使用BigDecimal进行精确计算

左手的ㄟ右手 2022-02-03 16:23 193阅读 0赞

Java中float和double两种基本浮点类型的浮点数存在精度缺失问题（不只是Java，其他语言也是），所以一般在对精度要求较高的计算中（如金融中货币金额的计算）是绝对**不可以使用float和double进行精确计算**，需要使用BigDecimal进行计算。

有大量的构造器和方法可以用于创建BigDecimal对象，这里就不一一列举了，可以查看API文档或源码，归纳来说主要分3类：

1、BigDecimal(double val)

这个是**不推荐使用**的，因为使用该构造器有一定的精度问题，如new BigDecimal(0.3)，实际传入构造器的并不是0.3，而是一个接近的值。当然一般计算后再转回double类型可能结果没问题精度未确实，但是并不能成为使用的理由，这是个危险的做法，不要使用。

2、**BigDecimal(String val)**

**建议优先使用**基于String的构造器，因为不会有精度问题，new BigDecimal("0.3")，实际传入的就是0.3。

通过接口传递金额等参数时，最好也使用String类型，不要使用float和double两种基本浮点类型，可以避免精度缺失。

3、**BigDecimal valueOf(double val)**

如果确实要使用double类型，不要使用对应的构造器，就使用valueOf静态方法来创建BigDecimal对象。

BigDecimal 提供了一系列的对精确浮点数进行计算的方法，可以用来精确计算，还有将计算结果重新转换成其他类型数据的方法，详情见API文档或源码，这里提供一个例子，一般一些公司会自己封装工具类或者使用第三方jar包中的工具类进行计算。

如下是个BigDecimal计算的工具类的简单例子（可以根据需要进行调整）。

/**
     * @author zhangbo
     * @date 2019/5/9 21:16
     * @since 1.0
     */
    public final class BigDecimalUtil {
        /**
         * 默认除法运算精确度
         */
        private static final int DEFAULT_DIV_DEFINITION = 2;
    
        /**
         * 加法
         * @param num1 数字1
         * @param num2 数字2
         * @return 和
         */
        public static String add(String num1, String num2) {
            BigDecimal bigDecimal1 = new BigDecimal(num1);
            BigDecimal bigDecimal2 = new BigDecimal(num2);
            return bigDecimal1.add(bigDecimal2).toString();
        }
    
        /**
         * 加法
         * @param num1 数字1
         * @param num2 数字2
         * @return 和
         */
        public static double add(double num1, double num2) {
            BigDecimal bigDecimal1 = BigDecimal.valueOf(num1);
            BigDecimal bigDecimal2 = BigDecimal.valueOf(num2);
            return bigDecimal1.add(bigDecimal2).doubleValue();
        }
    
        /**
         * 减法
         * @param num1 数字1
         * @param num2 数字2
         * @return 减法的结果
         */
        public static double subtract(double num1, double num2) {
            BigDecimal bigDecimal1 = BigDecimal.valueOf(num1);
            BigDecimal bigDecimal2 = BigDecimal.valueOf(num2);
            return bigDecimal1.subtract(bigDecimal2).doubleValue();
        }
    
        /**
         * 乘法法
         * @param num1 数字1
         * @param num2 数字2
         * @return 乘法的结果
         */
        public static double multiply(double num1, double num2) {
            BigDecimal bigDecimal1 = BigDecimal.valueOf(num1);
            BigDecimal bigDecimal2 = BigDecimal.valueOf(num2);
            return bigDecimal1.multiply(bigDecimal2).doubleValue();
        }
    
        /**
         * 除法
         * @param num1 除数
         * @param num2 被除数
         * @param definition 精确度
         * @return 乘法的结果
         */
        public static double divide(double num1, double num2, Integer definition) {
            BigDecimal bigDecimal1 = BigDecimal.valueOf(num1);
            BigDecimal bigDecimal2 = BigDecimal.valueOf(num2);
            int scale = null == definition ? DEFAULT_DIV_DEFINITION : definition;
            return bigDecimal1.divide(bigDecimal2, scale).doubleValue();
        }
    
        public static void main(String[] args) {
            double d1 = 0.1;
            double d2 = 0.3;
    
            System.out.println("使用double作为构造器参数：");
            BigDecimal bigDecimal1 = new BigDecimal(d1);
            BigDecimal bigDecimal2 = new BigDecimal(d2);
            System.out.println("bigDecimal1 = " + bigDecimal1);
            System.out.println("bigDecimal2 = " + bigDecimal2);
            System.out.println("d1 - d2 = " + bigDecimal1.subtract(bigDecimal2).doubleValue());
    
            System.out.println("使用String作为构造器参数：" + new BigDecimal("0.3"));
            System.out.println("0.1 + 0.3 = " + BigDecimalUtil.add("0.1", "0.3"));
    
            System.out.println("使用BigDecimal.valueOf方法：" + BigDecimal.valueOf(0.3));
            System.out.println("0.1 + 0.3 = " + BigDecimalUtil.add(d1, d2));
            System.out.println("0.1 - 0.3 = " + BigDecimalUtil.subtract(d1, d2));
            System.out.println("0.1 * 0.3 = " + BigDecimalUtil.multiply(d1, d2));
            System.out.println("0.1 / 0.3 = " + BigDecimalUtil.divide(d1, d2, 3));
        }
    }

测试驱动开发，要写好用例，开发，在自测，一般写完代码，就要写对应的junit用例进行验证，确保功能正确性，这里不是实际开发只是练习，直接使用main方法进行快速的验证即可。

结果：

使用double作为构造器参数：
    bigDecimal1 = 0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625
    bigDecimal2 = 0.299999999999999988897769753748434595763683319091796875
    d1 - d2 = -0.19999999999999998
    使用String作为构造器参数：0.3
    0.1 + 0.3 = 0.4
    使用BigDecimal.valueOf方法：0.3
    0.1 + 0.3 = 0.4
    0.1 - 0.3 = -0.2
    0.1 * 0.3 = 0.03
    0.1 / 0.3 = 0.3

编者题外话：有幸进入自己喜欢的软件开发行业，编者感觉很荣幸，感谢这一路来各位领导和同事以及朋友们的帮助！工作这些年，一直忙于工作，个人也不够勤快，一直没怎么写博客。本地总结文档管理的也不够好。计划后面多写一些博客，一方面进行学习总结，不断提升自己，方便查阅；另一方面也希望能给他人带来帮助。希望能有志同道合的朋友一起进步，欢迎提出疑问和建议，共同学习讨论和进步。已经入坑，就要砥砺前行，不断学习和进步，总有千般劫难，只当一种快乐的挑战，当你感觉艰难时就是你在进步在突破时！