Java 常用类 07. Java BigDecimal类（浮点数精确计算）

问题：

//浮点数计算遇到的问题
package com.base.demo04;

public class Test10 {
    public static void main(String[] args) {
        double d1 = 1.0;
        double d2 = 0.9;
        System.out.println("d1:" + d1);
        System.out.println("d2:" + d2);
        System.out.println("d1-d2:" + (d1 - d2));
        double result = (1.4 - 0.5) / 0.9;
        System.out.println(result);
    }
}

• 结果：

分析：

• 计算机在存储浮点数字时，以二进制方法存储，在进行转化为二进制时，存储的小数部分，出现部分数据丢失，而成为近似值，从而导致在计算时出现错误。

解决：引入 BigDecimal 类

• 位置：java.math 包中
• 作用：精确计算浮点数
• 创建方式：BigDecimal bd = new BigDecimal("1.0");

BigDecimal

• 不可变的、任意精度的有符号十进制数。
• BigDecimal 由任意精度的整数非标度值 (unscaledValue) 和 32 位的整数标度 (scale) 组成。如果为零或正数，则标度是小数点后的位数。如果为负数，则将该数的非标度值乘以 10 的负 scale 次幂。因此，BigDecimal 表示的数值是 unscaledValue × 10^−scale。

常用方法

• 构造方法
  BigDecimal 类的构造方法挺多的，但这里只介绍一种 public BigDecimal(String val);，将字符串表示形式转换为 BigDecimal。注意这里一定是字符串 String，如果在参数为小数，使用 double 类型时，会出现问题。（注意看实例）
• 普通方法
  BigDecimal 创建的是 对象，所以在运算的时候，不能再使用 +、-、*、/ 等算术运算符进行直接运算，而要使用相应的方法。

注意：在进行除法运算时，结果为除不尽的数，且未标明保留几位小数（或使用舍入的方式），会抛出的异常：

• 常用的舍入方法：Java 8 以后改为 RoundingMode.HALF_UP

• 实例:

package com.base.demo04;

import java.math.BigDecimal;

public class Test10 {
    public static void main(String[] args) {
        double d1 = 1.0;
        double d2 = 0.9;
        System.out.println("================= double ==================");
        System.out.println("d1:" + d1);
        System.out.println("d2:" + d2);
        System.out.println("d1-d2:" + (d1 - d2));
        double result = (1.4 - 0.5) / 0.9;
        System.out.println("double 类型计算 ");
        System.out.println("(1.4 - 0.5) / 0.9 --> " + result);
        System.out.println("=================BigDecimal==================");
        BigDecimal bd1 = new BigDecimal("1.0");
        BigDecimal bd2 = new BigDecimal("0.9");
        // 1.subtract(); 减法
        BigDecimal r1 = bd1.subtract(bd2);
        System.out.println(bd1 + " - " + bd2 + " = " + r1);
        // 2.add(); 加法
        BigDecimal r2 = bd1.add(bd2);
        System.out.println(bd1 + " + " + bd2 + " = " + r2);
        // 3.multiply(); 乘法
        BigDecimal r3 = bd1.multiply(bd2);
        System.out.println(bd1 + " x " + bd2 + " = " + r3);
        // 4.divide(); 除法
        BigDecimal r4 = new BigDecimal("1.4")
                .subtract(new BigDecimal("0.5"))
                .divide(bd2);
        System.out.println("（1.4 - 0.5）/ " + bd2 + " = " + r4);
        BigDecimal r5 = new BigDecimal("20")
                // Java 8 以后改为 RoundingMode.HALF_UP
                .divide(new BigDecimal("3"), 2, BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
        System.out.println("20 / 3 " + " = " + r5 + " 四舍五入");
        // double 值为参数传入 BigDecimal
        System.out.println("========= double 值为参数传入 BigDecimal =========");
        BigDecimal r6 = new BigDecimal(d1);
        BigDecimal r7 = new BigDecimal(d2);
        System.out.println(r6);
        System.out.println(r7);
        System.out.println(r6.add(r7));
    }
}

• 结果

分析：

• 参数类型为 double 的构造方法的结果，有一定的不可预知性。你可能认为在 Java 中写入 newBigDecimal(0.1)， 所创建的 BigDecimal 正好等于0.1（非标度值 1，其标度为 1），但是它实际上是近似值。这是因为 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）。

补充其他方法：BigDecimal.setScale(); 用于格式化小数点

// Java 8 以后改为 RoundingMode.HALF_UP
setScale(1); 表示保留一位小数，默认用四舍五入方式 
setScale(1,BigDecimal.ROUND_DOWN) 直接删除多余的小数位，如 2.35 会变成 2.3 
setScale(1,BigDecimal.ROUND_UP) 进位处理，2.35 变成 2.4 
setScale(1,BigDecimal.ROUND_HALF_UP) 四舍五入，2.35 变成 2.4
setScaler(1,BigDecimal.ROUND_HALF_DOWN) 舍弃部分，> 0.5 进位，否则舍弃。2.35 变成 2.3

总结

• 对于不需要准确计算精度的数字，可以直接使用 float 或 double，但是如果需要精确计算结果，则必须使用 BigDecimal 类，而且使用 BigDecimal 类也可进行大数的操作。