BigDecimal的使用

1、简介

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。在实际应用中，需要对更大或者更小的数进行运算和处理。float和double只能用来做科学计算或者是工程计算，在商业计算中要用java.math.BigDecimal。BigDecimal所创建的是对象，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。

2、构造方法

方法	描述
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。 不推荐使用
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。推荐使用

3、方法描述

方法	描述
add(BigDecimal)	BigDecimal对象中的值相加，然后返回这个对象。
subtract(BigDecimal)	BigDecimal对象中的值相减，然后返回这个对象。
multiply(BigDecimal)	BigDecimal对象中的值相乘，然后返回这个对象。
divide(BigDecimal)	BigDecimal对象中的值相除，然后返回这个对象。
toString()	将BigDecimal对象的数值转换成字符串。
doubleValue()	将BigDecimal对象中的值以双精度数返回。
floatValue()	将BigDecimal对象中的值以单精度数返回。
longValue()	将BigDecimal对象中的值以长整数返回。
intValue()	将BigDecimal对象中的值以整数返回。

4、构造方法为什么不推荐使用BigDecimal(double)

测试用例

@Test
    public void testBigDecimal(){
        BigDecimal stringBig = new BigDecimal("22");
        BigDecimal doubleBig = new BigDecimal(1.111111111111111111111);
        System.out.println(stringBig);
        System.out.println(doubleBig);
    }

输出结果

22
1.111111111111111160454356650006957352161407470703125

为什么会出现这种情况呢？

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

5、加减乘除

@Test
    public void testBigDecimal2(){
        //使用double形式初始化
        BigDecimal num1 = new BigDecimal(0.005);
        BigDecimal num2 = new BigDecimal(1000000);
        BigDecimal num3 = new BigDecimal(-1000000);
        //尽量用字符串的形式初始化
        BigDecimal num12 = new BigDecimal("0.005");
        BigDecimal num22 = new BigDecimal("1000000");
        BigDecimal num32 = new BigDecimal("-1000000");

        //加法
        //加法
        BigDecimal result1 = num1.add(num2);
        BigDecimal result12 = num12.add(num22);

        //减法
        BigDecimal result2 = num1.subtract(num2);
        BigDecimal result22 = num12.subtract(num22);

        //乘法
        BigDecimal result3 = num1.multiply(num2);
        BigDecimal result32 = num12.multiply(num22);

        //绝对值
        BigDecimal result4 = num3.abs();
        BigDecimal result42 = num32.abs();

        //除法
        BigDecimal result5 = num2.divide(num1,20,BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
        BigDecimal result52 = num22.divide(num12,20,BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
        
        System.out.println("加法用double结果："+result1);
        System.out.println("加法用String结果："+result12);
        System.out.println("减法用double结果："+result2);
        System.out.println("减法用String结果："+result22);
        System.out.println("乘法用double结果："+result3);
        System.out.println("乘法用String结果："+result32);
        System.out.println("绝对值用double结果："+result4);
        System.out.println("绝对值用String结果："+result42);
        System.out.println("除法用double结果："+result5);
        System.out.println("除法用String结果："+result52);
    }

输出结果

加法用double结果：1000000.005000000000000000104083408558608425664715468883514404296875
加法用String结果：1000000.005
    
减法用double结果：-999999.994999999999999999895916591441391574335284531116485595703125
减法用String结果：-999999.995
    
乘法用double结果：5000.000000000000104083408558608425664715468883514404296875000000
乘法用String结果：5000.000
    
绝对值用double结果：1000000
绝对值用String结果：1000000
    
除法用double结果：199999999.99999999583666365766
除法用String结果：200000000.00000000000000000000

6、使用除法的注意事项

使用除法函数divide的时候要设置各种参数，要精确到小位数和舍入模式，不然会报错

divide的配置参数：

public BigDecimal divide(BigDecimal divisor,int scale,int roundingMode)
    -BigDecimal diviso 除数
    -int scale 精确小数位
    -int roundingMode 舍入模式

八种舍入模式

1、ROUND_UP

舍入远离零的舍入模式。

在丢弃非零部分之前始终增加数字(始终对非零舍弃部分前面的数字加1)。

注意，此舍入模式始终不会减少计算值的大小。

2、ROUND_DOWN

接近零的舍入模式。

在丢弃某部分之前始终不增加数字(从不对舍弃部分前面的数字加1，即截短)。

注意，此舍入模式始终不会增加计算值的大小。

3、ROUND_CEILING

接近正无穷大的舍入模式。

如果 BigDecimal 为正，则舍入行为与 ROUND_UP 相同;

如果为负，则舍入行为与 ROUND_DOWN 相同。

注意，此舍入模式始终不会减少计算值。

4、ROUND_FLOOR

接近负无穷大的舍入模式。

如果 BigDecimal 为正，则舍入行为与 ROUND_DOWN 相同;

如果为负，则舍入行为与 ROUND_UP 相同。

注意，此舍入模式始终不会增加计算值。

5、ROUND_HALF_UP

向“最接近的”数字舍入，如果与两个相邻数字的距离相等，则为向上舍入的舍入模式。

如果舍弃部分 >= 0.5，则舍入行为与 ROUND_UP 相同;否则舍入行为与 ROUND_DOWN 相同。

注意，这是我们大多数人在小学时就学过的舍入模式(四舍五入)。

6、ROUND_HALF_DOWN

向“最接近的”数字舍入，如果与两个相邻数字的距离相等，则为上舍入的舍入模式。

如果舍弃部分 > 0.5，则舍入行为与 ROUND_UP 相同;否则舍入行为与 ROUND_DOWN 相同(五舍六入)。

7、ROUND_HALF_EVEN

向“最接近的”数字舍入，如果与两个相邻数字的距离相等，则向相邻的偶数舍入。

如果舍弃部分左边的数字为奇数，则舍入行为与 ROUND_HALF_UP 相同;

如果为偶数，则舍入行为与 ROUND_HALF_DOWN 相同。

注意，在重复进行一系列计算时，此舍入模式可以将累加错误减到最小。

此舍入模式也称为“银行家舍入法”，主要在美国使用。四舍六入，五分两种情况。

如果前一位为奇数，则入位，否则舍去。

以下例子为保留小数点1位，那么这种舍入方式下的结果。

1.15>1.2 1.25>1.2

8、ROUND_UNNECESSARY

断言请求的操作具有精确的结果，因此不需要舍入。

如果对获得精确结果的操作指定此舍入模式，则抛出ArithmeticException。

测试用例

 @Test
    public void testBigDecimal03(){
        BigDecimal num1 = new BigDecimal("1");
        BigDecimal num2 = new BigDecimal("3");
        BigDecimal divide1 = num1.divide(num2, 3, BigDecimal.ROUND_UP);
        BigDecimal divide2 = num1.divide(num2, 3, BigDecimal.ROUND_DOWN);
        BigDecimal divide3 = num1.divide(num2, 3, BigDecimal.ROUND_CEILING);
        BigDecimal divide4 = num1.divide(num2, 3, BigDecimal.ROUND_FLOOR);
        BigDecimal divide5 = num1.divide(num2, 3, BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
        BigDecimal divide6 = num1.divide(num2, 3, BigDecimal.ROUND_HALF_DOWN);
        BigDecimal divide7 = num1.divide(num2, 3, BigDecimal.ROUND_HALF_EVEN);
//        BigDecimal divide8 = num1.divide(num2, 3, BigDecimal.ROUND_UNNECESSARY);

        System.out.println(divide1);
        System.out.println(divide2);
        System.out.println(divide3);
        System.out.println(divide4);
        System.out.println(divide5);
        System.out.println(divide6);
        System.out.println(divide7);
//        System.out.println(divide8);
    }

输出结果

0.334
0.333
0.334
0.333
0.333
0.333
0.333