Java之BigDecimal实现详解
一、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。
二、BigDecimal常用构造函数
2.1、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
2.2、使用问题分析
使用示例：
BigDecimala=newBigDecimal(0.1);
System.out.println("avaluesis:"+a);
System.out.println("=====================");
BigDecimalb=newBigDecimal("0.1");
System.out.println("bvaluesis:"+b);
结果示例：
avaluesis:0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625
=====================
bvaluesis: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staticvalueOf(double)方法。
三、BigDecimal常用方法详解
3.1、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
divide(BigDecimal)
BigDecimal对象中的值相除，返回BigDecimal对象
toString()
将BigDecimal对象中的值转换成字符串
doubleValue()
将BigDecimal对象中的值转换成双精度数
floatValue()
将BigDecimal对象中的值转换成单精度数
longValue()
将BigDecimal对象中的值转换成长整数
intValue()
将BigDecimal对象中的值转换成整数
3.2、BigDecimal大小比较
java中对BigDecimal比较大小一般用的是bigdemical的compareTo方法
inta=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
newbigdemica(a).compareTo(newbigdemical(b))>=0
四、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。
NumberFormatcurrency=NumberFormat.getCurrencyInstance();//建立货币格式化引用
NumberFormatpercent=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
BigDecimalloanAmount=newBigDecimal("15000.48");//贷款金额
BigDecimalinterestRate=newBigDecimal("0.008");//利率
BigDecimalinterest=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：
publicclassNumberFormat{
publicstaticvoidmain(String[]s){
System.out.println(formatToNumber(newBigDecimal("3.435")));
System.out.println(formatToNumber(newBigDecimal(0)));
System.out.println(formatToNumber(newBigDecimal("0.00")));
System.out.println(formatToNumber(newBigDecimal("0.001")));
System.out.println(formatToNumber(newBigDecimal("0.006")));
System.out.println(formatToNumber(newBigDecimal("0.206")));
}
/**
*@desc1.0~1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
*@paramobj传入的小数
*@return
*/
publicstaticStringformatToNumber(BigDecimalobj){
DecimalFormatdf=newDecimalFormat("#.00");
if(obj.compareTo(BigDecimal.ZERO)==0){
return"0.00";
}elseif(obj.compareTo(BigDecimal.ZERO)>0&&obj.compareTo(newBigDecimal(1))<0){
return"0"+df.format(obj).toString();
}else{
returndf.format(obj).toString();
}
}
}
结果为：
3.44
0.00
0.00
0.00
0.01
0.21
五、BigDecimal常见异常
5.1、除法的时候出现异常
java.lang.ArithmeticException:Non-terminatingdecimalexpansion;noexactrepresentabledecimalresult
原因分析：
通过BigDecimal的divide方法进行除法时当不整除，出现无限循环小数时，就会抛异常：java.lang.ArithmeticException:Non-terminatingdecimalexpansion;noexactrepresentabledecimalresult.
解决方法：
divide方法设置精确的小数点，如：divide(xxxxx,2)
六、BigDecimal总结
6.1、总结
在需要精确的小数计算时再使用BigDecimal，BigDecimal的性能比double和float差，在处理庞大，复杂的运算时尤为明显。故一般精度的计算没必要使用BigDecimal。
尽量使用参数类型为String的构造函数。
BigDecimal都是不可变的（immutable）的，在进行每一次四则运算时，都会产生一个新的对象，所以在做加减乘除运算时要记得要保存操作后的值。
6.2、工具类推荐
packagecom.vivo.ars.util;
importjava.math.BigDecimal;
/**
*用于高精确处理常用的数学运算
*/
publicclassArithmeticUtils{
//默认除法运算精度
privatestaticfinalintDEF_DIV_SCALE=10;
/**
*提供精确的加法运算
*
*@paramv1被加数
*@paramv2加数
*@return两个参数的和
*/
publicstaticdoubleadd(doublev1,doublev2){
BigDecimalb1=newBigDecimal(Double.toString(v1));
BigDecimalb2=newBigDecimal(Double.toString(v2));
returnb1.add(b2).doubleValue();
}
/**
*提供精确的加法运算
*
*@paramv1被加数
*@paramv2加数
*@return两个参数的和
*/
publicstaticBigDecimaladd(Stringv1,Stringv2){
BigDecimalb1=newBigDecimal(v1);
BigDecimalb2=newBigDecimal(v2);
returnb1.add(b2);
}
/**
*提供精确的加法运算
*
*@paramv1被加数
*@paramv2加数
*@paramscale保留scale位小数
*@return两个参数的和
*/
publicstaticStringadd(Stringv1,Stringv2,intscale){
if(scale<0){
thrownewIllegalArgumentException(
"Thescalemustbeapositiveintegerorzero");
}
BigDecimalb1=newBigDecimal(v1);
BigDecimalb2=newBigDecimal(v2);
returnb1.add(b2).setScale(scale,BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();
}
/**
*提供精确的减法运算
*
*@paramv1被减数
*@paramv2减数
*@return两个参数的差
*/
publicstaticdoublesub(doublev1,doublev2){
BigDecimalb1=newBigDecimal(Double.toString(v1));
BigDecimalb2=newBigDecimal(Double.toString(v2));
returnb1.subtract(b2).doubleValue();
}
/**
*提供精确的减法运算。
*
*@paramv1被减数
*@paramv2减数
*@return两个参数的差
*/
publicstaticBigDecimalsub(Stringv1,Stringv2){
BigDecimalb1=newBigDecimal(v1);
BigDecimalb2=newBigDecimal(v2);
returnb1.subtract(b2);
}
/**
*提供精确的减法运算
*
*@paramv1被减数
*@paramv2减数
*@paramscale保留scale位小数
*@return两个参数的差
*/
publicstaticStringsub(Stringv1,Stringv2,intscale){
if(scale<0){
thrownewIllegalArgumentException(
"Thescalemustbeapositiveintegerorzero");
}
BigDecimalb1=newBigDecimal(v1);
BigDecimalb2=newBigDecimal(v2);
returnb1.subtract(b2).setScale(scale,BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();
}
/**
*提供精确的乘法运算
*
*@paramv1被乘数
*@paramv2乘数
*@return两个参数的积
*/
publicstaticdoublemul(doublev1,doublev2){
BigDecimalb1=newBigDecimal(Double.toString(v1));
BigDecimalb2=newBigDecimal(Double.toString(v2));
returnb1.multiply(b2).doubleValue();
}
/**
*提供精确的乘法运算
*
*@paramv1被乘数
*@paramv2乘数
*@return两个参数的积
*/
publicstaticBigDecimalmul(Stringv1,Stringv2){
BigDecimalb1=newBigDecimal(v1);
BigDecimalb2=newBigDecimal(v2);
returnb1.multiply(b2);
}
/**
*提供精确的乘法运算
*
*@paramv1被乘数
*@paramv2乘数
*@paramscale保留scale位小数
*@return两个参数的积
*/
publicstaticdoublemul(doublev1,doublev2,intscale){
BigDecimalb1=newBigDecimal(Double.toString(v1));
BigDecimalb2=newBigDecimal(Double.toString(v2));
returnround(b1.multiply(b2).doubleValue(),scale);
}
/**
*提供精确的乘法运算
*
*@paramv1被乘数
*@paramv2乘数
*@paramscale保留scale位小数
*@return两个参数的积
*/
publicstaticStringmul(Stringv1,Stringv2,intscale){
if(scale<0){
thrownewIllegalArgumentException(
"Thescalemustbeapositiveintegerorzero");
}
BigDecimalb1=newBigDecimal(v1);
BigDecimalb2=newBigDecimal(v2);
returnb1.multiply(b2).setScale(scale,BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();
}
/**
*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
*
*@paramv1被除数
*@paramv2除数
*@return两个参数的商
*/
publicstaticdoublediv(doublev1,doublev2){
returndiv(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
*
*@paramv1被除数
*@paramv2除数
*@paramscale表示表示需要精确到小数点以后几位。
*@return两个参数的商
*/
publicstaticdoublediv(doublev1,doublev2,intscale){
if(scale<0){
thrownewIllegalArgumentException("Thescalemustbeapositiveintegerorzero");
}
BigDecimalb1=newBigDecimal(Double.toString(v1));
BigDecimalb2=newBigDecimal(Double.toString(v2));
returnb1.divide(b2,scale,BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue();
}
/**
*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
*
*@paramv1被除数
*@paramv2除数
*@paramscale表示需要精确到小数点以后几位
*@return两个参数的商
*/
publicstaticStringdiv(Stringv1,Stringv2,intscale){
if(scale<0){
thrownewIllegalArgumentException("Thescalemustbeapositiveintegerorzero");
}
BigDecimalb1=newBigDecimal(v1);
BigDecimalb2=newBigDecimal(v1);
returnb1.divide(b2,scale,BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();
}
/**
*提供精确的小数位四舍五入处理
*
*@paramv需要四舍五入的数字
*@paramscale小数点后保留几位
*@return四舍五入后的结果
*/
publicstaticdoubleround(doublev,intscale){
if(scale<0){
thrownewIllegalArgumentException("Thescalemustbeapositiveintegerorzero");
}
BigDecimalb=newBigDecimal(Double.toString(v));
returnb.setScale(scale,BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue();
}
/**
*提供精确的小数位四舍五入处理
*
*@paramv需要四舍五入的数字
*@paramscale小数点后保留几位
*@return四舍五入后的结果
*/
publicstaticStringround(Stringv,intscale){
if(scale<0){
thrownewIllegalArgumentException(
"Thescalemustbeapositiveintegerorzero");
}
BigDecimalb=newBigDecimal(v);
returnb.setScale(scale,BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();
}
/**
*取余数
*
*@paramv1被除数
*@paramv2除数
*@paramscale小数点后保留几位
*@return余数
*/
publicstaticStringremainder(Stringv1,Stringv2,intscale){
if(scale<0){
thrownewIllegalArgumentException(
"Thescalemustbeapositiveintegerorzero");
}
BigDecimalb1=newBigDecimal(v1);
BigDecimalb2=newBigDecimal(v2);
returnb1.remainder(b2).setScale(scale,BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();
}
/**
*取余数BigDecimal
*
*@paramv1被除数
*@paramv2除数
*@paramscale小数点后保留几位
*@return余数
*/
publicstaticBigDecimalremainder(BigDecimalv1,BigDecimalv2,intscale){
if(scale<0){
thrownewIllegalArgumentException(
"Thescalemustbeapositiveintegerorzero");
}
returnv1.remainder(v2).setScale(scale,BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
}
/**
*比较大小
*
*@paramv1被比较数
*@paramv2比较数
*@return如果v1大于v2则返回true否则false
*/
publicstaticbooleancompare(Stringv1,Stringv2){
BigDecimalb1=newBigDecimal(v1);
BigDecimalb2=newBigDecimal(v2);
intbj=b1.compareTo(b2);
booleanres;
if(bj>0)
res=true;
else
res=false;
returnres;
}
}
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