BigDecimal 1. 概述 Java在java.math包中提供的API类BigDecimal,用来对超过16位有效位的数进行精确的运算。双精度浮点型变量double可以处理16位有效数,但在实际应用中,可能需要对更大或者更小的数进行运算和处理。
一般情况下,对于那些不需要准确计算精度的数字,我们可以直接使用Float和Double处理,但是Double.valueOf(String) 和Float.valueOf(String)会丢失精度。所以开发中,如果我们需要精确计算的结果,则必须使用BigDecimal类来操作。
BigDecimal所创建的是对象,故我们不能使用传统的+、-、*、/等算术运算符直接对其对象进行数学运算,而必须调用其相对应的方法。方法中的参数也必须是BigDecimal的对象。构造器是类的特殊方法,专门用来创建对象,特别是带有参数的对象。
2. 常用构造函数
BigDecimal(int)
:创建一个具体参数所指定整数值的对象
BigDecimal(double)
:创建一个参数所指定双精度值的对象
BigDecimal(long)
:创建一个参数所指定的长整数值的对象
BigDecimal(String)
:创建一个参数所指定字符串表示的数值的对象
3. 简单使用 public class Main { public static void main (String[] args) { BigDecimal a = new BigDecimal (0.1 ); BigDecimal b = new BigDecimal ("0.1" ); System.out.println(a); System.out.println(b); } }
(1)参数类型为double的构造方法的结果有一定的不可预知性。因为0.1无法准确地表示为 double(或者说对于该情况,不能表示为任何有限长度的二进制小数)。这样,传入到构造方法的值不会正好等于 0.1(虽然表面上等于该值)。
(2)String 构造方法是完全可预知的:写入 newBigDecimal(“0.1”) 将创建一个 BigDecimal,它正好等于预期的 0.1。因此,比较而言, 通常建议优先使用String构造方法。
(3)当double必须用作BigDecimal的源时,请注意,此构造方法提供了一个准确转换;它不提供与以下操作相同的结果:先使用Double.toString(double)方法,然后使用BigDecimal(String)构造方法,将double转换为String。要获取该结果,请使用static valueOf(double)方法。
BigDecimal a = new BigDecimal (Double.toString(0.1 ));
4. 常用方法详解 (1)常用方法
add(BigDeciaml)
:BigDecimal对象中的值相加,返回BigDecimal对象
substract(BigDeciaml)
:BigDecimal对象中的值相减,返回BigDecimal对象
multiply(BigDecimal)
:BigDecimal对象中的值相乘,返回BigDecimal对象
divide(BigDecimal)
:BigDecimal对象中的值相除,返回BigDecimal对象
toString()
:将BigDecimal对象中的值转换为字符串
doubleValue()
:将BigDecimal对象中的值转换为双精度数
floatValue()
:将BigDecimal对象中的值转换为单精度数
longValue()
:将BigDecimal对象中的值转换为长整数
intValue()
:将BigDecimal对象中的值转换为整数
(2)比较大小
java中对BigDecimal比较大小一般用的是bigdemical的compareTo方法。
public class Main { public static void main (String[] args) { BigDecimal a = new BigDecimal ("0.2" ); BigDecimal b = new BigDecimal ("0.1" ); System.out.println(a.compareTo(b)); } }
返回结果分析:
-1:表示a小于b 0:表示a等于b 1:表示a大于b
5. 格式化 由于NumberFormat类的format()方法可以使用BigDecimal对象作为其参数,可以利用BigDecimal对超出16位有效数字的货币值,百分值,以及一般数值进行格式化控制。
以利用BigDecimal对货币和百分比格式化为例。首先,创建BigDecimal对象,进行BigDecimal的算术运算后,分别建立对货币和百分比格式化的引用,最后利用BigDecimal对象作为format()方法的参数,输出其格式化的货币值和百分比。
public class Main { public static void main (String[] args) { NumberFormat currency = NumberFormat.getCurrencyInstance(); NumberFormat percent = NumberFormat.getPercentInstance(); percent.setMaximumFractionDigits(3 ); BigDecimal loanAmount = new BigDecimal ("15000.48" ); BigDecimal interestRate = new BigDecimal ("0.008" ); BigDecimal interest = loanAmount.multiply(interestRate); System.out.println("贷款金额 :" + currency.format(loanAmount)); System.out.println("利率 :" + percent.format(interestRate)); System.out.println("利息 :" + currency.format(interest)); } }
贷款金额 :¥15 ,000.48 利率 :0.8 % 利息 :¥120.00
6. 常见异常 public class Main { public static void main(String[] args) { BigDecimal a = new BigDecimal("10"); BigDecimal b = new BigDecimal("3"); System.out.println(a.divide(b)); } } Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: Non-terminating decimal expansion; no exact representable decimal result. at java.math.BigDecimal.divide(BigDecimal.java:1693) at data.Main.main(Main.java:11)
通过BigDecimal的divide方法进行除法时当不整除,出现无限循环小数时,就会抛异常:java.lang.ArithmeticException: Non-terminating decimal expansion; no exact representable decimal result.
解决方法:divide方法设置精确小数点,如:divide(xxx, 2)
。
System.out.println(a.divide(b, RoundingMode.HALF_DOWN));
7. 总结 在需要精确的小数计算时再使用BigDecimal,BigDecimal的性能比double和float差,在处理庞大,复杂的运算时尤为明显。故一般精度的计算没必要使用BigDecimal。尽量使用参数类型为String的构造函数。
BigDecimal都是不可变的(immutable)的, 在进行每一次四则运算时,都会产生一个新的对象 ,所以在做加减乘除运算时要记得要保存操作后的值。
import java.math.BigDecimal;public class ArithmeticUtils { private static final int DEF_DIV_SCALE = 10 ; public static double add (double v1, double v2) { BigDecimal b1 = new BigDecimal (Double.toString(v1)); BigDecimal b2 = new BigDecimal (Double.toString(v2)); return b1.add(b2).doubleValue(); } public static BigDecimal add (String v1, String v2) { BigDecimal b1 = new BigDecimal (v1); BigDecimal b2 = new BigDecimal (v2); return b1.add(b2); } public static String add (String v1, String v2, int scale) { if (scale < 0 ) { throw new IllegalArgumentException ( "The scale must be a positive integer or zero" ); } BigDecimal b1 = new BigDecimal (v1); BigDecimal b2 = new BigDecimal (v2); return b1.add(b2).setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString(); } public static double sub (double v1, double v2) { BigDecimal b1 = new BigDecimal (Double.toString(v1)); BigDecimal b2 = new BigDecimal (Double.toString(v2)); return b1.subtract(b2).doubleValue(); } public static BigDecimal sub (String v1, String v2) { BigDecimal b1 = new BigDecimal (v1); BigDecimal b2 = new BigDecimal (v2); return b1.subtract(b2); } public static String sub (String v1, String v2, int scale) { if (scale < 0 ) { throw new IllegalArgumentException ( "The scale must be a positive integer or zero" ); } BigDecimal b1 = new BigDecimal (v1); BigDecimal b2 = new BigDecimal (v2); return b1.subtract(b2).setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString(); } public static double mul (double v1, double v2) { BigDecimal b1 = new BigDecimal (Double.toString(v1)); BigDecimal b2 = new BigDecimal (Double.toString(v2)); return b1.multiply(b2).doubleValue(); } public static BigDecimal mul (String v1, String v2) { BigDecimal b1 = new BigDecimal (v1); BigDecimal b2 = new BigDecimal (v2); return b1.multiply(b2); } public static double mul (double v1, double v2, int scale) { BigDecimal b1 = new BigDecimal (Double.toString(v1)); BigDecimal b2 = new BigDecimal (Double.toString(v2)); return round(b1.multiply(b2).doubleValue(), scale); } public static String mul (String v1, String v2, int scale) { if (scale < 0 ) { throw new IllegalArgumentException ( "The scale must be a positive integer or zero" ); } BigDecimal b1 = new BigDecimal (v1); BigDecimal b2 = new BigDecimal (v2); return b1.multiply(b2).setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString(); } public static double div (double v1, double v2) { return div(v1, v2, DEF_DIV_SCALE); } public static double div (double v1, double v2, int scale) { if (scale < 0 ) { throw new IllegalArgumentException ("The scale must be a positive integer or zero" ); } BigDecimal b1 = new BigDecimal (Double.toString(v1)); BigDecimal b2 = new BigDecimal (Double.toString(v2)); return b1.divide(b2, scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue(); } public static String div (String v1, String v2, int scale) { if (scale < 0 ) { throw new IllegalArgumentException ("The scale must be a positive integer or zero" ); } BigDecimal b1 = new BigDecimal (v1); BigDecimal b2 = new BigDecimal (v1); return b1.divide(b2, scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString(); } public static double round (double v, int scale) { if (scale < 0 ) { throw new IllegalArgumentException ("The scale must be a positive integer or zero" ); } BigDecimal b = new BigDecimal (Double.toString(v)); return b.setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue(); } public static String round (String v, int scale) { if (scale < 0 ) { throw new IllegalArgumentException ( "The scale must be a positive integer or zero" ); } BigDecimal b = new BigDecimal (v); return b.setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString(); } public static String remainder (String v1, String v2, int scale) { if (scale < 0 ) { throw new IllegalArgumentException ( "The scale must be a positive integer or zero" ); } BigDecimal b1 = new BigDecimal (v1); BigDecimal b2 = new BigDecimal (v2); return b1.remainder(b2).setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString(); } public static BigDecimal remainder (BigDecimal v1, BigDecimal v2, int scale) { if (scale < 0 ) { throw new IllegalArgumentException ( "The scale must be a positive integer or zero" ); } return v1.remainder(v2).setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP); } public static boolean compare (String v1, String v2) { BigDecimal b1 = new BigDecimal (v1); BigDecimal b2 = new BigDecimal (v2); int bj = b1.compareTo(b2); boolean res; if (bj > 0 ) res = true ; else res = false ; return res; } }