BigDecimal的使用

概述

BigDecimal是Java在java.math包中提供的一个API类，主要用于对超过16位有效位的数进行精确的运算。在商业计算、金融计算等需要高精度数值处理的场景中，BigDecimal显得尤为重要。但是BigDecimal是一个对象，不能直接使用传统的+、-、*、/等算术运算符进行数学运算，而必须调用其相对应的方法。本文是对BigDecimal的简单介绍。

构造方法

BigDecimal提供了多个构造方法，以便根据不同的需求创建对象：

BigDecimal(int)	使用int创建BigDecimal对象
BigDecimal(double)	使用double创建BigDecimal对象，但需要注意的是，由于double类型的精度限制，这种方法可能会导致结果有一定的不可预知性，因此通常不推荐使用
BigDecimal(long)	使用long创建BigDecimal对象
BigDecimal(String)	使用String创建BigDecimal对象

加、减、乘、除四则运算

1. BigDecimal加法

add(BigDecimal)

2. BigDecimal减法

subtract(BigDecimal)

3. BigDecimal乘法

multiply(BigDecimal)

4. BigDecimal除法

divide(BigDecimal)

对于除法需要注意的是，除法运算时可能会出现无法除尽的情况，此时需要指定保留的小数位数和舍入模式，否则会抛出ArithmeticException异常。

一下是除法使用的3种情况：

//1.可以除尽不抛异常
new BigDecimal(1).divide(new BigDecimal(2));

//2.存在除不尽的情况抛ArithmeticException异常
new BigDecimal(1).divide(new BigDecimal(3));
//java.lang.ArithmeticException: Non-terminating decimal expansion; 
//no exact representable decimal result.

//3.传入四舍五入，保留两位有效数字
new BigDecimal(1).divide(new BigDecimal(3),2,BigDecimal.ROUND_HALF_UP);

使用示例

//计算表达式：3+4*5-6/2 = 20
BigDecimal v2 = new BigDecimal(2);
BigDecimal v3 = new BigDecimal(3);
BigDecimal v4 = new BigDecimal(4);
BigDecimal v5 = new BigDecimal(5);
BigDecimal v6 = new BigDecimal(6);
BigDecimal v = v3.add(v4.multiply(v5)).subtract(v6.divide(v2));
System.out.println(v);

需要注意的是BigDecimal加减乘除的执行顺序与它们的算数优先级无关，只和方法的调用顺序有关。

其它方法

BigDecimal比较大小

BigDecimal v2 = new BigDecimal(2);
BigDecimal v3 = new BigDecimal(3);
System.out.println(v2.compareTo(v3));

BigDecimal比较大小使用compareTo()方法，如v2.compareTo(v3)：v2和v3相等返回0，v2大于v3返回1，v2小于v3返回-1。

注意不要使用equals()比较BigDecimal的大小，在进行等值比较时，由于BigDecimal的equals()方法会同时比较值的大小和精度，因此可能会与预期不符。如下面两个值会被判定为不相等。

BigDecimal v1 = new BigDecimal("1.0");
BigDecimal v2 = new BigDecimal("1.00");
System.out.println(v1.equals(v2));
//输出false

绝对值

abs()

浮点数初始化

浮点数初始化可以使用BigDecimal.valueOf()，浮点数初始化可能会又精度问题，使用BigDecimal.valueOf()方法则不会有问题，看看它的源码就知道了，实际上是内部把double类型转成了String类型，所以才能安全地初始化。

public static BigDecimal valueOf(double var0) {
    return new BigDecimal(Double.toString(var0));
}

舍入模式

BigDecimal共有8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，则抛出异常。

总结

综上所述，BigDecimal是Java中处理高精度数值的重要工具，通过合理使用其构造方法和数学运算方法，可以满足商业计算、金融计算等场景对高精度数值处理的需求。

参考

BigDecimal的8种RoundingMode（舍入模式）