错误使用BigDecimal也会造成精度丢失

风尘博客 2020-02-09

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一、`BigDecimal`
的产生背景

首先我们先来看如下代码示例：

@Test
public void countDemo() {
    System.out.println(0.06+0.01);
    System.out.println(1.0-0.42);
    System.out.println(4.015*100);
    System.out.println(303.1/1000);
}

结果如下

0.06999999999999999
0.5800000000000001
401.49999999999994
0.30310000000000004

问题在哪里呢？原因在于我们的计算机是二进制的。浮点数没有办法用二进制进行精确表示。

Java
的float
只能用来进行科学计算或工程计算，在大多数的商业计算中，一般采用java.math.BigDecimal
类来进行精确计算。

二、正确运用`BigDecimal`

2.1 `BigDecimal`
常量

BigDecimal
定义了几个常用的值，0
、1
、10
，静态的，可以通过类名直接引用如：BigDecimal.ZERO
。

/**
 * The value 0, with a scale of 0.
 *
 * @since  1.5
 */
public static final BigDecimal ZERO =
    zeroThroughTen[0];


/**
 * The value 1, with a scale of 0.
 *
 * @since  1.5
 */
public static final BigDecimal ONE =
    zeroThroughTen[1];


/**
 * The value 10, with a scale of 0.
 *
 * @since  1.5
 */
public static final BigDecimal TEN =
    zeroThroughTen[10];

2.2 构造方法

BigDecimal a = new BigDecimal();

BigDecimal一共有4个构造方法

1.BigDecimal(int)
创建一个具有参数所指定整数值的对象；2.BigDecimal(double)
创建一个具有参数所指定双精度值的对象；3.BigDecimal(long)
创建一个具有参数所指定长整数值的对象；4.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。

2.3 `BigDecimal`
加减乘除

BigDecimal
所创建的是对象，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。

public BigDecimal add(BigDecimal value);                        //加法
public BigDecimal subtract(BigDecimal value);                   //减法 
public BigDecimal multiply(BigDecimal value);                   //乘法
public BigDecimal divide(BigDecimal value);                     //除法

2.4 `BigDecimal`
运算

在使用BigDecimal
类来进行计算的时候，主要三个步骤：

1.用float
或者double
变量构建BigDecimal
对象。2.通过调用BigDecimal
的加，减，乘，除等相应的方法进行算术运算。3.把BigDecimal
对象转换成float
，double
，int
等类型。

在一般开发过程中，我们数据库中存储的数据都是float
和double
类型的。在进行拿来拿去运算的时候还需要不断的转化，这样十分的不方便。下面是一个工具类，该工具类提供加，减，乘，除运算。

public class BigDecimalUtil {


    /**
     * 默认除法运算精度
     */
    private static final int DEF_DIV_SCALE = 10;


    /**
     * 提供精确的加法运算。
     * @param v1 被加数
     * @param v2 加数
     * @return 两个参数的和
     */
    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();
    }


    /**
     * 提供精确的减法运算。
     * @param v1 被减数
     * @param v2 减数
     * @return 两个参数的差
     */
    public static double subtract(double v1,double v2){
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));
        return b1.subtract(b2).doubleValue();
    }


    /**
     * 提供精确的乘法运算。
     * @param v1 被乘数
     * @param v2 乘数
     * @return 两个参数的积
     */
    public static double multiply(double v1,double v2){
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));
        return b1.multiply(b2).doubleValue();
    }


    /**
     * 提供（相对）精确的除法运算，当发生除不尽的情况时，精确到
     * 小数点以后10位，以后的数字四舍五入。
     * @param v1 被除数
     * @param v2 除数
     * @return 两个参数的商
     */
    public static double div(double v1,double v2){
        return div(v1,v2,DEF_DIV_SCALE);
    }


    /**
     * 提供（相对）精确的除法运算。当发生除不尽的情况时，由scale参数指
     * 定精度，以后的数字四舍五入。
     * @param v1 被除数
     * @param v2 除数
     * @param scale 表示表示需要精确到小数点以后几位。
     * @return 两个参数的商
     */
    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();
    }


    /**
     * 提供精确的小数位四舍五入处理。
     * @param v 需要四舍五入的数字
     * @param scale 小数点后保留几位
     * @return 四舍五入后的结果
     */
    public static double divide(double v,int scale){
        //如果精确范围小于0，抛出异常信息
        if(scale<0){
            throw new IllegalArgumentException("The scale must be a positive integer or zero");
        }
        BigDecimal b = new BigDecimal(Double.toString(v));
        BigDecimal one = new BigDecimal("1");
        return b.divide(one,scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue();
    }
}

•测试

@Test
public void bigDecimalUtilTest(){
    // 0.06
    System.out.println(BigDecimalUtil.add(0.05, 0.01));
    // 0.58
    System.out.println(BigDecimalUtil.subtract(1.0, 0.42));
    // 401.5
    System.out.println(BigDecimalUtil.multiply(4.015, 100));
    // 1.233
    System.out.println(BigDecimalUtil.div(123.3, 100));
    // 4.02
    System.out.println(BigDecimalUtil.divide(4.015, 2));
}

•打印结果

2.5 比较`BigDecimal`

在比较两个BigDecimal
的值是否相等时，必须使用compareTo()
方法来比较，它根据两个值的大小分别返回负数、正数和0
，分别表示小于、大于和等于。

@Test
public void compareDecimal() {
    BigDecimal v1 = new BigDecimal("1.2");
    BigDecimal v2 = new BigDecimal("1.20");
    // 0
    System.out.println(v1.compareTo(v2));
    // false
    System.out.println(v1.equals(v2));
}

三、`BigDecimal`
精度也丢失

仔细的你一定发现了，在工具类中使用BigDecimal
中，使用它的BigDecimal(String)
构造器创建对象。因为其他的如BigDecimal b = new BigDecimal(1)
这种，还是会发生精度丢失的问题。

示例

@Test
public void precisionLose() {
    BigDecimal a = new BigDecimal(1.01);
    BigDecimal b = new BigDecimal(1.02);
    BigDecimal c = new BigDecimal("1.01");
    BigDecimal d = new BigDecimal("1.02");
    // 2.0300000000000000266453525910037569701671600341796875
    System.out.println(a.add(b));
    // 2.03
    System.out.println(c.add(d));
}

•结果

2.0300000000000000266453525910037569701671600341796875
2.03

四、总结

1.BigDecimal
用于表示精确的小数，常用于财务计算；2.比较BigDecimal
的值是否相等，必须使用compareTo()
而不能使用equals()
。

示例代码

Github 示例代码^[1]

文中链接

[1]
Github 示例代码: https://github.com/vanDusty/JDK/tree/master/JDK-5/src/main/java/cn/van/jdk/five/generic/bigdecimal

数据库

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错误使用BigDecimal也会造成精度丢失

一、BigDecimal的产生背景

二、正确运用BigDecimal

2.1 BigDecimal常量