1，科学计数法问题

一个浮点数123456789.10，在打印的时候变成了1.234567891E8，处理起来很简单，如：

double d = 123456789.10;
System.out.println(d);//1.234567891E8
NumberFormat nf = NumberFormat.getNumberInstance();
nf.setGroupingUsed(false);
System.out.println(nf.format(d));//打印结果：123456789.10

使用NumberFormat的时候要setGroupingUsed(false)，否则结果就会变成123,456,789.1。

再有直接转为BigDecimal更简便：

System.out.println(new BigDecimal(d));//打印结果：123456789.10

2，指定小数位的位数

指定浮点数1.010515的小数位的位数：

double d = 1.010515;
NumberFormat nf = NumberFormat.getNumberInstance();
nf.setMaximumFractionDigits(10);
System.out.println(nf.format(d));//打印结果：1.010515
nf.setMinimumFractionDigits(10);
System.out.println(nf.format(d));//打印结果：1.0105150000

使用NumberFormat格式化的时候可以设置最大和最小的小数位数，如果要求必须有多少位，就要将最大和最小位数保持一致了。

再有，转为BigDecimal也很简单，会自动补0：

System.out.println(new BigDecimal(d).setScale(10,BigDecimal.ROUND_HALF_UP));//打印结果：1.0105150000

使用BigDecimal的时候要选择舍入模式，接下来就说说这个问题。

3，四舍五入

接着看上面的例子，对1.010515进行小数位截取，进行四舍五入：

nf.setMaximumFractionDigits(3);
System.out.println(nf.format(d));//打印结果：1.011 四舍五入
nf.setMaximumFractionDigits(5);
System.out.println(nf.format(d));//打印结果：1.01052 四舍五入

不像BigDecimal，使用NumberFormat指定小数位的时候，不需要指定舍入方式，我们看到结果已经舍入了，但是我们将d+1，然后再看一下：

d = 2.010515;
nf.setMaximumFractionDigits(3);
System.out.println(nf.format(d));//打印结果：2.011 四舍五入
nf.setMaximumFractionDigits(5);
System.out.println(nf.format(d));//打印结果：2.01051 没有四舍五入

改变d的值后再进行小数位截取，会发现有的时候会四舍五入，有的时候不四舍五入，这时候就会想到指定舍入方式，NumberFormat 有很多舍入模式：UP、DOWN、CEILING、FLOOR、HALF_UP、HALF_DOWN、HALF_EVEN、UNNECESSARY，这些模式其实和BigDecimal的模式是一样的，NumberFormat的舍入模式就是对BigDecimal的做了一下封装，并没有什么不同，比如，RoundingMode.HALF_UP就等于BigDecimal.ROUND_HALF_UP，至于这么多模式我就不再多解释了，平时使用的时候根据实际的需求选择一种模式即可，对于我们平时理解的四舍五入对应的模式就是RoundingMode.HALF_UP，我们看代码：

nf.setRoundingMode(RoundingMode.HALF_UP);
System.out.println(nf.format(d));//打印结果：2.01051 没有四舍五入

是不是觉得奇怪，为什么没有四舍五入，换BigDecimal试一下：

System.out.println(new BigDecimal(d).setScale(5,BigDecimal.ROUND_HALF_UP));//打印结果：2.01051 没有四舍五入

还是没有四舍五入，再来试试下面的代码：

System.out.println(nf.format(BigDecimal.valueOf(d)));//打印结果：2.01052 成功了
System.out.println(BigDecimal.valueOf(d).setScale(5,BigDecimal.ROUND_HALF_UP));//打印结果：2.01052 成功了

哎？怎么又都成功了！呵呵，神不神奇，其实这就是下一个问题了（丢失精度）。

4，精度丢失

还是接着上面的例子说，对2.010515进行四舍五入的时候，只有最后一次的代码正确的对其进行了四舍五入的格式处理，关键在于BigDecimal.valueOf(d)，将d转为了BigDecimal，但是不是随便转的：

System.out.println(nf.format(BigDecimal.valueOf(d)));	//打印结果：2.01052 成功了
System.out.println(nf.format(new BigDecimal(d)));		//打印结果：2.01051 失败
System.out.println(nf.format(new BigDecimal(String.valueOf(d))));	//打印结果：2.01052 又成功了

通过上边的代码可知，为了避免精度丢失，尽量将浮点数转为BigDecimal，并且，要使用BigDecimal.valueOf()函数，如果要用new函数，就要现将浮点数转为字符串，否则同样会丢失精度。

接下来我们还是继续上边的例子，我们对d*100进行四舍五入的操作：

nf.setMaximumFractionDigits(3);//保留三位小数
nf.setRoundingMode(RoundingMode.HALF_UP);//四舍五入
System.out.println(nf.format(BigDecimal.valueOf(d*100)));//打印结果：201.051 怎么又失败了
System.out.println(nf.format(new BigDecimal(String.valueOf(d*100)));//打印结果：201.051 失败
System.out.println(BigDecimal.valueOf(d*100).setScale(3,BigDecimal.ROUND_HALF_UP));//打印结果：201.051  使用BigDecimal同样失败

按照之前说的转为BigDecimal，但是还是出现错误，原因出在2.010515*100上，直接打印一下看看:

System.out.println(d*100);//打印结果：201.05149999999998，不是2.010515

结果精度丢失了，变成了201.05149999999998，所以上面的问题不是四舍五入的模式有bug，而是精度又丢失了，就相当于对201.05149999999998保留三位，四舍五入后就变成了201.051，而不是201.052，怎么解决？还是使用BigDecimal：

System.out.println(nf.format(BigDecimal.valueOf(d).multiply(BigDecimal.valueOf(100))));//打印结果：201.052 成功

通过BigDecimal运算函数来替换运算符，可以保证精度的不丢失，所以成功了，但是并不是所有的情况我们都能转化，比如d*100是作为double参数传递到我们的函数中的，我们无法干预函数之外的行为，怎么办？

对于上面的丢失精度问题，可以先判断一下小数位数，当超多12位的时候认为丢失精度了，先进行一次保留12位小数的四舍五入，然后再进行实际位数的四舍五入（不确定该方法是否通用）：

nf.setMaximumFractionDigits(12);
BigDecimal bd = new BigDecimal(nf.format(BigDecimal.valueOf(d*100)));
nf.setMaximumFractionDigits(3);
System.out.println(nf.format(bd));//打印结果：201.052 达到目的

或者使用BigDecimal：

System.out.println(BigDecimal.valueOf(d*100).setScale(12,BigDecimal.ROUND_HALF_UP).setScale(3,BigDecimal.ROUND_HALF_UP));//打印结果：201.052

5，正负号问题

两个浮点数相减，比如：0.0003-0.0005，取3位小数位：

NumberFormat nf = NumberFormat.getNumberInstance();
nf.setMaximumFractionDigits(3);
nf.setMinimumFractionDigits(nf.getMaximumFractionDigits());
System.out.println(nf.format(0.0003-0.0005));//打印结果：-0.000
System.out.println(BigDecimal.valueOf(0.0003-0.0005).setScale(3,BigDecimal.ROUND_HALF_UP));//0.000

NumberFormat的结果是-0.000，BigDecimal方式的结果是0.000

对于浮点数相关的问题还有很多其他的，等想起来再补充吧