BigDecimal踩坑总结

BigDecimal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。

BigDecimal常用构造函数

常用构造函数

BigDecimal(int) 创建一个具有参数所指定整数值的对象
BigDecimal(double) 创建一个具有参数所指定双精度值的对象
BigDecimal(long) 创建一个具有参数所指定长整数值的对象
BigDecimal(String) 创建一个具有参数所指定以字符串表示的数值的对象

使用问题分析

使用示例：

BigDecimal a =new BigDecimal(0.1);
System.out.println("a values is:"+a);
System.out.println("=====================");
BigDecimal b =new BigDecimal("0.1");
System.out.println("b values is:"+b);

结果示例：

a values is:0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625
=====================
b values is:0.1

原因分析：

1）参数类型为double的构造方法的结果有一定的不可预知性。有人可能认为在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），但是它实际上等于0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625。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）。

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常用方法详解

常用方法

add(BigDecimal) BigDecimal对象中的值相加，返回BigDecimal对象
subtract(BigDecimal) 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对象中的值转换成字符串
doubleValue() 将BigDecimal对象中的值转换成双精度数
floatValue() 将BigDecimal对象中的值转换成单精度数
longValue() 将BigDecimal对象中的值转换成长整数
intValue() 将BigDecimal对象中的值转换成整数

BigDecimal大小比较

java中对BigDecimal比较大小一般用的是bigdemical的compareTo方法

int a = bigdemical.compareTo(bigdemical2)

返回结果分析：

a = -1,表示bigdemical小于bigdemical2；
a = 0,表示bigdemical等于bigdemical2；
a = 1,表示bigdemical大于bigdemical2；

举例：a大于等于b

new bigdemica(a).compareTo(new bigdemical(b)) >= 0

BigDecimal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。

NumberFormat currency = NumberFormat.getCurrencyInstance(); //建立货币格式化引用
NumberFormat percent = NumberFormat.getPercentInstance();  //建立百分比格式化引用
percent.setMaximumFractionDigits(3); //百分比小数点最多3位

BigDecimal loanAmount = new BigDecimal("15000.48"); //贷款金额
BigDecimal interestRate = new BigDecimal("0.008"); //利率
BigDecimal interest = loanAmount.multiply(interestRate); //相乘

System.out.println("贷款金额:\t" + currency.format(loanAmount));
System.out.println("利率:\t" + percent.format(interestRate));
System.out.println("利息:\t" + currency.format(interest));

结果：

贷款金额: ￥15,000.48 利率: 0.8% 利息: ￥120.00

BigDecimal格式化保留2为小数，不足则补0：

public class NumberFormat {

    public static void main(String[] s){
        System.out.println(formatToNumber(new BigDecimal("3.435")));
        System.out.println(formatToNumber(new BigDecimal(0)));
        System.out.println(formatToNumber(new BigDecimal("0.00")));
        System.out.println(formatToNumber(new BigDecimal("0.001")));
        System.out.println(formatToNumber(new BigDecimal("0.006")));
        System.out.println(formatToNumber(new BigDecimal("0.206")));
    }
    /**      * @desc 1.0~1之间的BigDecimal小数，格式化后失去前面的0,则前面直接加上0。      * 2.传入的参数等于0，则直接返回字符串"0.00"      * 3.大于1的小数，直接格式化返回字符串      * @param obj传入的小数      * @return      */
    public static String formatToNumber(BigDecimal obj) {
        DecimalFormat df = new DecimalFormat("#.00");
        if(obj.compareTo(BigDecimal.ZERO)==0) {
            return "0.00";
        }else if(obj.compareTo(BigDecimal.ZERO)>0&&obj.compareTo(new BigDecimal(1))<0){
            return "0"+df.format(obj).toString();
        }else {
            return df.format(obj).toString();
        }
    }
}

结果为：

3.44
0.00
0.00
0.00
0.01
0.21

BigDecimal常见异常

使用String类型对BigDecimal进行初始化

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。在bigDecimal初始化时，不要使用double或者float类型的值传入构造器，对比可知，test2仍然会出现精度问题，而在创建BigDecimal对象时，参数为字符串就不会出现精度问题所以总结如下

//使用String构造
BigDecimal b1 = new BigDecimal("0.1");
//或者是：
BigDecimal b1 = BigDecimal.valueOf(0.1);
//点开valueOf的源码，可以看到在源码中也是用new BigDecimal(String);返回一个BigDecimal对象的
//源码如下：
public static BigDecimal valueOf(double val) {
    // Reminder: a zero double returns '0.0', so we cannot fastpath
    // to use the constant ZERO. This might be important enough to
    // justify a factory approach, a cache, or a few private
    // constants, later.
    return new BigDecimal(Double.toString(val));
}

在进行BigDecimal数值比较时不要使用equals进行比较

使用equals进行比较会比较值的大小和精度的大小，即0.00和0.000是不相等的，要使用compareTo()来进行比较。

进行计算时需要保证参与计算的值不能为null

在使用BigDecimal类型进行计算时，进行加、减、乘、除、比较大小时，一定要保证参与计算的两个值不能为空，否则会抛出java.lang.NullPointerException异常。

比如下面的2段代码，都会抛出异常：

BigDecimal number1 = null;
BigDecimal number2 = new BigDecimal("11.12");

BigDecimal number3 = number1.add(number2);
System.out.println("number1 add number2 = " + number3);

BigDecimal number1 = new BigDecimal("88.88");
BigDecimal number2 = null;

BigDecimal number3 = number1.add(number2);
System.out.println("number1 add number2 = " + number3);

抛出的异常如下图所示：

使用`divide`方法方法时小心无限循环小数以及除数不能为0

一次在使用BigDecimal的divide方法时，抛出java.lang.ArithmeticException异常，错误代码如下所示：

// 含税金额
BigDecimal inclusiveTaxAmount = new BigDecimal("1000");
// 税率
BigDecimal taxRate = new BigDecimal("0.13");
// 不含税金额 = 含税金额 / (1+税率)
BigDecimal exclusiveTaxAmount = inclusiveTaxAmount.divide(BigDecimal.ONE.add(taxRate));

System.out.println(exclusiveTaxAmount);

运行时抛出以下异常：

报错原因是因为无法整除，导致结果是无限循环小数：

解决方案是指定下舍入模式，比如我们最常用的四舍五入模式：

// 不含税金额 = 含税金额 / (1+税率)
BigDecimal exclusiveTaxAmount = inclusiveTaxAmount.divide(BigDecimal.ONE.add(taxRate),RoundingMode.HALF_UP);

此时不再报错，输出结果为：885

但这里我的需求是保留2位小数，四舍五入，因此代码应该是下面这样的：

// 不含税金额 = 含税金额 / (1+税率)
BigDecimal exclusiveTaxAmount = inclusiveTaxAmount.divide(BigDecimal.ONE.add(taxRate), 2, RoundingMode.HALF_UP);

此时的输出结果为： 884.96

BigDecimal转String，科学计数法问题

结论：将BigDecimal转换为String，推荐使用toPlainString()，而不是toString()

可能你的写法是下面这样的：

BigDecimal amount = new BigDecimal("3450.67");
System.out.println(amount.toString());

输出结果：3450.67

大部分情况下，这么使用并没有问题，不过在某些场景下，这么使用就容易踩坑，比如下面的3个示例：

System.out.println( new BigDecimal("0.000000000000").toString());
//输出结果：0E-12

BigDecimal bigDecimal = new BigDecimal("1E+11");
System.out.println(bigDecimal.toString());
//输出结果：1E+11

还有个更为常用的场景：抹零，也容易踩坑，比如下面所示的代码，预期的输出结果是3550，但实际上并不是：

BigDecimal bigDecimal = new BigDecimal("3550.00");
System.out.println(bigDecimal.stripTrailingZeros().toString());
//输出结果：3.55E+3

//使用toPlainString()方法可以避免这个问题，如下所示：
System.out.println( new BigDecimal("0.000000000000").toPlainString());
System.out.println( new BigDecimal("1E+11").toPlainString());
System.out.println(new BigDecimal("3550.00").stripTrailingZeros().toPlainString());

//输出结果：
//0.000000000000
//100000000000
//3550

其实，BigDecimal提供了3个转换为String的方法，分别为：

toString() 某些场景下使用科学计数法
toPlainString() 不使用任何计数法
toEngineeringString() 某些场景下使用工程计数法

这里简单提下科学计数法和工程计数法的区别：

科学记数法，是将数字表示成10的幂的倍数的形式。

工程记数法，是在科学记数法基础上，将10的幂限制为3的倍数。

举例：

原始值	科学技术法	工程计数法
2700	2.7 x 10³	2.7 x 10³
27000	2.7 x 10⁴	27 x 10³
270000	2.7 x 10⁵	270 x 10³
2700000	2.7 x 10⁶	2.7 x 10⁶

示例代码：

BigDecimal bigDecimal = new BigDecimal("270000.00").stripTrailingZeros();
System.out.println(bigDecimal.toString());
System.out.println(bigDecimal.toPlainString());
System.out.println(bigDecimal.toEngineeringString());

//输出结果：
//2.7E+5
//270000
//270E+3

使用规范

尽量不要在项目中使用new BigDecimal("0")，而是使用BigDecimal提供的常量BigDecimal.ZERO。

BigDecimal zero = BigDecimal.ZERO;
BigDecimal one = BigDecimal.ONE;
BigDecimal ten = BigDecimal.TEN;

今天的文章BigDecimal踩坑总结分享到此就结束了，感谢您的阅读。

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