BigDecimal 基本使用

分手后的思念是犯贱 2022-05-12 05:54 191阅读 0赞

*  加减乘除
 *  精度控制
 *  除法特写
    
     *  推荐做法
     *  默认除法精度
 *  总结

BigDecimal 是java小数操作的一个专有类,在电商、金融行业 存储跟金额有关的字段

java里面明明已经有了,float,double这种精度的小数,为什么还需要BigDecimal呢?  
这难道不是多余吗?

接下来看一个例子:

@Test
    public void testDoubleSimple() {
        double a = 3;
        double b = 10;
        double c = a / b;
        System.out.println(c);
    }

控制台输出:`0.3`

在小数操作中,我们通常希望能有多种自由的定义方式。

> 例如在不同的场景可能需要返回: 0.3, 0.4, 0.333 不同精度,在不同的精度进位时希望能自主控制

这个时候,就轮到BigDecimal出场了

# 加减乘除 #

首先来一段最简单的加减乘除

@Test
     public void testDecimalSimple() {
         BigDecimal a = new BigDecimal(5);
         BigDecimal b = new BigDecimal(40);
         BigDecimal add = a.add(b);
         BigDecimal subtract = a.subtract(b);
         BigDecimal multiply = a.multiply(b);
         BigDecimal divide = a.divide(b);
         System.out.println("add:" + add);
         System.out.println("subtract:" + subtract);
         System.out.println("multiply:" + multiply);
         System.out.println("divide:" + divide);
     }

控制台输出内容如下:

add:45
    subtract:-35
    multiply:200
    divide:0.125

在了解了BigDecimal基本内容后,在去深入的去使用它的精度

# 精度控制 #

精度有7种模式，举例如下

@Test
    public void testRound() {
         // 正无穷大方向取整
         System.out.println("celling:" + new BigDecimal(0.125, new MathContext(2, RoundingMode.CEILING)));
         // 负无穷大方向取整
         System.out.println("floor:" + new BigDecimal(0.125, new MathContext(2, RoundingMode.FLOOR)));
         //向 0 的方向取整
         System.out.println("down a:" + new BigDecimal(0.121, new MathContext(2, RoundingMode.DOWN)));
         System.out.println("down b:" + new BigDecimal(-0.129, new MathContext(2, RoundingMode.DOWN)));
         // 正数向正无穷大取整，负数向负无穷大取整
         System.out.println("up a:" + new BigDecimal(0.121, new MathContext(2, RoundingMode.UP)));
         System.out.println("up b:" + new BigDecimal(-0.129, new MathContext(2, RoundingMode.UP)));
         /** * 5,6,7,8,9 向上取整 * 1,2,3,4 向下取整 * * 常用的4舍5入 */
         System.out.println("half up:" + new BigDecimal(0.125, new MathContext(2, RoundingMode.HALF_UP)));
         /** * 6,7,8,9 向上取整 * 1,2,3,4,5 向下取整 * * 5 向下取整 */
         System.out.println("half down:" + new BigDecimal(0.125, new MathContext(2, RoundingMode.HALF_DOWN)));
    
         /** * 小数位是5时，判断整数部分是奇数就进位 * 1,2,3,4, 舍弃 * 6,7,8,9, 进位 */
         System.out.println("odd a:" + new BigDecimal(5.4, new MathContext(1, RoundingMode.HALF_EVEN)));
         System.out.println("odd b:" + new BigDecimal(5.5, new MathContext(1, RoundingMode.HALF_EVEN)));
         /** * 小数位是5时，判断整数部分是偶数就舍弃 * 1,2,3,4, 舍弃 * 6,7,8,9, 进位 */
         System.out.println("even a:" + new BigDecimal(6.5, new MathContext(1, RoundingMode.HALF_EVEN)));
         System.out.println("even b:" + new BigDecimal(6.6, new MathContext(1, RoundingMode.HALF_EVEN)));
     }

控制台输出内容如下

celling:0.13
    floor:0.12
    down a:0.12
    down b:-0.12
    up a:0.13
    up b:-0.13
    half up:0.13
    half down:0.12
    odd a:5
    odd b:6
    even a:6
    even b:7

在 RoundingMode.XXXXX 类型的源码注释上面，有更加详细的例子，可以看到是怎么舍入的

# 除法特写 #

我认为在电商，金融领域中，用BigDecimal最重要的原因有两个：  
1. 精度准确  
2. 除法运算支持好

所以一定要对除法做深入的了解,做项目的时候，才能不会对这些类型感到疑惑

@Test
        public void testDecimalDivide() {
            BigDecimal a = new BigDecimal(5.4);
            BigDecimal b = new BigDecimal(3.1);
            BigDecimal divide = a.divide(b);
            System.out.println("divide:" + divide);
        }

出现异常:  
`java.lang.ArithmeticException: Non-terminating decimal expansion; no exact representable decimal result.`

明明刚刚还好好的，怎么现在出了事?

那是因为 `5.4`、`3.1`都是double类型转换的 BigDecimal。

实际上5.4在内存中可能是 5.40000003321546546 的内容。导致BigDecimal内部精度计算的时候，发生错误

这个错误是因为没有指定精度导致的，我们只要指定了结果的精度，就可以避免这个问题。

## 推荐做法 ##

@Test
        public void testDecimalStandDivide() {
            BigDecimal a = new BigDecimal(5.4);
            BigDecimal b = new BigDecimal(3.1);
            // 保留几位小数
            int scale = 2;
            // 重点:务必是3个参数
            BigDecimal divide = a.divide(b,scale,RoundingMode.HALF_UP);
            System.out.println("divide:" + divide);
    
        }

控制台输出:`divide:1.74`

我们额外传入第二个参数:保留的小数,指定了结果的精度,就可以避免出现这种问题。

所以我们日常用BigDecimal做除法运算的时候，务必写成推荐的形式。避免出现了异常，自己还莫名其妙

## 默认除法精度 ##

在文章的开头的除法，是用整数转成BigDecimal， 保留的3为小数。 那默认情况下会精确到几位呢？

在跟进到divide函数内部时，发现了构造MathContext的部分内容:

MathContext mc = new MathContext( (int)Math.min(this.precision() +
                                                                (long)Math.ceil(10.0*divisor.precision()/3.0),
                                                                Integer.MAX_VALUE),
                                                  RoundingMode.UNNECESSARY);

> 整数 12345 的precision 是5  
> 整数 332 的precision 是 3  
> 小数5.4 的precision可能是 5.40000065464698656565454454555 的长度。 值不固定

根据MathContext的第一个参数的计算方式得到默认除法精度:  
1. 当被除数为:0x1 最低精度5  
2. 当被除数为:0xFFFFFFFF 最高精度36

# 总结 #

BigDecimal 精度描述:

<table> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>模式</td> 
   <td>描述</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>CEILING</td> 
   <td>正无穷大方向取整</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>FLOOR</td> 
   <td>负无穷大方向取整</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>DOWN</td> 
   <td>向 0 的方向取整</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>UP</td> 
   <td>正数向正无穷大取整，负数向负无穷大取整</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>HALF_UP</td> 
   <td> 5,6,7,8,9 向上取整、 1,2,3,4 向下取整、 常用的4舍5入</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>HALF_DOWN</td> 
   <td> 6,7,8,9 向上取整 1,2,3,4,5 向下取整</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>HALF_EVEN</td> 
   <td> 小数位是5时，判断整数部分是奇数就进位、 小数位是5时，判断整数部分是偶数就舍弃、 1,2,3,4, 舍弃、 6,7,8,9, 进位 </td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>