JAVA之BigDecimal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。

二、BigDecimal常用方法

2.1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

2.2compareTo()方法详解

java.math.BigDecimal.compareTo(BigDecimal bg)方法用来此BigDecimal和作为参数传递的BigDecimal对象是否相等。

返回值

  • -1：此BigDecimal对象小于作为参数传递的BigDecimal对象
  • 0：此BigDecimal对象等于作为参数传递的BigDecimal对象
  • 1：此BigDecimal对象大于作为参数传递的BigDecimal对象

注意：compareTo方法比较两个BigDecimal对象时，只比较两个对象的值，不考虑精度；而equals方法不仅比较两个对象的值，还会考虑精度。

BigDecimal b1, b2；
b1 = new BigDecimal(67891)；
b2 = new BigDecimal("67891.000")；
b1.compareTo(b2)	//返回值为0，两者相等
b1.equals(b2)	//返回值false,两者不相等

2.3BigDecimal舍入模式详解
-ROUND_UP

进位制：不管保留数字后面是大是小 (0 除外) 都会进 1。结果会向原点的反方向对齐，正数向正无穷方向对齐，负数向负无穷方向对齐。

BigDecimal a = new BigDecimal("0.098").setScale(2, BigDecimal.ROUND_UP); // 0.10
BigDecimal b = new BigDecimal("0.094").setScale(2, BigDecimal.ROUND_UP); // 0.10
BigDecimal c = new BigDecimal("-0.098").setScale(2, BigDecimal.ROUND_UP); // -0.10
BigDecimal d = new BigDecimal("-0.094").setScale(2, BigDecimal.ROUND_UP); // -0.10
BigDecimal e = new BigDecimal("-0.090").setScale(2, BigDecimal.ROUND_UP); // -0.09
BigDecimal f = new BigDecimal("0.090").setScale(2, BigDecimal.ROUND_UP); // 0.09

-ROUND_DOWN

舍去制，截断操作，后面所有数字直接去除。结果会向原点方向对齐。

BigDecimal a = new BigDecimal("0.098").setScale(2, BigDecimal.ROUND_DOWN); // 0.09
BigDecimal b = new BigDecimal("0.094").setScale(2, BigDecimal.ROUND_DOWN); // 0.09
BigDecimal c = new BigDecimal("-0.098").setScale(2, BigDecimal.ROUND_DOWN); // -0.09
BigDecimal d = new BigDecimal("-0.094").setScale(2, BigDecimal.ROUND_DOWN); // -0.09
BigDecimal e = new BigDecimal("-0.090").setScale(2, BigDecimal.ROUND_DOWN); // -0.09
BigDecimal f = new BigDecimal("0.090").setScale(2, BigDecimal.ROUND_DOWN); // 0.09

-ROUND_HALF_UP

根据保留数字后一位 >=5 进行四舍五入。如果舍弃部分的最高位大于等于 5，则进1，向原点反方向对齐，否则舍去，向原点方向对齐。

BigDecimal a = new BigDecimal("0.095").setScale(2, BigDecimal.ROUND_HALF_UP); // 0.10
BigDecimal b = new BigDecimal("0.094").setScale(2, BigDecimal.ROUND_HALF_UP); // 0.09
BigDecimal c = new BigDecimal("-0.095").setScale(2, BigDecimal.ROUND_HALF_UP); // -0.10
BigDecimal d = new BigDecimal("-0.094").setScale(2, BigDecimal.ROUND_HALF_UP); // -0.09
BigDecimal e = new BigDecimal("-0.090").setScale(2, BigDecimal.ROUND_HALF_UP); // -0.09
BigDecimal f = new BigDecimal("-0.098").setScale(2, BigDecimal.ROUND_HALF_UP); // -0.10

-ROUND_HALF_DOWN

根据保留数字后一位 >5 进行五舍六入。如果舍弃部分的最高位大于 5，则进1，向原点反方向对齐，否则舍去，向原点方向对齐。这种模式也就是我们常说的 “五舍六入”。

BigDecimal a = new BigDecimal("0.096").setScale(2, BigDecimal.ROUND_HALF_DOWN); // 0.10
BigDecimal b = new BigDecimal("0.095").setScale(2, BigDecimal.ROUND_HALF_DOWN); // 0.09
BigDecimal c = new BigDecimal("-0.096").setScale(2, BigDecimal.ROUND_HALF_DOWN); // -0.10
BigDecimal d = new BigDecimal("-0.095").setScale(2, BigDecimal.ROUND_HALF_DOWN); // -0.09
BigDecimal e = new BigDecimal("-0.094").setScale(2, BigDecimal.ROUND_HALF_DOWN); // -0.09

-ROUND_CEILING

向正无穷方向对齐，转换为正无穷方向最接近的数值。如果为正数，行为和 ROUND_UP 一样；如果为负数，行为和 ROUND_DOWN 一样。

BigDecimal a = new BigDecimal("0.098").setScale(2, BigDecimal.ROUND_CEILING); // 0.10
BigDecimal b = new BigDecimal("0.094").setScale(2, BigDecimal.ROUND_CEILING); // 0.10
BigDecimal c = new BigDecimal("-0.098").setScale(2, BigDecimal.ROUND_CEILING); // -0.09
BigDecimal d = new BigDecimal("-0.094").setScale(2, BigDecimal.ROUND_CEILING); // -0.09
BigDecimal e = new BigDecimal("-0.090").setScale(2, BigDecimal.ROUND_CEILING); // -0.09
BigDecimal f = new BigDecimal("0.090").setScale(2, BigDecimal.ROUND_CEILING); // 0.09

-ROUND_FLOOR

向负无穷方向对齐。如果为正数，行为和 ROUND_DOWN 一样；如果为负数，行为和 ROUND_UP 一样。

BigDecimal a = new BigDecimal("0.098").setScale(2, BigDecimal.ROUND_FLOOR); // 0.09
BigDecimal b = new BigDecimal("0.094").setScale(2, BigDecimal.ROUND_FLOOR); // 0.09
BigDecimal c = new BigDecimal("-0.098").setScale(2, BigDecimal.ROUND_FLOOR); // -0.10
BigDecimal d = new BigDecimal("-0.094").setScale(2, BigDecimal.ROUND_FLOOR); // -0.10
BigDecimal e = new BigDecimal("-0.090").setScale(2, BigDecimal.ROUND_FLOOR); // -0.09
BigDecimal f = new BigDecimal("0.090").setScale(2, BigDecimal.ROUND_FLOOR); // 0.09

-ROUND_HALF_EVEN

四舍六入五成双，如果舍弃部分的最高位大于等于六，或等于五并且前一位是奇数，则进1，除了这两者情况外都舍去。可以理解为如果舍弃部分左边的数字为奇数，则作 ROUND_HALF_UP；如果为偶数，则作ROUND_HALF_DOWN。

BigDecimal a = new BigDecimal("0.095").setScale(2, BigDecimal.ROUND_HALF_EVEN); // 0.10
BigDecimal b = new BigDecimal("0.094").setScale(2, BigDecimal.ROUND_HALF_EVEN); // 0.09
BigDecimal c = new BigDecimal("-0.095").setScale(2, BigDecimal.ROUND_HALF_EVEN); // -0.10
BigDecimal d = new BigDecimal("-0.094").setScale(2, BigDecimal.ROUND_HALF_EVEN); // -0.09
BigDecimal e = new BigDecimal("-0.085").setScale(2, BigDecimal.ROUND_HALF_EVEN); // -0.08
BigDecimal f = new BigDecimal("-0.084").setScale(2, BigDecimal.ROUND_HALF_EVEN); // -0.08
BigDecimal g = new BigDecimal("-0.086").setScale(2, BigDecimal.ROUND_HALF_EVEN); // -0.09

三、总结

  1. 参数类型为double的构造方法的结果有一定的不可预知性。通常建议优先使用String构造方法,或者通过BigDecimal.valueOf()来构建对象
  2. compareTo方法比较两个BigDecimal对象时，只比较两个对象的值，不考虑精度；而equals方法不仅比较两个对象的值，还会考虑精度。
  3. BigDecimal一旦创建都是不可变的的， 每次进行四则运算时，都会产生一个新的对象 ，所以在做加减乘除运算时要记得创建新的BigDecimal对象来保存操作后的值。

四、BigDecimal 工具类分享

BigDecimal 工具类，提供了多个静态方法来简化 BigDecimal 的操作。

package com.vivo.ars.util;
import java.math.BigDecimal;

/**
 * 用于高精确处理常用的数学运算
 */
public class ArithmeticUtils {
    //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();
    }

    /**
     * 提供精确的加法运算
     *
     * @param v1 被加数
     * @param v2 加数
     * @return 两个参数的和
     */
    public static BigDecimal add(String v1, String v2) {
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
        return b1.add(b2);
    }

    /**
     * 提供精确的加法运算
     *
     * @param v1    被加数
     * @param v2    加数
     * @param scale 保留scale 位小数
     * @return 两个参数的和
     */
    public static String add(String v1, String v2, int scale) {
        if (scale < 0) {
            throw new IllegalArgumentException(
                    "The scale must be a positive integer or zero");
        }
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
        return b1.add(b2).setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();
    }

    /**
     * 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 sub(double v1, double v2) {
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));
        return b1.subtract(b2).doubleValue();
    }

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

    /**
     * 提供精确的减法运算
     *
     * @param v1    被减数
     * @param v2    减数
     * @param scale 保留scale 位小数
     * @return 两个参数的差
     */
    public static String sub(String v1, String v2, int scale) {
        if (scale < 0) {
            throw new IllegalArgumentException(
                    "The scale must be a positive integer or zero");
        }
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
        return b1.subtract(b2).setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();
    }

    /**
     * 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 mul(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 BigDecimal mul(String v1, String v2) {
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
        return b1.multiply(b2);
    }

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

    /**
     * 提供精确的乘法运算
     *
     * @param v1    被乘数
     * @param v2    乘数
     * @param scale 保留scale 位小数
     * @return 两个参数的积
     */
    public static String mul(String v1, String v2, int scale) {
        if (scale < 0) {
            throw new IllegalArgumentException(
                    "The scale must be a positive integer or zero");
        }
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
        return b1.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
     *
     * @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（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 表示需要精确到小数点以后几位
     * @return 两个参数的商
     */
    public static String div(String v1, String v2, int scale) {
        if (scale < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("The scale must be a positive integer or zero");
        }
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(v1);
        return b1.divide(b2, scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();
    }

    /**
     * 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 = new BigDecimal(Double.toString(v));
        return b.setScale(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 String round(String v, int scale) {
        if (scale < 0) {
            throw new IllegalArgumentException(
                    "The scale must be a positive integer or zero");
        }
        BigDecimal b = new BigDecimal(v);
        return b.setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();
    }

    /**
     * 取余数
     *
     * @param v1    被除数
     * @param v2    除数
     * @param scale 小数点后保留几位
     * @return 余数
     */
    public static String remainder(String v1, String v2, int scale) {
        if (scale < 0) {
            throw new IllegalArgumentException(
                    "The scale must be a positive integer or zero");
        }
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
        return b1.remainder(b2).setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();
    }

    /**
     * 取余数  BigDecimal
     *
     * @param v1    被除数
     * @param v2    除数
     * @param scale 小数点后保留几位
     * @return 余数
     */
    public static BigDecimal remainder(BigDecimal v1, BigDecimal v2, int scale) {
        if (scale < 0) {
            throw new IllegalArgumentException(
                    "The scale must be a positive integer or zero");
        }
        return v1.remainder(v2).setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
    }

    /**
     * 比较大小
     *
     * @param v1 被比较数
     * @param v2 比较数
     * @return 如果v1 大于v2 则 返回true 否则false
     */
    public static boolean compare(String v1, String v2) {
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
        int bj = b1.compareTo(b2);
        boolean res;
        if (bj > 0)
            res = true;
        else
            res = false;
        return res;
    }
}

参考资料：华仔Coding的博客
CSDN-长安明月
https://vimsky.com/examples/usage/bigdecimal-compareto-function-in-java.html

posted @ 2024-02-05 16:05  熬夜大能手  阅读(90)  评论(0)  编辑  收藏  举报