Java 中的 BigDecimal 类你了解多少？

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作者：HikariCP
链接：https://www.jianshu.com/p/c81edc59546c

前言

我们都知道浮点型变量在进行计算的时候会出现丢失精度的问题。如下一段代码：

System.out.println(0.05 + 0.01);
System.out.println(1.0 - 0.42);
System.out.println(4.015 * 100);
System.out.println(123.3 / 100);输出：
0.060000000000000005
0.5800000000000001
401.49999999999994
1.2329999999999999

可以看到在Java中进行浮点数运算的时候，会出现丢失精度的问题。那么我们如果在进行商品价格计算的时候，就会出现问题。很有可能造成我们手中有0.06元，却无法购买一个0.05元和一个0.01元的商品。因为如上所示，他们两个的总和为0.060000000000000005。这无疑是一个很严重的问题，尤其是当电商网站的并发量上去的时候，出现的问题将是巨大的。可能会导致无法下单，或者对账出现问题。所以接下来我们就可以使用Java中的BigDecimal类来解决这类问题。

普及一下：

Java中float的精度为6-7位有效数字。double的精度为15-16位。

API

构造器：

构造器                   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。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。

函数：

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。

由于一般的数值类型，例如double不能准确的表示16位以上的数字。

BigDecimal精度也丢失

我们在使用BigDecimal时，使用它的BigDecimal(String)构造器创建对象才有意义。其他的如BigDecimal b = new BigDecimal(1)这种，还是会发生精度丢失的问题。如下代码：

BigDecimal a = new BigDecimal(1.01);
BigDecimal b = new BigDecimal(1.02);
BigDecimal c = new BigDecimal("1.01");
BigDecimal d = new BigDecimal("1.02");
System.out.println(a.add(b));
System.out.println(c.add(d));输出：
2.0300000000000000266453525910037569701671600341796875
2.03

可见论丢失精度BigDecimal显的更为过分。但是使用Bigdecimal的BigDecimal(String)构造器的变量在进行运算的时候却没有出现这种问题。究其原因计算机组成原理里面都有，它们的编码决定了这样的结果。long可以准确存储19位数字，而double只能准备存储16位数字。double由于有exp位，可以存16位以上的数字，但是需要以低位的不精确作为代价。如果需要高于19位数字的精确存储，则必须用BigInteger来保存，当然会牺牲一些性能。所以我们一般使用BigDecimal来解决商业运算上丢失精度的问题的时候，声明BigDecimal对象的时候一定要使用它构造参数为String的类型的构造器。

同时这个原则Effective Java和MySQL 必知必会中也都有提及。float和double只能用来做科学计算和工程计算。商业运算中我们要使用BigDecimal。

而且我们从源码的注释中官方也给出了说明，如下是BigDecimal类的double类型参数的构造器上的一部分注释说明：

     * The results of this constructor can be somewhat unpredictable.* One might assume that writing {@code new BigDecimal(0.1)} in* Java creates a {@code BigDecimal} which is exactly equal to* 0.1 (an unscaled value of 1, with a scale of 1), but it is* actually equal to* 0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625.* This is because 0.1 cannot be represented exactly as a* {@code double} (or, for that matter, as a binary fraction of* any finite length).  Thus, the value that is being passed* <i>in</i> to the constructor is not exactly equal to 0.1,* appearances notwithstanding.……* When a {@code double} must be used as a source for a* {@code BigDecimal}, note that this constructor provides an* exact conversion; it does not give the same result as* converting the {@code double} to a {@code String} using the* {@link Double#toString(double)} method and then using the* {@link #BigDecimal(String)} constructor.  To get that result,* use the {@code static} {@link #valueOf(double)} method.* </ol>
public BigDecimal(double val) {this(val,MathContext.UNLIMITED);
}

第一段也说的很清楚它只能计算的无限接近这个数，但是无法精确到这个数。第二段则说，如果要想准确计算这个值，那么需要把double类型的参数转化为String类型的。并且使用BigDecimal(String)这个构造方法进行构造。去获取结果。

正确运用BigDecimal

另外，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，由刚才我们所罗列的API也可看出。

在一般开发过程中，我们数据库中存储的数据都是float和double类型的。在进行拿来拿去运算的时候还需要不断的转化，这样十分的不方便。这里我写了一个工具类：

/*** @author: Ji YongGuang.* @date: 19:50 2017/12/14.*/
public class BigDecimalUtil {private BigDecimalUtil() {}public static BigDecimal add(double v1, double v2) {// v1 + v2BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));return b1.add(b2);}public static BigDecimal sub(double v1, double v2) {BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));return b1.subtract(b2);}public static BigDecimal mul(double v1, double v2) {BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));return b1.multiply(b2);}public static BigDecimal div(double v1, double v2) {BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));// 2 = 保留小数点后两位   ROUND_HALF_UP = 四舍五入return b1.divide(b2, 2, BigDecimal.ROUND_HALF_UP);// 应对除不尽的情况}
}

该工具类提供了double类型的基本的加减乘除运算。直接调用即可。