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
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divide(BigDecimal) BigDecimal对象中的值相除,返回BigDecimal对象
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toString() 将BigDecimal对象中的值转换成字符串
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doubleValue() 将BigDecimal对象中的值转换成双精度数
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floatValue() 将BigDecimal对象中的值转换成单精度数
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longValue() 将BigDecimal对象中的值转换成长整数
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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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