BigDecimal 详解
BigDecimal 详解
浮点数的精度问题
float 和 double 类型的浮点数在计算时常常存在精度丢失的问题，主要原因是计算机使用二进制表示浮点数，而某些十进制小数无法精确地表示为二进制。例如，0.2 的二进制表示会是无限循环的，这使得在计算时无法精确表达这些小数，导致精度丢失。
浮点数精度丢失示例：
float a = 2.0f - 1.9f;
float b = 1.8f - 1.7f;
System.out.println(a); // 0.100000024
System.out.println(b); // 0.099999905
System.out.println(a == b); // false为了解决这个问题，Java 提供了 BigDecimal 类，它可以进行任意精度的数值计算，避免了浮点数精度问题。
BigDecimal 简介
BigDecimal 是 Java 中提供的一个类，用于高精度的数值计算，它能够避免浮点数的精度丢失问题。BigDecimal 不使用原生的二进制浮点表示，而是通过一个 BigInteger 来表示整数部分，同时支持小数部分。
BigDecimal 主要用于需要高精度的数学计算场景，尤其是涉及到货币、财务等精度要求高的业务。
创建 BigDecimal 对象
创建 BigDecimal 对象时，应使用字符串构造方法或者 BigDecimal.valueOf(double) 方法。不要使用 BigDecimal(double) 构造方法，因为 double 在存储时就已经存在精度问题，会影响结果。
BigDecimal a = new BigDecimal("1.0"); // 推荐使用字符串构造方法
BigDecimal b = new BigDecimal("0.9");使用 BigDecimal.valueOf(double) 方法是另外一种创建方式，它能够避免直接使用 double 类型带来的精度问题。
BigDecimal c = BigDecimal.valueOf(0.9); // 使用 valueOf(double) 方法常用方法
1. 加法（add）
add 方法用于将两个 BigDecimal 对象相加，返回一个新的 BigDecimal 对象。
BigDecimal a = new BigDecimal("1.0");
BigDecimal b = new BigDecimal("0.9");
BigDecimal result = a.add(b);
System.out.println(result); // 1.92. 减法（subtract）
subtract 方法用于将两个 BigDecimal 对象相减，返回一个新的 BigDecimal 对象。
BigDecimal result = a.subtract(b);
System.out.println(result); // 0.13. 乘法（multiply）
multiply 方法用于将两个 BigDecimal 对象相乘，返回一个新的 BigDecimal 对象。
BigDecimal result = a.multiply(b);
System.out.println(result); // 0.904. 除法（divide）
divide 方法用于将两个 BigDecimal 对象相除。除法运算可能会遇到精度问题，因此推荐使用三个参数的版本，传入保留的小数位数和舍入规则。
BigDecimal result = a.divide(b, 2, RoundingMode.HALF_UP);
System.out.println(result); // 1.11divide() 方法的第二个参数 scale 表示保留的小数位数，第三个参数 roundingMode 用于指定舍入规则（如 HALF_UP、HALF_DOWN 等）。
5. 比较（compareTo）
compareTo 方法用于比较两个 BigDecimal 对象的大小，返回值为：
- -1：表示当前对象小于参数对象。
- 0：表示当前对象等于参数对象。
- 1：表示当前对象大于参数对象。
BigDecimal a = new BigDecimal("1.0");
BigDecimal b = new BigDecimal("0.9");
System.out.println(a.compareTo(b)); // 16. 设置小数位（setScale）
setScale 方法用于设置 BigDecimal 对象的小数位数，第二个参数指定舍入模式（如 HALF_UP, HALF_DOWN 等）。
BigDecimal m = new BigDecimal("1.255433");
BigDecimal n = m.setScale(3, RoundingMode.HALF_DOWN);
System.out.println(n); // 1.255等值比较问题
BigDecimal 使用 equals() 方法进行比较时，除了比较数值，还会比较精度（scale）。如果两个 BigDecimal 对象的数值相同，但精度不同，equals() 会返回 false。为了避免这个问题，应该使用 compareTo() 方法来比较值。
BigDecimal a = new BigDecimal("1");
BigDecimal b = new BigDecimal("1.0");
System.out.println(a.equals(b)); // false
System.out.println(a.compareTo(b)); // 0RoundingMode 舍入模式
BigDecimal 提供了多种舍入模式来处理小数的精度问题，常见的有：
HALF_UP：四舍五入HALF_DOWN：五舍六入UP：无条件进位DOWN：无条件舍去CEILING：向正无穷方向舍入FLOOR：向负无穷方向舍入HALF_EVEN：银行家舍入法（即四舍五入，但若后一位为5，则舍去）
例如：
BigDecimal result = new BigDecimal("2.555");
BigDecimal roundedResult = result.setScale(2, RoundingMode.HALF_UP);
System.out.println(roundedResult); // 2.56工具类
为了简化 BigDecimal 的操作，可以创建工具类来封装常见的 BigDecimal 运算方法。
public class BigDecimalUtil {
private static final int DEF_DIV_SCALE = 10;
public static double add(double v1, double v2) {
return BigDecimal.valueOf(v1).add(BigDecimal.valueOf(v2)).doubleValue();
}
public static double subtract(double v1, double v2) {
return BigDecimal.valueOf(v1).subtract(BigDecimal.valueOf(v2)).doubleValue();
}
public static double multiply(double v1, double v2) {
return BigDecimal.valueOf(v1).multiply(BigDecimal.valueOf(v2)).doubleValue();
}
public static double divide(double v1, double v2, int scale) {
return BigDecimal.valueOf(v1).divide(BigDecimal.valueOf(v2), scale, RoundingMode.HALF_EVEN).doubleValue();
}
public static double round(double v, int scale) {
return BigDecimal.valueOf(v).setScale(scale, RoundingMode.HALF_UP).doubleValue();
}
public static int compareTo(double v1, double v2) {
return BigDecimal.valueOf(v1).compareTo(BigDecimal.valueOf(v2));
}
}总结
BigDecimal是用于高精度计算的类，特别适用于财务、货币等需要精确计算的场景。- 使用
BigDecimal可以避免float和double类型的精度丢失问题，确保结果的准确性。 - 创建
BigDecimal时，应使用字符串构造方法或valueOf(double)方法，而避免使用double构造方法。 - 在进行除法运算时，应避免除不尽的情况，推荐使用
divide的三个参数版本，明确指定精度和舍入规则。 - 使用
compareTo()进行数值比较，而不是equals()，因为equals()比较的是数值和精度（scale）两个属性。