BigDecimal 基本使用和常用方法

最新推荐文章于 2023-08-29 14:35:56 发布

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在商业计算中，为了确保数字精度，通常使用BigDecimal替代浮点数进行运算。本文介绍了BigDecimal的初始化、通过compareTo方法比较大小、设置精度及舍入模式、基本的加减乘除操作以及解决除法异常的方法。重点关注了BigDecimal的不可变性和精确计算特性，以及如何避免ArithmeticException。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

背景

涉及到比较大的数字之间的计算，使用float、double这样的浮点数就不那么准确了。因为不论是float 还是double都是浮点数，而计算机是二进制的，浮点数会失去一定的精确度。所以在商业计算中基本要用java.math.BigDecimal

一、初始化使用

    public static void main(String[] args) {
        // 可以使用
        BigDecimal bigDecimal1 = new BigDecimal(10);
        // 推荐使用
        BigDecimal bigDecimal2 = new BigDecimal("10.123");
        // 不推荐 会丢失精确度
        BigDecimal bigDecimal3 = new BigDecimal(10.123);
        System.out.println("输出bigDecimal1:"+bigDecimal1);
        System.out.println("输出bigDecimal2:"+bigDecimal2);
        System.out.println("输出bigDecimal3:"+bigDecimal3);
    }

结果输出:

1.2、BigDecimal还提供默认值创建(0、1、10)

  public static void main(String[] args) {
        // 创建默认为0
        BigDecimal bigDecimal1 =  BigDecimal.ZERO;
        // 创建默认为1
        BigDecimal bigDecimal2 = BigDecimal.ONE;
        // 创建默认为10
        BigDecimal bigDecimal3 = BigDecimal.TEN;
        System.out.println("输出bigDecimal1: "+bigDecimal1);
        System.out.println("输出bigDecimal2: "+bigDecimal2);
        System.out.println("输出bigDecimal3: "+bigDecimal3);
    }

结果输出:

1.3、int、long、double等，也可以这么创建实例(不推荐)

   public static void main(String[] args) {
        // 创建默认为0
        BigDecimal bigDecimal1 =  BigDecimal.valueOf(10);
        // 创建默认为1
        BigDecimal bigDecimal2 = BigDecimal.valueOf(10L);
        // 创建默认为10
        BigDecimal bigDecimal3 = BigDecimal.valueOf(10.1);
        System.out.println("输出bigDecimal1: "+bigDecimal1);
        System.out.println("输出bigDecimal2: "+bigDecimal2);
        System.out.println("输出bigDecimal3: "+bigDecimal3);
    }

结果输出:

二、使用compareTo方法比较大小

flag = -1, 表示bigDecimal1小于 bigDecimal2；
flag = 0, 表示bigDecimal1等于bigDecimal2；
flag = 1, 表示bigDecimal1大于bigDecimal2；

实际应用中直接跟0比较就可以了，
大于0就是bigDecimal1 大于 bigDecimal2
等于0就是bigDecimal1 等于 bigDecimal2
小于0就是bigDecimal1 小于 bigDecimal2

public static void main(String[] args) {

        BigDecimal bigDecimal1 = new BigDecimal("10");
        BigDecimal bigDecimal2 = new BigDecimal("20");
        int result = bigDecimal1.compareTo(bigDecimal2);
        System.out.println("bigDecimal1小于 bigDecimal2: " + result);
        if (bigDecimal1.compareTo(bigDecimal2) < 0) {
            System.out.println("实际使用 bigDecimal1小于 bigDecimal2");
        }

        BigDecimal bigDecimal3 = new BigDecimal("10");
        int result1 = bigDecimal1.compareTo(bigDecimal3);
        System.out.println("bigDecimal1等于bigDecimal3: " + result1);
        if (bigDecimal1.compareTo(bigDecimal3) == 0) {
            System.out.println("实际使用 bigDecimal1等于bigDecimal3 ");
        }

        BigDecimal bigDecimal4 = new BigDecimal("5");
        int result2 = bigDecimal1.compareTo(bigDecimal4);
        System.out.println("bigDecimal1大于bigDecimal4: " + result2);
        if (bigDecimal1.compareTo(bigDecimal4) > 0) {
            System.out.println("实际使用 bigDecimal1大于bigDecimal4");
        }
    }

输出结果:

三、BigDecimal设置精度以及相应八种舍入模式

ROUND_UP	向远离零的方向舍入。舍弃非零部分，并将非零舍弃部分相邻的一位数字加一
ROUND_DOWN	向接近零的方向舍入。舍弃非零部分，同时不会非零舍弃部分相邻的一位数字加一，采取截取行为。
ROUND_CEILING	向正无穷的方向舍入。如果为正数，舍入结果同ROUND_UP一致；如果为负数，舍入结果同ROUND_DOWN一致。注意：此模式不会减少数值大小。
ROUND_FLOOR	向负无穷的方向舍入。如果为正数，舍入结果同ROUND_DOWN一致；如果为负数，舍入结果同ROUND_UP一致。注意：此模式不会增加数值大小。
ROUND_HALF_UP	向“最接近”的数字舍入，如果与两个相邻数字的距离相等，则为向上舍入的舍入模式。如果舍弃部分>= 0.5，则舍入行为与ROUND_UP相同；否则舍入行为与ROUND_DOWN相同。这种模式也就是我们常说的我们的“四舍五入”。
ROUND_HALF_DOWN	向“最接近”的数字舍入，如果与两个相邻数字的距离相等，则为向下舍入的舍入模式。如果舍弃部分> 0.5，则舍入行为与ROUND_UP相同；否则舍入行为与ROUND_DOWN相同。这种模式也就是我们常说的我们的“五舍六入”。
ROUND_HALF_EVEN	向“最接近”的数字舍入，如果与两个相邻数字的距离相等，则相邻的偶数舍入。如果舍弃部分左边的数字奇数，则舍入行为与 ROUND_HALF_UP 相同；如果为偶数，则舍入行为与 ROUND_HALF_DOWN 相同。注意：在重复进行一系列计算时，此舍入模式可以将累加错误减到最小。此舍入模式也称为“银行家舍入法”，主要在美国使用。四舍六入，被舍位为5时两种情况，如果前一位为奇数，则入位，否则舍去。
ROUND_UNNECESSARY	断言请求的操作具有精确的结果，因此不需要舍入。如果对获得精确结果的操作指定此舍入模式，则抛出ArithmeticException。

   public static void main(String[] args) {

        BigDecimal bigDecimal1 = new BigDecimal("20.1252122");
        System.out.print("ROUND_UP:-->");
        System.out.println(bigDecimal1.setScale(2,BigDecimal.ROUND_UP));
        System.out.print("ROUND_DOWN:-->");
        System.out.println(bigDecimal1.setScale(2,BigDecimal.ROUND_DOWN));
        System.out.print("ROUND_CEILING:-->");
        System.out.println(bigDecimal1.setScale(2,BigDecimal.ROUND_CEILING));
        System.out.print("ROUND_FLOOR:-->");
        System.out.println(bigDecimal1.setScale(2,BigDecimal.ROUND_FLOOR));
        System.out.print("ROUND_HALF_UP:-->");
        System.out.println(bigDecimal1.setScale(2,BigDecimal.ROUND_HALF_UP));
        System.out.print("ROUND_HALF_DOWN:-->");
        System.out.println(bigDecimal1.setScale(2,BigDecimal.ROUND_HALF_DOWN));
        System.out.print("ROUND_HALF_EVEN:-->");
        System.out.println(bigDecimal1.setScale(2,BigDecimal.ROUND_HALF_EVEN));
        System.out.print("ROUND_UNNECESSARY:-->");
        System.out.println(bigDecimal1.setScale(BigDecimal.ROUND_UNNECESSARY));
    }

结果输出

注意点:

ROUND_UNNECESSARY断言请求的操作具有精确的结果，因此不需要舍入。

如果对获得精确结果的操作指定此舍入模式，则抛出ArithmeticException。

四、基本使用(加、减、乘、除)

   public static void main(String[] args) {

        BigDecimal bigDecimal1 = new BigDecimal("20");
        BigDecimal bigDecimal2 = new BigDecimal("10");
        System.out.print("加-->" + bigDecimal1 + "+" + bigDecimal2 + "=");
        System.out.println(bigDecimal1.add(bigDecimal2));

        System.out.print("减-->" + bigDecimal1 + "-" + bigDecimal2 + "=");
        System.out.println(bigDecimal1.subtract(bigDecimal2));

        System.out.print("乘-->" + bigDecimal1 + "*" + bigDecimal2 + "=");
        System.out.println(bigDecimal1.multiply(bigDecimal2));

        System.out.print("除-->" + bigDecimal1 + "/" + bigDecimal2 + "=");
        System.out.println(bigDecimal1.divide(bigDecimal2));

    }

结果输出:

注意点：除法小数点过多会报错示例:

   public static void main(String[] args) {

        BigDecimal bigDecimal1 = new BigDecimal("20");
        BigDecimal bigDecimal2 = new BigDecimal("10.00212");
        
        System.out.println(bigDecimal1.divide(bigDecimal2));

    }

结果输出:

出现当前异常的原因在于 BigDecimal 是不可变的、任意精度的有符号十进制数，所以可以做精确计算。但在除法中，准确的商可能是一个无限长的十进制扩展；例如，1 除以 3 所得的商。我们在做除法时，没有指定舍入模式，并且无法表示为准确的结果，因此抛出了这个异常（java.lang.ArithmeticException）。

了解问题所在我们只需要在 divide() 方法中传入 MathContext 对象或 RoundingMode 对象，指定精度和舍入模式就可以解决该问题

  public static void main(String[] args) {

        BigDecimal bigDecimal1 = new BigDecimal("20");
        BigDecimal bigDecimal2 = new BigDecimal("10.00212");
        BigDecimal divide = bigDecimal1.divide(bigDecimal2, 2, BigDecimal.ROUND_HALF_DOWN);
        System.out.println(divide);

    }

结果输出:

五、BigDecimal其他方法

abs()	求绝对值，不管正数还是负数，都得到正数
negate()	求相反数，正变负，负变正
pow(int n)	求乘方，如BigDecimal.valueOf(2).pow(3)的值为8
max(BigDecimal val)	两值比较，返回最大值
min(BigDecimal val)	两值比较，返回最小值

 public static void main(String[] args) {
        BigDecimal bigDecimal1 = new BigDecimal("-20");
        System.out.println("求绝对值-->" + bigDecimal1.abs()); // 求绝对值
        System.out.println("求相反数-->" + bigDecimal1.negate()); // 求相反数
        System.out.println("求乘方-->" + bigDecimal1.pow(2));//求乘方
        System.out.println("最大值-->" + bigDecimal1.max(new BigDecimal(10)));//两值比较，返回最大值
        System.out.println("最小值-->" + bigDecimal1.min(new BigDecimal(15)));//两值比较，返回最小值

    }