【Java SE】| BigDecimal妙用

一. 🦁 前言

在使用浮点数（float / double）进行运算时，会发生精度丢失的风险（因为无限循环小数无法使用二进制来精确表示，会被截断，精度丢失）。所以我们要用到BigDecimal，其可以实现对浮点数的运算，不会造成精度丢失

二. 🦁 具体使用

1. 创建

避免使用float或double类型作为BigDecimal的构造参数，因为这样会导致精度丢失。应该使用字符串类型或使用BigDecimal类的静态方法valueOf来创建BigDecimal对象

《阿里巴巴Java开发手册》里面强调：禁止使用构造方法BigDecimal(double)来构建对象，优先推荐入参方法为String的构造方法创建，或者使用BigDecimal.valueOf()静态方法来转化。所以正确的创建方法为：

new BigDecimal("0.10")
or
BigDecimal.valueOf(0.10);

2. 加减乘除

• add 方法用于将两个 BigDecimal 对象相加；
• subtract 方法用于将两个 BigDecimal 对象相减；
• multiply 方法用于将两个 BigDecimal 对象相乘；
• divide 方法用于将两个 BigDecimal 对象相除。

BigDecimal a = new BigDecimal("1.0");
BigDecimal b = new BigDecimal("0.9");
System.out.println(a.add(b));// 1.9
System.out.println(a.subtract(b));// 0.1
System.out.println(a.multiply(b));// 0.90
System.out.println(a.divide(b));// 无法除尽，抛出 ArithmeticException 异常
System.out.println(a.divide(b, 2, RoundingMode.HALF_UP));// 1.11

这里的除法是以三个变量为参数的，第二个参数表示保留多少位小数，第三个参数表示保留规则。

3. 大小比较

a.compareTo(b) : 返回 -1 表示 a 小于 b，0 表示 a 等于 b ， 1 表示 a 大于 b。

BigDecimal a = new BigDecimal("1.0");
BigDecimal b = new BigDecimal("0.9");
System.out.println(a.compareTo(b));// 1

4. 保留几位小数

通过 setScale方法设置保留几位小数以及保留规则。

BigDecimal m = new BigDecimal("1.255433");
BigDecimal n = m.setScale(3,RoundingMode.HALF_DOWN);
System.out.println(n);// 1.255

5. BigDecimal 等值比较问题

tips:
在使用BigDecimal进行等值比较时，需要注意以下几点：

• 使用equals方法进行比较，不能使用"==“或”!="，因为BigDecimal是对象，而不是基本数据类型。
• 确保比较的精度一致，可以使用compareTo方法进行比较

BigDecimal 使用 equals() 方法进行等值比较出现问题的代码示例：

BigDecimal a = new BigDecimal("1");
BigDecimal b = new BigDecimal("1.0");
System.out.println(a.equals(b));//false

这是因为 equals() 方法不仅仅会比较值的大小（value）还会比较精度（scale），而 compareTo() 方法比较的时候会忽略精度。

1.0 的 scale 是 1，1 的 scale 是 0，因此 a.equals(b) 的结果是 false。如下：

compareTo() 方法可以比较两个 BigDecimal 的值，如果相等就返回 0，如果第 1 个数比第 2 个数大则返回 1，反之返回-1

BigDecimal a = new BigDecimal("1");
BigDecimal b = new BigDecimal("1.0");
System.out.println(a.compareTo(b));//0

三. 🦁 BigDecimal工具类

开发中，为了更方便使用BigDecimal，将其封装成一个个工具类最好。

import java.math.BigDecimal;
import java.math.RoundingMode;

/**
 * 简化BigDecimal计算的小工具类
 */
public class BigDecimalUtil {

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

    private BigDecimalUtil() {
    }

    /**
     * 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 = BigDecimal.valueOf(v1);
        BigDecimal b2 = BigDecimal.valueOf(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 = BigDecimal.valueOf(v1);
        BigDecimal b2 = BigDecimal.valueOf(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 = BigDecimal.valueOf(v1);
        BigDecimal b2 = BigDecimal.valueOf(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 divide(double v1, double v2) {
        return divide(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 divide(double v1, double v2, int scale) {
        if (scale < 0) {
            throw new IllegalArgumentException(
                    "The scale must be a positive integer or zero");
        }
        BigDecimal b1 = BigDecimal.valueOf(v1);
        BigDecimal b2 = BigDecimal.valueOf(v2);
        return b1.divide(b2, scale, RoundingMode.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 round(double v, int scale) {
        if (scale < 0) {
            throw new IllegalArgumentException(
                    "The scale must be a positive integer or zero");
        }
        BigDecimal b = BigDecimal.valueOf(v);
        BigDecimal one = new BigDecimal("1");
        return b.divide(one, scale, RoundingMode.HALF_UP).doubleValue();
    }

    /**
     * 提供精确的类型转换(Float)
     *
     * @param v 需要被转换的数字
     * @return 返回转换结果
     */
    public static float convertToFloat(double v) {
        BigDecimal b = new BigDecimal(v);
        return b.floatValue();
    }

    /**
     * 提供精确的类型转换(Int)不进行四舍五入
     *
     * @param v 需要被转换的数字
     * @return 返回转换结果
     */
    public static int convertsToInt(double v) {
        BigDecimal b = new BigDecimal(v);
        return b.intValue();
    }

    /**
     * 提供精确的类型转换(Long)
     *
     * @param v 需要被转换的数字
     * @return 返回转换结果
     */
    public static long convertsToLong(double v) {
        BigDecimal b = new BigDecimal(v);
        return b.longValue();
    }

    /**
     * 返回两个数中大的一个值
     *
     * @param v1 需要被对比的第一个数
     * @param v2 需要被对比的第二个数
     * @return 返回两个数中大的一个值
     */
    public static double returnMax(double v1, double v2) {
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
        return b1.max(b2).doubleValue();
    }

    /**
     * 返回两个数中小的一个值
     *
     * @param v1 需要被对比的第一个数
     * @param v2 需要被对比的第二个数
     * @return 返回两个数中小的一个值
     */
    public static double returnMin(double v1, double v2) {
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
        return b1.min(b2).doubleValue();
    }

    /**
     * 精确对比两个数字
     *
     * @param v1 需要被对比的第一个数
     * @param v2 需要被对比的第二个数
     * @return 如果两个数一样则返回0，如果第一个数比第二个数大则返回1，反之返回-1
     */
    public static int compareTo(double v1, double v2) {
        BigDecimal b1 = BigDecimal.valueOf(v1);
        BigDecimal b2 = BigDecimal.valueOf(v2);
        return b1.compareTo(b2);
    }

}

四. 🦁 项目实战应用场景

BigDecimal 是 Java 中一个用于高精度计算的类，它能够处理浮点数的精度问题，避免了由于计算机精度问题带来的计算错误。在实际的开发中，BigDecimal 通常用于以下情况：

1.金融计算
在金融领域，精度要求非常高，一丝一毫的误差都可能导致巨大的损失。BigDecimal 在处理货币计算时，能够确保计算结果精确。例如，计算两个金额的差异，或者计算税收，利息，折扣等等。

2.科学计算
在科学计算领域，对数值计算精度的要求也非常高。因为在科学计算中，数据量通常都很大，浮点数精度问题会导致计算结果的偏差。BigDecimal 不仅可以处理大量数据，而且能够确保计算结果的精度。

3.商业应用
在商业应用中，经常需要处理大量的数据，如订单金额，销售统计等等，因此，使用 BigDecimal 可以确保计算结果的精度不会受到机器精度的限制，从而提高数据处理的准确性。

4.工程计算
在工程计算领域，有时需要计算非常准确的计算结果，例如，计算房屋建筑面积、体积等。由于 BigDecimal 能够处理小数点以后的位数，因此，能够确保计算结果的精度。

综上所述，BigDecimal 在处理需要高精度计算的场景中，非常适用。在实际开发中，开发者应该根据实际需求，灵活运用 BigDecimal，确保计算结果的准确性。

文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-470554.html

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