BigDecimal常用方法以及精确计算

电玩女神 2023-02-28 05:40 10阅读 0赞

## 1.简介 ##

BigDecimal类位于java.math.BigDecimal包下。使用此类可以完成大的小数操作，而且也可以使用此类进行精确的四舍五入，这一点在开发中经常使用。

对于不需要任何准确计算精度的程序可以直接使用float或double完成，但是如果需要精确计算结果，则必须使用BigDecimal类。

public static void main(String[] args) {
    
            BigDecimal a = new BigDecimal("4.5");
            BigDecimal b = new BigDecimal("1.5");
            BigDecimal c = new BigDecimal("-10.5");
    
            BigDecimal add_result = a.add(b);
            BigDecimal subtract_result = a.subtract(b);
            BigDecimal multiply_result = a.multiply(b);
            BigDecimal divide_result = a.divide(b);
            BigDecimal remainder_result = a.remainder(b);
            BigDecimal max_result = a.max(b);
            BigDecimal min_result = a.min(b);
            BigDecimal abs_result = c.abs();
            BigDecimal negate_result = a.negate();
    
            System.out.println("4.5+1.5=" + add_result);
            System.out.println("4.5-1.5=" + subtract_result);
            System.out.println("4.5*1.5=" + multiply_result);
            System.out.println("4.5/1.5=" + divide_result);
            System.out.println("4.5/1.5余数=" + remainder_result);
            System.out.println("4.5和1.5最大数=" + max_result);
            System.out.println("4.5和1.5最小数=" + min_result);
            System.out.println("-10.5的绝对值=" + abs_result);
            System.out.println("4.5的相反数=" + negate_result);
    
        }

结果

4.5+1.5=6.0
    4.5-1.5=3.0
    4.5*1.5=6.75
    4.5/1.5=3
    4.5/1.5余数=0.0
    4.5和1.5最大数=4.5
    4.5和1.5最小数=1.5
    -10.5的绝对值=10.5
    4.5的相反数=-4.5

这里有一点需要注意的是**除法运算divide**。

BigDecimal除法可能出现不能整除的情况，比如 4.5/1.3，这时会报错`java.lang.ArithmeticException: Non-terminating decimal expansion; no exact representable decimal result`。

其实divide有三个参数的方法  
BigDecimal divide(BigDecimal divisor, int scale, int roundingMode)

第一参数表示除数。  
第二个参数表示小数点后保留位数。  
第三个参数表示舍入模式。只有在作除法运算或四舍五入时才用到舍入模式。

舍入模式有下面这几种：

ROUND\_CEILING //向正无穷方向舍入

ROUND\_DOWN //向零方向舍入

ROUND\_FLOOR //向负无穷方向舍入

ROUND\_HALF\_DOWN //向（距离）最近的一边舍入，除非两边（的距离）是相等,如果是这样，向下舍入, 例如1.55 保留一位小数结果为1.5

ROUND\_HALF\_EVEN //向（距离）最近的一边舍入，除非两边（的距离）是相等,如果是这样，如果保留位 数是奇数，使用ROUND\_HALF\_UP，如果是偶数，使用ROUND\_HALF\_DOWN

ROUND\_HALF\_UP //向（距离）最近的一边舍入，除非两边（的距离）是相等,如果是这样，向上舍入, 1.55 保留一位小数结果为1.6

ROUND\_UNNECESSARY //计算结果是精确的，不需要舍入模式

ROUND\_UP //向远离0的方向舍入

代码：

BigDecimal a=new BigDecimal("4.5");
            BigDecimal b=new BigDecimal("1.5");
            BigDecimal c=new BigDecimal("2");
     
            BigDecimal result1=a.divide(b,2,BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
            BigDecimal result2=a.divide(c,2,BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
            Log.d("TAG","4.5/1.5="+result1);
            Log.d("TAG","4.5/2="+result2);

结果：

4.5/1.5=3.00
    4.5/2=2.25

## .BigDecimal 小数点处理 ##

需求：计算结果保留三位小数。

/**
             * 方式1
             * 0.000：三位小数 同理 0.00：两位小数 依次类推...
             * */
     
            double a=3.154215;
            DecimalFormat myformat=new java.text.DecimalFormat("0.000");
            String result1 = myformat.format(a);
            Log.d("TAG",a+"保留三位小数："+result1);
     
            /**
             * 方式2
             * #.000：三位小数 同理 #.00：两位小数
             * */
     
            double b=3.256321;
            DecimalFormat   df=new DecimalFormat("#.000");
            String result2=df.format(b);
            Log.d("TAG",b+"保留三位小数："+result2);
     
            /**
             * BigDecimal类操作保留几位小数
             * */
     
            double   c=3.558525;
            BigDecimal   bigDecimal=new   BigDecimal(c);
            double result3=bigDecimal.setScale(3,   BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue();
            Log.d("TAG",c+"保留三位小数并四舍五入："+result3);

结果：

3.154215保留三位小数：3.154
    3.256321保留三位小数：3.256
    3.558525保留三位小数并四舍五入：3.559

## 总结： ##

(1)商业计算使用BigDecimal。(double和float计算会丢失精度,详情最后)  
(2)使用参数类型为String的构造函数。  
(3) BigDecimal都是不可变的（immutable）的，在进行每一步运算时，都会产生一个新的对象，所以在做加减乘除运算时千万要保存操作后的值。

## 扩展 精确计算 ##

> float和double类型主要是为了科学计算和工程计算而设计的。他们执行二进制浮点运算，这是为了在广泛的数字范围上提供较为精确的快速近似计算而精心设计的。然而，它们并没有提供完全精确的结果，所以我们不应该用于精确计算的场合。float和double类型尤其不适合用于货币运算，因为要让一个float或double精确的表示0.1或者10的任何其他负数次方值是不可能的（其实道理很简单，十进制系统中能不能准确表示出1/3呢？同样二进制系统也无法准确表示1/10

在《Effective Java》这本书中就给出了一个解决方法。该书中也指出，float和double只能用来做科学计算或者是工程计算，在商业计算等精确计算中，我们要用java.math.BigDecimal。BigDecimal类有4个构造方法，我们只关心对我们解决浮点型数据进行精确计算有用的方法，即

BigDecimal(double value) // 将double型数据转换成BigDecimal型数据。 思路很简单，我们先通过BigDecimal(double value)方法，将double型数据转换成BigDecimal数据，然后就可以正常进行精确计算了。等计算完毕后，我们可以对结果做一些处理，比如 对除不尽的结果可以进行四舍五入。最后，再把结果由BigDecimal型数据转换回double型数据。

这个思路很正确，但是如果你仔细看看API里关于BigDecimal的详细说明，你就会知道，**如果需要精确计算，我们不能直接用double，而非要用 String来构造BigDecimal不可！** 能够帮助我们正确完成精确计算的是 BigDecimal(String value)方法。