【Java】BigDecimal介绍及常见用法

前言

在 Java 中，BigDecimal 是一个非常重要的类，用于高精度的数学计算，特别是在处理涉及财务和精度要求较高的应用时。它提供了比基本数据类型 float 或 double 更高的精度和更多的控制方式，避免了浮动点数在计算过程中可能产生的误差。

1.BigDecimal 类概述

BigDecimal 是 Java 中用于高精度计算的类，它位于 java.math 包中。与 float 和 double 不同，BigDecimal 支持任意精度的数值表示，并且不会发生常见的浮动点误差。

BigDecimal 主要有以下特点：

• 支持任意精度和任意大小的数字。
• 提供了控制舍入模式和精度的功能。
• 它是不可变的，一旦创建不能修改，因此需要创建新的 BigDecimal 实例来保存计算结果。

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2.创建 BigDecimal 对象

2.1 使用字符串构造函数

BigDecimal bd1 = new BigDecimal("123.456");
BigDecimal bd2 = new BigDecimal(123.456); // 不推荐，可能因浮点数精度问题导致不准确

2.2 使用 BigDecimal.valueOf 方法

BigDecimal bd1 = BigDecimal.valueOf(123.456);

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3.常见的 BigDecimal 方法

3.1 加法、减法、乘法、除法

BigDecimal bd1 = new BigDecimal("100.50");
BigDecimal bd2 = new BigDecimal("50.25");

// 加法
BigDecimal sum = bd1.add(bd2);  // 150.75

// 减法
BigDecimal difference = bd1.subtract(bd2);  // 50.25

// 乘法
BigDecimal product = bd1.multiply(bd2);  // 5050.125

// 除法（需要指定舍入模式）
BigDecimal quotient = bd1.divide(bd2, 2, RoundingMode.HALF_UP);  // 2.00，四舍五入

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3.2 舍入控制

在使用除法时，BigDecimal 需要指定舍入模式（RoundingMode），否则可能会抛出 ArithmeticException。

RoundingMode 包括以下几种常见模式：

• RoundingMode.UP：无条件进位。
• RoundingMode.DOWN：无条件舍去。
• RoundingMode.CEILING：朝正方向舍入。
• RoundingMode.FLOOR：朝负方向舍入。
• RoundingMode.HALF_UP：四舍五入。

BigDecimal bd1 = new BigDecimal("10.5");
BigDecimal bd2 = new BigDecimal("3.2");

BigDecimal result = bd1.divide(bd2, 2, RoundingMode.HALF_UP);  // 3.28

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3.3 精度控制

可以通过设置 scale 来控制小数点后面的位数。

BigDecimal bd = new BigDecimal("123.456789");
BigDecimal scaled = bd.setScale(2, RoundingMode.HALF_UP);  // 123.46

3.4 比较大小

BigDecimal 提供了多种比较方法：

compareTo(BigDecimal val)：返回 -1、0 或 1，表示小于、等于或大于。
equals(Object obj)：判断是否相等，注意 BigDecimal 比较时会考虑精度和尾部零。

BigDecimal bd1 = new BigDecimal("100.50");
BigDecimal bd2 = new BigDecimal("100.50");
BigDecimal bd3 = new BigDecimal("100.5");

System.out.println(bd1.compareTo(bd2));  // 0
System.out.println(bd1.equals(bd2));     // true
System.out.println(bd1.equals(bd3));     // false

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3.5 转换为其他类型

BigDecimal 提供了将其转换为其他数据类型的方法，比如 int、long 或 double：

BigDecimal bd = new BigDecimal("123.45");

int intValue = bd.intValue();      		// 123
long longValue = bd.longValue();   		// 123
double doubleValue = bd.doubleValue(); 	// 123.45

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3.6 其他方法

  BigDecimal abs = bd1.abs();        // 绝对值
  BigDecimal negate = bd1.negate();  // 取反
  BigDecimal power = bd1.pow(2);     // 幂运算，计算平方

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4.性能

虽然 BigDecimal 提供了高精度和灵活的控制，但它的性能较为低效，因为它是基于大整数和小数表示的实现。当不需要超高精度时，使用 double 或 float 类型可能会更高效。因此，BigDecimal 主要用于需要高精度的场景，尤其是在财务、科学和工程计算中。