java中BigDecimal的使用踩坑记录
作者：myprincess003
一、踩坑记录
踩坑一：创建 BigDecimal精度丢失的坑
在BigDecimal 中提供了多种创建方式，可以通过new 直接创建，也可以通过 BigDecimal#valueOf 创建。这两种方式使用不当，也会导致精度问题。如下：
public static void main(String[] args) throws Exception {
BigDecimal b1= new BigDecimal(0.1);
System.out.println(b1);
BigDecimal b2= BigDecimal.valueOf(0.1);
System.out.println(b2);
BigDecimal b3= BigDecimal.valueOf(0.111111111111111111111111111234);
System.out.println(b3);
}执行结果：
0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625
0.1
0.1111111111111111
上面示例中两个方法都传入了double类型的参数0.1但是 b1 还是出现了精度的问题。造成这种问题的原因是 0.1 这个数字计算机是无法精确表示的，送给 BigDecimal 的时候就已经丢精度了，而 BigDecimal#valueOf 的实现却完全不同。如下源码所示，BigDecimal#valueOf 中是把浮点数转换成了字符串来构造的BigDecimal，因此避免了问题。
public static BigDecimal valueOf(double val) {
return new BigDecimal(Double.toString(val));
}结论：
第一，在使用BigDecimal构造函数时，尽量传递字符串而非浮点类型；
第二，如果无法满足第一条，则可采用BigDecimal#valueOf方法来构造初始化值。但是valueOf受double类型精度影响，当传入参数小数点后的位数超过double允许的16位精度还是可能会出现问题的
踩坑二：等值比较的坑
一般在比较两个值是否相等时，都是用equals 方法，但是，在BigDecimal 中使用equals可能会导致结果错误，BigDecimal 中提供了 compareTo 方法，在很多时候需要使用compareTo 比较两个值。如下所示：
public static void main(String[] args){
BigDecimal b1 = new BigDecimal("1.0");
BigDecimal b2 = new BigDecimal("1.00");
System.out.println(b1.equals(b2));
System.out.println(b1.compareTo(b2));
}执行结果：
false
0
出现此种结果的原因是，equals不仅比较了值是否相等，还比较了精度是否相同。示例中，由于两个值的精度不同，所有结果也就不相同。而 compareTo 是只比较值的大小。返回的值为-1（小于），0（等于），1（大于）。
结论
- 如果比较两个BigDecimal值的大小，采用其实现的compareTo方法；
- 如果严格限制精度的比较，那么则可考虑使用equals方法。
踩坑三：无限精度的坑
BigDecimal 并不代表无限精度，当在两个数除不尽的时候，就会出现无限精度的坑，如下所示：
public static void main(String[] args){
BigDecimal b1 = new BigDecimal("1.0");
BigDecimal b2 = new BigDecimal("3.0");
b1.divide(b2);
}执行结果：
Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: Non-terminating decimal expansion; no exact representable decimal result.
at java.math.BigDecimal.divide(BigDecimal.java:1693)
at com.demo.controller.Test.main(Test.java:29)
在官方文档中对该异常有如下说明：
If the quotient has a nonterminating decimal expansion and the
operation is specified to return an exact result, an
ArithmeticException is thrown. Otherwise, the exact result of the
division is returned, as done for other operations.
大致意思就是，如果在除法（divide）运算过程中，如果商是一个无限小数（如 0.333…），而操作的结果预期是一个精确的数字，那么将会抛出ArithmeticException异常。
此种情况，只需要在使用 divide方法时指定结果的精度即可：
public static void main(String[] args){
BigDecimal b1 = new BigDecimal("1.0");
BigDecimal b2 = new BigDecimal("3.0");
System.out.println(b1.divide(b2,2, RoundingMode.HALF_UP));//0.33
}结论：
在使用BigDecimal进行（所有）运算时，尽量指定精度和舍入模式。
踩坑四：BigDecimal三种字符串输出的坑
在BigDecimal 转换成字符串时，有可能输出非你预期的结果。如下所示：
public static void main(String[] args){
BigDecimal bg = new BigDecimal("1E11");
System.out.println(bg.toString()); // 1E+11
System.out.println(bg.toPlainString()); // 100000000000
System.out.println(bg.toEngineeringString()); // 100E+9
}执行结果：
1E+11
100000000000
100E+9
可以看到三种方式输出的结果可能都不相同，可能这个并不是预期的结果 ，BigDecimal 有三个方法可以转为相应的字符串类型，切记不要用错：
以下内容介绍java.math.BigDecimal下的三个toString方法的区别及用法
- toPlainString() : 不使用任何指数。
- toString() ：有必要时使用科学计数法。
- toEngineeringString()：有必要时使用工程计数法。 工程记数法是一种工程计算中经常使用的记录数字的方法，与科学技术法类似，但要求10的幂必须是3的倍数
踩坑五：使用BigDecimal进行计算时参数不能为NULL
在使用BigDecimal类型进行计算时，进行加、减、乘、除、比较大小时，一定要保证参与计算的两个值不能为空，否则会抛出java.lang.NullPointerException异常。
代码示例：
BigDecimal b1 = new BigDecimal("1");
BigDecimal b2 = null;
System.out.println("相加："+b2.add(b1));结果：
Exception in thread "main" java.lang.NullPointerException
at com.demo.controller.Test.main(Test.java:14)
踩坑六：使用BigDecimal进行除法计算时被除数不能为0
代码示例：
BigDecimal b1 = new BigDecimal("1");
BigDecimal b2 = new BigDecimal("0");
System.out.println(b1.divide(b2));执行结果：
Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: Division by zero
踩坑七：执行顺序不能调换（乘法交换律失效）
乘法满足交换律是一个常识，但是在计算机的世界里，会出现不满足乘法交换律的情况；
代码示例：
BigDecimal b1 = BigDecimal.valueOf(1.0); BigDecimal b2 = BigDecimal.valueOf(3.0); BigDecimal b3 = BigDecimal.valueOf(3.0); System.out.println(b1.divide(b2, 2, RoundingMode.HALF_UP).multiply(b3)); // 0.990 System.out.println(b1.multiply(b3).divide(b2, 2, RoundingMode.HALF_UP)); // 1.00
执行结果：
0.990
1.00
执行顺序交换后，产生的结果可能不同，会导致一定的问题，使用顺序建议先乘后除。
二、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。
三、BigDecimal常用构造函数
3.1、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
3.2、使用问题分析
使用示例：
BigDecimal a =new BigDecimal(0.1);
System.out.println("a values is:"+a);
System.out.println("=====================");
BigDecimal b =new BigDecimal("0.1");
System.out.println("b values is:"+b);结果示例：
a values is:0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625
=====================
b values is: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static valueOf(double)方法。
四、BigDecimal常用方法详解
4.1、常用方法
1.add(BigDecimal)
BigDecimal对象中的值相加，返回BigDecimal对象
2.subtract(BigDecimal)
BigDecimal对象中的值相减，返回BigDecimal对象
3.multiply(BigDecimal)
BigDecimal对象中的值相乘，返回BigDecimal对象
4.divide(BigDecimal)
BigDecimal对象中的值相除，返回BigDecimal对象
5.toString()
将BigDecimal对象中的值转换成字符串
6.doubleValue()
将BigDecimal对象中的值转换成双精度数
7.floatValue()
将BigDecimal对象中的值转换成单精度数
8.longValue()
将BigDecimal对象中的值转换成长整数
9.intValue()
将BigDecimal对象中的值转换成整数
4.2、BigDecimal大小比较
java中对BigDecimal比较大小一般用的是bigdemical的compareTo方法
int a = 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
new bigdemica(a).compareTo(new bigdemical(b)) >= 0
五、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。
NumberFormat currency = NumberFormat.getCurrencyInstance(); //建立货币格式化引用
NumberFormat percent = 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
BigDecimal loanAmount = new BigDecimal("15000.48"); //贷款金额
BigDecimal interestRate = new BigDecimal("0.008"); //利率
BigDecimal interest = 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：
public class NumberFormat {
public static void main(String[] s){
System.out.println(formatToNumber(new BigDecimal("3.435")));
System.out.println(formatToNumber(new BigDecimal(0)));
System.out.println(formatToNumber(new BigDecimal("0.00")));
System.out.println(formatToNumber(new BigDecimal("0.001")));
System.out.println(formatToNumber(new BigDecimal("0.006")));
System.out.println(formatToNumber(new BigDecimal("0.206")));
}
/**
* @desc 1.0~1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
* @param obj传入的小数
* @return
*/
public static String formatToNumber(BigDecimal obj) {
DecimalFormat df = new DecimalFormat("#.00");
if(obj.compareTo(BigDecimal.ZERO)==0) {
return "0.00";
}else if(obj.compareTo(BigDecimal.ZERO)>0&&obj.compareTo(new BigDecimal(1))<0){
return "0"+df.format(obj).toString();
}else {
return df.format(obj).toString();
}
}
}结果为：
3.44
0.00
0.00
0.00
0.01
0.21
六、BigDecimal常见异常
除法的时候出现异常
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-terminating decimal expansion; no exact representable decimal result.
解决方法：
divide方法设置精确的小数点，如：divide(xxxxx,2)
七、BigDecimal总结
7.1、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。
7.2、工具类推荐
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;
}
}以上就是java中BigDecimal的使用踩坑记录的详细内容，更多关于java BigDecimal的资料请关注脚本之家其它相关文章！