Bigdecimal類的介紹及常用方法

簡介

Java在java.math包中提供的API類BigDecimal,用來對超過16位有效位的數(shù)進行精確的運算。雙精度浮點型變量double可以處理16位有效數(shù)。在實際應用中,需要對更大或者更小的數(shù)進行運算和處理。float和double只能用來做科學計算或者是工程計算,在商業(yè)計算中要用java.math.BigDecimal。BigDecimal所創(chuàng)建的是對象,我們不能使用傳統(tǒng)的+、-、*、/等算術(shù)運算符直接對其對象進行數(shù)學運算,而必須調(diào)用其相對應的方法。方法中的參數(shù)也必須是BigDecimal的對象。構(gòu)造器是類的特殊方法,專門用來創(chuàng)建對象,特別是帶有參數(shù)的對象。

構(gòu)造器

BigDecimal(int)       創(chuàng)建一個具有參數(shù)所指定整數(shù)值的對象。
BigDecimal(double) 創(chuàng)建一個具有參數(shù)所指定雙精度值的對象。
BigDecimal(long)    創(chuàng)建一個具有參數(shù)所指定長整數(shù)值的對象。
BigDecimal(String) 創(chuàng)建一個具有參數(shù)所指定以字符串表示的數(shù)值的對象。

這幾個都是常用的構(gòu)造器,他們返回的對象都是BigDecimal對象。換而言之, 將各個類型的值轉(zhuǎn)換為BigDecimal對象,就是通過構(gòu)造器。

反過來說,將BigDecimal對象轉(zhuǎn)換為其他類型的對象,我們通過以下幾種:

toString()                將BigDecimal對象的數(shù)值轉(zhuǎn)換成字符串。
doubleValue()          將BigDecimal對象中的值以雙精度數(shù)返回。
floatValue()             將BigDecimal對象中的值以單精度數(shù)返回。
longValue()             將BigDecimal對象中的值以長整數(shù)返回。
intValue()               將BigDecimal對象中的值以整數(shù)返回。

常用方法


BigDecimal b1 = new BigDecimal("20");
BigDecimal b2 = new BigDecimal("30");

b1.add(b2) :加法,求兩個BigDecimal類型數(shù)據(jù)的和。
b1.subtract(b2):減法,求兩個BigDecimal類型數(shù)據(jù)的差。
b1.multiply(b2):乘法,求兩個BigDecimal類型數(shù)據(jù)的積。
b1.remainder(b2):求余數(shù),求b1除以b2的余數(shù)。
b1.max(b2) : 最大數(shù),求兩個BigDecimal類型數(shù)據(jù)的最大值
b1.min(b2) : 最小數(shù),求兩個BigDecimal類型數(shù)據(jù)的最小值。
bi.abs():絕對值,求BigDecimal類型數(shù)據(jù)的絕對值。
b1.negate():相反數(shù),求BigDecimal類型數(shù)據(jù)的相反數(shù)。

這里把除法單獨拉出來

BigDecimal divide(BigDecimal divisor, int scale, int roundingMode)

除法 divide有三個參數(shù)的方法,第一參數(shù)表示除數(shù),第二個參數(shù)表示小數(shù)點后保留位數(shù),第三個參數(shù)表示取舍規(guī)則。只有在作除法運算或四舍五入時才用到取舍規(guī)則。 因為BigDecimal除法可能出現(xiàn)不能整除的情況,比如 4.5/1.3,這時會報錯java.lang.ArithmeticException: Non-terminating decimal expansion; no exact representable decimal result。所以當我們用三參數(shù)的除法方法時,規(guī)定了保留幾位小數(shù)以及你的保留方式,就可以避免異常。

幾個取舍規(guī)則:

ROUND_CEILING //向正無窮方向舍入
ROUND_DOWN //向零方向舍入
ROUND_FLOOR //向負無窮方向舍入
ROUND_HALF_DOWN  //向(距離)最近的一邊舍入,除非兩邊(的距離)是相等,如果是這樣,向下舍入, 例如1.55 保留一位小數(shù)結(jié)果為1.5
ROUND_HALF_EVEN  //向(距離)最近的一邊舍入,除非兩邊(的距離)是相等,如果是這樣,如果保留位數(shù)是奇數(shù),使用ROUND_HALF_UP,如果是偶數(shù),使用ROUND_HALF_DOWN
ROUND_HALF_UP  //向(距離)最近的一邊舍入,除非兩邊(的距離)是相等,如果是這樣,向上舍入, 1.55保留一位小數(shù)結(jié)果為1.6
ROUND_UNNECESSARY //計算結(jié)果是精確的,不需要舍入模式
ROUND_UP //向遠離0的方向舍入

我們最常用的四舍五入應該是 ROUND_HALF_UP

Note that ``this is the rounding mode that most of us were taught in grade school.

源碼中的注釋也解釋了這一點。

這里說下除法里的第三個參數(shù),

 a.divide(b,2,RoundingMode.HALF_UP)

這里RoundingMode其實是個枚舉類,點進去源碼可以看到其實他就是匹配到幾種取舍規(guī)則

UP(BigDecimal.ROUND_UP),
DOWN(BigDecimal.ROUND_DOWN),
CEILING(BigDecimal.ROUND_CEILING),
FLOOR(BigDecimal.ROUND_FLOOR),
HALF_UP(BigDecimal.ROUND_HALF_UP),
HALF_DOWN(BigDecimal.ROUND_HALF_DOWN),
HALF_EVEN(BigDecimal.ROUND_HALF_EVEN),
UNNECESSARY(BigDecimal.ROUND_UNNECESSARY);

而最常用的就是 HALF_UP 也就是四舍五入。

那如果我們在乘法或者加法減法中也要保留幾位或者四舍五入,該怎么操作呢?

四舍五入

BigDecimal中有一個setScale()方法

setScale(int newScale, int roundingMode)
setScale(int newScale, RoundingMode roundingMode)

第一個參數(shù)就是你要保留幾位,第二個可填的參數(shù)就是取舍規(guī)則,圖中的兩種殊途同歸。

如果你第二個參數(shù)不加,僅僅想保留幾位,他在源碼中會自動幫你選擇默認的規(guī)則。

public BigDecimal setScale(int newScale) { return setScale(newScale, ROUND_UNNECESSARY);
    } /** * Rounding mode to assert that the requested operation has an exact
     * result, hence no rounding is necessary.  If this rounding mode is
     * specified on an operation that yields an inexact result, an
     * {@code ArithmeticException} is thrown. */
    public final static int ROUND_UNNECESSARY =  7;</pre>

源碼中提及,當我們需要精確結(jié)果的時候,可以用這種取舍方式,但是如果你的結(jié)果不精確就會拋出異常。

栗子:

BigDecimal b1 = new BigDecimal("3.5");    
BigDecimal b2 = new BigDecimal("7.7");
b1.divide(b2).setScale(2);

Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: Non-terminating decimal expansion; no exact representable decimal result.
    at java.math.BigDecimal.divide(BigDecimal.java:1690)

Java中提供了大數(shù)字(超過16位有效位)的操作類,即 java.math.BinInteger 類和 java.math.BigDecimal 類,用于高精度計算.
  其中 BigInteger 類是針對大整數(shù)的處理類,而 BigDecimal 類則是針對大小數(shù)的處理類.
  BigDecimal 類的實現(xiàn)用到了 BigInteger類,不同的是 BigDecimal 加入了小數(shù)的概念.
  float和Double只能用來做科學計算或者是工程計算;在商業(yè)計算中,對數(shù)字精度要求較高,必須使用 BigInteger 類和 BigDecimal 類,它支持任何精度的定點數(shù),可以用它來精確計算貨幣值.
  BigDecimal類創(chuàng)建的是對象,不能使用傳統(tǒng)的+、-、、/等算術(shù)運算符直接對其進行數(shù)學運算,而必須調(diào)用其對應的方法.方法的參數(shù)也必須是BigDecimal類型的對象.*

一、構(gòu)造BigDecimal 對象常用方法

  1、方法一

BigDecimal BigDecimal(double d); //不允許使用

2、方法二

BigDecimal BigDecimal(String s); //常用,推薦使用

3、方法三

static BigDecimal valueOf(double d); //常用,推薦使用

 注意:

 1. double 參數(shù)的構(gòu)造方法,不允許使用!!!!因為它不能精確的得到相應的值,值會變大;
  2. String 構(gòu)造方法是完全可預知的: 寫入 new BigDecimal("0.1") 將創(chuàng)建一個 BigDecimal,它正好等于預期的0.1; 因此,通常建議優(yōu)先使用 String 構(gòu)造方法;
  3. 靜態(tài)方法 valueOf(double val) 內(nèi)部實現(xiàn),仍是將 double 類型轉(zhuǎn)為 String 類型; 這通常是將 double(或float)轉(zhuǎn)化為 BigDecimal 的首選方法;

測試代碼如下:

package com.qiyuan.util; 
import java.math.BigDecimal;
public class orderCode { 
  public static void main(String[] args) { double d1 = 0.10334; double d2 = 1234.0;

        System.out.println("new BigDecimal("+d1+")=" + new BigDecimal(d1)); //此種方式絕對不允許!!!!!
        System.out.println("new BigDecimal("+d2+")=" + new BigDecimal(d2)); //此種方式絕對不允許!!!!!
        System.out.println("");

        System.out.println("new BigDecimal(String.valueOf("+d1+"))=" + new BigDecimal(String.valueOf(d1)));
        System.out.println("new BigDecimal(String.valueOf("+d2+"))=" + new BigDecimal(String.valueOf(d2)));
        System.out.println("");

        System.out.println("new BigDecimal(String.valueOf("+d1+"))=" + new BigDecimal(Double.toString(d1)));
        System.out.println("new BigDecimal(String.valueOf("+d2+"))=" + new BigDecimal(Double.toString(d2)));
        System.out.println("");

        System.out.println("BigDecimal.valueOf("+d1+")=" + BigDecimal.valueOf(d1));
        System.out.println("BigDecimal.valueOf("+d2+")=" + BigDecimal.valueOf(d2));
        System.out.println("");

        BigDecimal b1 = BigDecimal.valueOf(1);
        BigDecimal b2 = BigDecimal.valueOf(1.00000);
        System.out.println(b1.equals(b2));
        System.out.println(b1.compareTo(b2));
    }

}

輸出如下:


new BigDecimal(0.10334)=0.10334000000000000130118138486068346537649631500244140625
new BigDecimal(1234.0)=1234

new BigDecimal(String.valueOf(0.10334))=0.10334
new BigDecimal(String.valueOf(1234.0))=1234.0

new BigDecimal(String.valueOf(0.10334))=0.10334
new BigDecimal(String.valueOf(1234.0))=1234.0 BigDecimal.valueOf(0.10334)=0.10334 BigDecimal.valueOf(1234.0)=1234.0

false
0

二、BigDecimal保留小數(shù)位

public static void main(String[] args) throws IllegalAccessException {
    BigDecimal decimal = new BigDecimal("1.12345");
    System.out.println(decimal);
    BigDecimal setScale = decimal.setScale(4,BigDecimal.ROUND_HALF_DOWN);
    System.out.println(setScale);

    BigDecimal setScale1 = decimal.setScale(4,BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
    System.out.println(setScale1);
}
image
參數(shù)定義

ROUND_CEILING 
Rounding mode to round towards positive infinity. 
向正無窮方向舍入 

ROUND_DOWN 
Rounding mode to round towards zero. 
向零方向舍入 

ROUND_FLOOR 
Rounding mode to round towards negative infinity. 
向負無窮方向舍入 

ROUND_HALF_DOWN 
Rounding mode to round towards "nearest neighbor" unless both neighbors are equidistant, in which case round down. 
向(距離)最近的一邊舍入,除非兩邊(的距離)是相等,如果是這樣,向下舍入, 例如1.55 保留一位小數(shù)結(jié)果為1.5 ROUND_HALF_EVEN 
Rounding mode to round towards the "nearest neighbor" unless both neighbors are equidistant, in which case, round towards the even neighbor. 
向(距離)最近的一邊舍入,除非兩邊(的距離)是相等,如果是這樣,如果保留位數(shù)是奇數(shù),使用ROUND_HALF_UP ,如果是偶數(shù),使用ROUND_HALF_DOWN 

ROUND_HALF_UP 
Rounding mode to round towards "nearest neighbor" unless both neighbors are equidistant, in which case round up. 
向(距離)最近的一邊舍入,除非兩邊(的距離)是相等,如果是這樣,向上舍入, 1.55保留一位小數(shù)結(jié)果為1.6 ROUND_UNNECESSARY 
Rounding mode to assert that the requested operation has an exact result, hence no rounding is necessary. 
計算結(jié)果是精確的,不需要舍入模式 

ROUND_UP 
Rounding mode to round away from zero. 
向遠離0的方向舍入

附件1,BigDecimal 類的 valueOf()方法源碼

public static BigDecimal valueOf(double val) { return new BigDecimal(Double.toString(val));
}

附件2,BigDecimal類的幾個常用方法

/** * 求余數(shù)
 * 返回值為 (this % divisor) 的 BigDecimal */ BigDecimal remainder(BigDecimal divisor); /** * 求相反數(shù)
 * 返回值是 (-this) 的 BigDecimal */ BigDecimal negate(); /** * 將此 BigDecimal 與指定的 BigDecimal 比較
 * 根據(jù)此方法,值相等但具有不同標度的兩個 BigDecimal 對象(如,2.0 和 2.00)被認為是相等的;
 * 相對六個 boolean 比較運算符 (<, ==, >, >=, !=, <=) 中每一個運算符的各個方法,優(yōu)先提供此方法;
 * 建議使用以下語句執(zhí)行上述比較:(x.compareTo(y) <op> 0), 其中 <op> 是六個比較運算符之一;
 *
 * 指定者:接口 Comparable<BigDecimal> 中的 compareTo
 * 返回:當此 BigDecimal 在數(shù)字上小于、等于或大于 val 時,返回 -1、0 或 1 */
int compareTo(BigDecimal val);

附件3,提供精確的浮點數(shù)運算(包括加、減、乘、除、四舍五入)的工具類源碼

package com.qiyuan.util; 
import java.math.BigDecimal; 
public class ArithUtil { // 除法運算默認精度 
    private static final int DEF_DIV_SCALE = 10; private ArithUtil() {  

    } /** * 精確加法 */  
    public static double add(double value1, double value2) {  
        BigDecimal b1 = BigDecimal.valueOf(value1);  
        BigDecimal b2 = BigDecimal.valueOf(value2); return b1.add(b2).doubleValue();  
    } /** * 精確減法 */  
    public static double sub(double value1, double value2) {  
        BigDecimal b1 = BigDecimal.valueOf(value1);  
        BigDecimal b2 = BigDecimal.valueOf(value2); return b1.subtract(b2).doubleValue();  
    } /** * 精確乘法 */  
    public static double mul(double value1, double value2) {  
        BigDecimal b1 = BigDecimal.valueOf(value1);  
        BigDecimal b2 = BigDecimal.valueOf(value2); return b1.multiply(b2).doubleValue();  
    } /** * 精確除法 使用默認精度 */  
    public static double div(double value1, double value2) throws IllegalAccessException { return div(value1, value2, DEF_DIV_SCALE);  
    } /** * 精確除法 
     * @param scale 精度 */  
    public static double div(double value1, double value2, int scale) throws IllegalAccessException { if(scale < 0) { throw new IllegalAccessException("精確度不能小于0");  
        }  
        BigDecimal b1 = BigDecimal.valueOf(value1);  
        BigDecimal b2 = BigDecimal.valueOf(value2); // return b1.divide(b2, scale).doubleValue(); 
        return b1.divide(b2, scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue();  
    } /** * 四舍五入 
     * @param scale 小數(shù)點后保留幾位 */  
    public static double round(double v, int scale) throws IllegalAccessException { return div(v, 1, scale);  
    } /** * 比較大小 */  
    public static boolean equalTo(BigDecimal b1, BigDecimal b2) { if(b1 == null || b2 == null) { return false;  
        } return 0 == b1.compareTo(b2);  
    } public static void main(String[] args) throws IllegalAccessException { double value1=1.2345678912311; double value2=9.1234567890123;
        BigDecimal value3=new BigDecimal(Double.toString(value1));
        BigDecimal value4=new BigDecimal(Double.toString(value2));
        System.out.println("精確加法================="+ArithUtil.add(value1, value2));
        System.out.println("精確減法================="+ArithUtil.sub(value1, value2));
        System.out.println("精確乘法================="+ArithUtil.mul(value1, value2));
        System.out.println("精確除法 使用默認精度 ================="+ArithUtil.div(value1, value2));
        System.out.println("精確除法  設(shè)置精度================="+ArithUtil.div(value1, value2,20));
        System.out.println("四舍五入   小數(shù)點后保留幾位 ================="+ArithUtil.round(value1, 10));
        System.out.println("比較大小 ================="+ArithUtil.equalTo(value3, value4));
    }
}
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