Java中的BigDecimal類你了解多少？
前言
我們都知道浮點(diǎn)型變量在進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)丟失精度的問(wèn)題。如下一段代碼：
- System.out.println(0.05 + 0.01);
- System.out.println(1.0 - 0.42);
- System.out.println(4.015 * 100);
- System.out.println(123.3 / 100);
輸出：
- 0.060000000000000005
- 0.5800000000000001
- 401.49999999999994
- 1.2329999999999999
可以看到在Java中進(jìn)行浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算的時(shí)候，會(huì)出現(xiàn)丟失精度的問(wèn)題。那么我們?nèi)绻谶M(jìn)行商品價(jià)格計(jì)算的時(shí)候，就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。很有可能造成我們手中有0.06元，卻無(wú)法購(gòu)買一個(gè)0.05元和一個(gè)0.01元的商品。因?yàn)槿缟纤荆麄儍蓚€(gè)的總和為0.060000000000000005。這無(wú)疑是一個(gè)很嚴(yán)重的問(wèn)題，尤其是當(dāng)電商網(wǎng)站的并發(fā)量上去的時(shí)候，出現(xiàn)的問(wèn)題將是巨大的。可能會(huì)導(dǎo)致無(wú)法下單，或者對(duì)賬出現(xiàn)問(wèn)題。所以接下來(lái)我們就可以使用Java中的BigDecimal類來(lái)解決這類問(wèn)題。
普及一下：
Java中float的精度為6-7位有效數(shù)字。double的精度為15-16位。
API
構(gòu)造器：
- 構(gòu)造器 描述
- BigDecimal(int) 創(chuàng)建一個(gè)具有參數(shù)所指定整數(shù)值的對(duì)象。
- BigDecimal(double) 創(chuàng)建一個(gè)具有參數(shù)所指定雙精度值的對(duì)象。
- BigDecimal(long) 創(chuàng)建一個(gè)具有參數(shù)所指定長(zhǎng)整數(shù)值的對(duì)象。
- BigDecimal(String) 創(chuàng)建一個(gè)具有參數(shù)所指定以字符串表示的數(shù)值的對(duì)象。
函數(shù)：
- 方法 描述
- add(BigDecimal) BigDecimal對(duì)象中的值相加，然后返回這個(gè)對(duì)象。
- subtract(BigDecimal) BigDecimal對(duì)象中的值相減，然后返回這個(gè)對(duì)象。
- multiply(BigDecimal) BigDecimal對(duì)象中的值相乘，然后返回這個(gè)對(duì)象。
- divide(BigDecimal) BigDecimal對(duì)象中的值相除，然后返回這個(gè)對(duì)象。
- toString() 將BigDecimal對(duì)象的數(shù)值轉(zhuǎn)換成字符串。
- doubleValue() 將BigDecimal對(duì)象中的值以雙精度數(shù)返回。
- floatValue() 將BigDecimal對(duì)象中的值以單精度數(shù)返回。
- longValue() 將BigDecimal對(duì)象中的值以長(zhǎng)整數(shù)返回。
- intValue() 將BigDecimal對(duì)象中的值以整數(shù)返回。
由于一般的數(shù)值類型，例如double不能準(zhǔn)確的表示16位以上的數(shù)字。
BigDecimal精度也丟失
我們?cè)谑褂肂igDecimal時(shí)，使用它的BigDecimal(String)構(gòu)造器創(chuàng)建對(duì)象才有意義。其他的如BigDecimal b = new BigDecimal(1)這種，還是會(huì)發(fā)生精度丟失的問(wèn)題。如下代碼：
- BigDecimal a = new BigDecimal(1.01);
- BigDecimal b = new BigDecimal(1.02);
- BigDecimal c = new BigDecimal("1.01");
- BigDecimal d = new BigDecimal("1.02");
- System.out.println(a.add(b));
- System.out.println(c.add(d));
輸出：
- 2.0300000000000000266453525910037569701671600341796875
- 2.03
可見(jiàn)論丟失精度BigDecimal顯的更為過(guò)分。但是使用Bigdecimal的BigDecimal(String)構(gòu)造器的變量在進(jìn)行運(yùn)算的時(shí)候卻沒(méi)有出現(xiàn)這種問(wèn)題。 究其原因計(jì)算機(jī)組成原理里面都有，它們的編碼決定了這樣的結(jié)果。long可以準(zhǔn)確存儲(chǔ)19位數(shù)字，而double只能準(zhǔn)備存儲(chǔ)16位數(shù)字。double由于有exp位，可以存16位以上的數(shù)字，但是需要以低位的不精確作為代價(jià)。如果需要高于19位數(shù)字的精確存儲(chǔ)，則必須用BigInteger來(lái)保存，當(dāng)然會(huì)犧牲一些性能。所以我們一般使用BigDecimal來(lái)解決商業(yè)運(yùn)算上丟失精度的問(wèn)題的時(shí)候，聲明BigDecimal對(duì)象的時(shí)候一定要使用它構(gòu)造參數(shù)為String的類型的構(gòu)造器。
同時(shí)這個(gè)原則Effective Java和MySQL 必知必會(huì)中也都有提及。float和double只能用來(lái)做科學(xué)計(jì)算和工程計(jì)算。商業(yè)運(yùn)算中我們要使用BigDecimal。
而且我們從源碼的注釋中官方也給出了說(shuō)明，如下是BigDecimal類的double類型參數(shù)的構(gòu)造器上的一部分注釋說(shuō)明：
- The results of this constructor can be somewhat unpredictable.
- * One might assume that writing {@code new BigDecimal(0.1)} in
- * Java creates a {@code BigDecimal} which is exactly equal to
- * 0.1 (an unscaled value of 1, with a scale of 1), but it is
- * actually equal to
- * 0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625.
- * This is because 0.1 cannot be represented exactly as a
- * {@code double} (or, for that matter, as a binary fraction of
- * any finite length). Thus, the value that is being passed
- * <i>in</i> to the constructor is not exactly equal to 0.1,
- * appearances notwithstanding.
- ……
- * When a {@code double} must be used as a source for a
- * {@code BigDecimal}, note that this constructor provides an
- * exact conversion; it does not give the same result as
- * converting the {@code double} to a {@code String} using the
- * {@link Double#toString(double)} method and then using the
- * {@link #BigDecimal(String)} constructor. To get that result,
- * use the {@code static} {@link #valueOf(double)} method.
- * </ol>
- public BigDecimal(double val) {
- this(val,MathContext.UNLIMITED);
- }
第一段也說(shuō)的很清楚它只能計(jì)算的無(wú)限接近這個(gè)數(shù)，但是無(wú)法精確到這個(gè)數(shù)。第二段則說(shuō)，如果要想準(zhǔn)確計(jì)算這個(gè)值，那么需要把double類型的參數(shù)轉(zhuǎn)化為String類型的。并且使用BigDecimal(String)這個(gè)構(gòu)造方法進(jìn)行構(gòu)造。 去獲取結(jié)果。
正確運(yùn)用BigDecimal
另外，BigDecimal所創(chuàng)建的是對(duì)象，我們不能使用傳統(tǒng)的+、-、*、/等算術(shù)運(yùn)算符直接對(duì)其對(duì)象進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算，而必須調(diào)用其相對(duì)應(yīng)的方法。方法中的參數(shù)也必須是BigDecimal的對(duì)象，由剛才我們所羅列的API也可看出。
在一般開(kāi)發(fā)過(guò)程中，我們數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)都是float和double類型的。在進(jìn)行拿來(lái)拿去運(yùn)算的時(shí)候還需要不斷的轉(zhuǎn)化，這樣十分的不方便。這里我寫了一個(gè)工具類：
- /**
- * @author: Ji YongGuang.
- * @date: 19:50 2017/12/14.
- */
- public class BigDecimalUtil {
- private BigDecimalUtil() {
- }
- public static BigDecimal add(double v1, double v2) {// v1 + v2
- BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));
- BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));
- return b1.add(b2);
- }
- public static BigDecimal sub(double v1, double v2) {
- BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));
- BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));
- return b1.subtract(b2);
- }
- public static BigDecimal mul(double v1, double v2) {
- BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));
- BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));
- return b1.multiply(b2);
- }
- public static BigDecimal div(double v1, double v2) {
- BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));
- BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));
- // 2 = 保留小數(shù)點(diǎn)后兩位 ROUND_HALF_UP = 四舍五入
- return b1.divide(b2, 2, BigDecimal.ROUND_HALF_UP);// 應(yīng)對(duì)除不盡的情況
- }
- }
該工具類提供了double類型的基本的加減乘除運(yùn)算。直接調(diào)用即可。
