BigDecimal不可触碰的6个坑

雨点打透心脏的1/2处 2023-10-10 16:34 9阅读 0赞

BigDecimal是Java中的一个类，用于处理任意精度的十进制数字。与基本数据类型double和float不同，BigDecimal类可以保留任意位数的小数，并支持高精度的数学运算。但是，由于BigDecimal处理的数字非常大，因此在使用时需要注意一些事项，否则可能会引发一些问题。本文将介绍使用BigDecimal时需要注意的点，并提供一些示例代码来说明问题。

### 避免使用BigDecimal(double val)构造方法 ###

BigDecimal(double val)构造方法接受一个double类型的参数，并返回一个BigDecimal对象。这个构造方法看起来很方便，但是实际上会导致精度问题。这是因为double类型只能保留有限的有效数字，当这个数字被转换为BigDecimal对象时，精度可能会丢失。例如：

BigDecimal bd = new BigDecimal(0.1);
    System.out.println(bd);

这段代码输出的结果将是0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625，而不是预期的0.1。这是因为0.1这个数字在double类型中无法精确表示。

为了避免这种精度问题，应该使用BigDecimal(String val)构造方法来创建BigDecimal对象。这个构造方法接受一个字符串类型的参数，并返回一个BigDecimal对象。例如：

BigDecimal bd = new BigDecimal("0.1");
    System.out.println(bd);

这段代码输出的结果将是0.1，符合预期。

### 使用setScale方法设置精度 ###

默认情况下，BigDecimal对象的精度是无限的。但是，在某些情况下，我们可能需要将精度限制在一定范围内。例如，我们可能需要将一个小数精确到两位小数点。这时，可以使用setScale方法来设置精度。例如：

BigDecimal bd = new BigDecimal("1.23456789");
    bd = bd.setScale(2, RoundingMode.HALF_UP);
    System.out.println(bd);

这段代码将输出1.23，将小数点后面的数字保留两位，并且使用四舍五入的方式进行舍入。

需要注意的是，setScale方法返回的是一个新的BigDecimal对象，原对象并没有被修改。因此，在使用setScale方法时，需要将返回值重新赋值给原对象。例如：

BigDecimal bd = new BigDecimal("1.23456789");
    bd = bd.setScale(2, RoundingMode.HALF_UP);
    System.out.println(bd);

### 使用compareTo方法比较大小 ###

由于BigDecimal对象的精度非常高，因此不能使用或!=来比较两个BigDecimal对象的大小。这是因为两个BigDecimal对象可能只是在小数点后几位不同，但是使用或!=却会将它们视为不同的对象。

为了比较两个BigDecimal对象的大小，应该使用compareTo方法。这个方法返回一个int类型的值，表示两个对象的大小关系。如果第一个对象小于第第二个对象，返回一个负数；如果两个对象相等，返回0；如果第一个对象大于第二个对象，返回一个正数。例如：

BigDecimal bd1 = new BigDecimal("1.23");
    BigDecimal bd2 = new BigDecimal("1.24");
    System.out.println(bd1.compareTo(bd2));

这段代码将输出-1，表示bd1小于bd2。

需要注意的是，compareTo方法比较的是两个对象的大小关系，而不是它们的数值大小。例如：

BigDecimal bd1 = new BigDecimal("1.0");
    BigDecimal bd2 = new BigDecimal("1.00");
    System.out.println(bd1.compareTo(bd2));

这段代码将输出0，表示bd1和bd2相等。尽管它们的字符串表示形式不同，但它们的数值相等。

### 使用stripTrailingZeros方法去掉末尾的0 ###

当BigDecimal对象的精度超过需要的精度时，它可能会包含一些末尾的0。例如：

BigDecimal bd = new BigDecimal("1.2300");
    System.out.println(bd);

这段代码将输出1.2300，尽管末尾的两个0是没有意义的。为了去掉这些末尾的0，可以使用stripTrailingZeros方法。例如：

BigDecimal bd = new BigDecimal("1.2300");
    bd = bd.stripTrailingZeros();
    System.out.println(bd);

这段代码将输出1.23，去掉了末尾的两个0。

需要注意的是，stripTrailingZeros方法返回的是一个新的BigDecimal对象，原对象并没有被修改。因此，在使用stripTrailingZeros方法时，需要将返回值重新赋值给原对象。

### 避免使用BigDecimal的doubleValue方法 ###

在使用BigDecimal时，有时候需要将其转换为double类型。BigDecimal提供了doubleValue方法来进行转换，例如：

BigDecimal bd = new BigDecimal("1.23");
    double d = bd.doubleValue();

然而，doubleValue方法存在精度损失的风险。因为double类型只能表示有限的小数，而BigDecimal可以表示任意精度的小数，当一个BigDecimal对象的小数部分超过了double类型的精度范围时，使用doubleValue方法将会丢失精度。

例如：

BigDecimal bd = new BigDecimal("0.1");
    System.out.println(bd.doubleValue());

这段代码将输出0.1，但实际上它应该输出一个接近0.1但不完全等于0.1的值，因为0.1无法精确表示为一个double类型的数值。

如果需要将BigDecimal转换为double类型，应该使用BigDecimal的toBigInteger方法来获取一个BigInteger类型的值，再使用doubleValue方法进行转换。例如：

BigDecimal bd = new BigDecimal("1.23");
    double d = bd.toBigInteger().doubleValue();

这段代码将得到一个正确的结果，因为BigInteger可以表示任意精度的整数，没有精度损失的风险。

### 避免使用BigDecimal的equals方法 ###

BigDecimal提供了equals方法来比较两个对象是否相等。然而，由于BigDecimal可以表示任意精度的小数，因此equals方法的实现非常复杂。实际上，equals方法在比较两个BigDecimal对象时，会考虑它们的精度、舍入模式等因素，因此equals方法的行为可能与预期不一致。

BigDecimal bd1 = new BigDecimal("1.00");
    BigDecimal bd2 = new BigDecimal("1.0");
    System.out.println(bd1.equals(bd2));

这段代码将输出false，尽管bd1和bd2的数值相等。

如果需要比较两个BigDecimal对象是否相等，应该使用compareTo方法进行比较，而不是使用equals方法。例如：

BigDecimal bd1 = new BigDecimal("1.00");
    BigDecimal bd2 = new BigDecimal("1.0");
    System.out.println(bd1.compareTo(bd2) == 0);

这段代码将输出true，表示bd1和bd2相等。

综上所述，使用BigDecimal时需要注意以下几点：

1.  避免使用BigDecimal(double val)构造方法，应该使用BigDecimal(String val)构造方法。
2.  使用setScale方法设置精度，并将返回值重新赋值给原对象。
3.  使用compareTo方法比较大小，而不是使用==或!=。
4.  使用stripTrailingZeros方法去掉末尾的0，并将返回值重新赋值给原对象。
5.  避免使用BigDecimal的doubleValue方法，使用toBigInteger方法获取一个BigInteger类型的值，再使用doubleValue方法进行转换。
6.  避免使用BigDecimal的equals方法，使用compareTo方法进行比较。

下面是一个示例程序，演示了如何使用BigDecimal来进行数学运算：

import java.math.BigDecimal;
    import java.math.RoundingMode;
    
    public class BigDecimalExample {
        public static void main(String[] args) {
            BigDecimal bd1 = new BigDecimal("1.23");
            BigDecimal bd2 = new BigDecimal("2.34");
    
            // 加法
            BigDecimal sum = bd1.add(bd2);
            System.out.println(sum);
    
            // 减法
            BigDecimal difference = bd1.subtract(bd2);
            System.out.println(difference);
    
            // 乘法
            BigDecimal product = bd1.multiply(bd2);
            System.out.println(product);
    
            // 除法
            BigDecimal quotient = bd1.divide(bd2, 2, RoundingMode.HALF_UP);
            System.out.println(quotient);
        }
    }