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Java BigDecimal類別應用程式碼解析

WBOY轉載: 2023-04-20 18:25:081294瀏覽

一.介紹

float和double類型的主要設計目標是為了科學計算和工程計算。他們執行二元浮點運算，這是為了在廣域數值範圍上提供較為精確的快速近似計算而精心設計的。然而，它們沒有提供完全精確的結果，所以不應該被用來要求精確結果的場合。但是，商業計算往往要求結果精確，這時候BigDecimal就派上大用場啦。

二.知識點介紹

1、概述
#2、建構方法
3、加減乘除運算
4、原始碼的描述
5、總結
6、精煉練習

三.知識點詳解

1、概述

為什麼要用BigDecimal？

程式碼示範：

package com.Test;

import Test2.MyDate;
import java.awt.*;
import java.text.ParseException;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Calendar;
import java.util.Date;
import java.util.GregorianCalendar;
import java.util.Properties;

public class Main {
private final static String name = "磊哥的java历险记-@51博客";
public static void main(String[] args) {
System.out.println(0.2 + 0.1);
System.out.println(0.3 - 0.1);
System.out.println(0.2 * 0.1);
System.out.println(0.3 / 0.1);
System.out.println("============="+name+"=============");
}
}

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#你認為你看錯了，但結果卻是這樣的。問題在哪裡呢？原因在於我們的計算機是二進制的。浮點數沒有辦法是用二進制進行精確表示。我們的CPU表示浮點數由兩個部分組成：指數和尾數，這樣的表示方法一般都會失去一定的精確度，有些浮點數運算也會產生一定的誤差。如：2.4的二進位表示並非就是精確的2.4。反而最接近的二進位表示是 2.3999999999999999。浮點數的值其實是由一個特定的數學公式計算出來的。

其實java的float只能用來進行科學計算或工程計算，在大多數的商業計算中，一般採用java.math.BigDecimal類別來進行精確計算。

2、BigDecimal建構方法

（1）public BigDecimal(double val)：將double表示形式轉換為BigDecimal（註：不建議使用）
（2）public BigDecimal(int val)：將int表示形式轉換成BigDecimal
（3）public BigDecimal(String val)：將String表示形式轉換成BigDecimal

為什麼不建議採用第一種建構方法？

程式碼示範：

package com.Test;

import Test2.MyDate;

import java.awt.*;
import java.math.BigDecimal;
import java.text.ParseException;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Calendar;
import java.util.Date;
import java.util.GregorianCalendar;
import java.util.Properties;

public class Main {

private final static String name = "磊哥的java历险记-@51博客";

public static void main(String[] args){
BigDecimal bigDecimal =new BigDecimal(2);
BigDecimal bDouble = new BigDecimal(2.3);
BigDecimal bString = new BigDecimal("2.3");
System.out.println("bigDecimal="+ bigDecimal);
System.out.println("bDouble="+ bDouble);
System.out.println("bString="+ bString);
System.out.println("============="+name+"=============");
}
}

執行結果如下：

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為什麼會出現這種情況呢？

3、原始碼的描述

參數型別為double的建構方法的結果有一定的不可預測性。有人可能認為在Java中寫入newBigDecimal(0.1)所建立的BigDecimal剛好等於 0.1（非標度值 1，其標度為 1），但它實際上等0.100000000000000005551115123

#125812564125125641251251256412。這是因為0.1無法準確地表示為 double（或者說對於該情況，不能表示為任何有限長度的二進位小數）。這樣，傳入到構造方法的值不會剛好等於 0.1（雖然表面上等於該值）。

另一方面，String 建構方法是完全可預測的：寫入newBigDecimal("0.1") 將會建立一個 BigDecimal，它剛好等於預期的 0.1。因此，比較而言，通常建議優先使用String建構方法。

當double必須用作BigDecimal的來源時，請使用Double.toString(double)轉換為String，然後使用String建構方法，或使用BigDecimal的靜態方法valueOf

#程式碼示範：

package com.Test;
import Test2.MyDate;
import java.math.BigDecimal;
public class Main {
private final static String name = "磊哥的java历险记-@51博客";
public static void main(String[] args) {
BigDecimal bDouble1 =BigDecimal.valueOf(2.3);
BigDecimal bDouble2 = new BigDecimal(Double.toString(2.3));
System.out.println("bDouble1="+ bDouble1);
System.out.println("bDouble2="+ bDouble2);
System.out.println("============="+name+"=============");
}
}

結果如下：

Java BigDecimal類別應用程式碼解析

4、BigDecimal加減除運算

#對於常用的加，減，乘，除，BigDecimal類提供了相應的成員方法。

（1） public BigDecimal add(BigDecimal value);加法
（2） public BigDecimal subtract(BigDecimal value); //減法
（3） public BigDecimal multiply(BigDecimal value); //乘法
程式碼示範：

package com.Test;
import Test2.MyDate;
import java.math.BigDecimal;
public class Main {
private final static String name = "磊哥的java历险记-@51博客";
public static void main(String[] args){
BigDecimal a = new BigDecimal("4.5");
BigDecimal b = new BigDecimal("1.5");
System.out.println("a+ b =" + a.add(b));
System.out.println("a- b =" + a.subtract(b));
System.out.println("a* b =" + a.multiply(b));
System.out.println("a/ b =" + a.divide(b));
System.out.println("============="+name+"=============");
}
}

這裡有一點要注意的是除法運算divide.

Java BigDecimal類別應用程式碼解析 BigDecimal除法可能出現不能整除的情況，例如4.5/1.3，這時會報錯java.lang.ArithmeticException:Non-terminating decimal expansion; no exact representable decimal result.

其實divide方法有可以傳三個參數：

public BigDecimal divide(BigDecimal divisor, int scale, introundingMode) 第一参数表示除数，第二个参数表示小数点后保留位数，第三个参数表示舍入模式，只有在作除法运算或四舍五入时才用到舍入模式，有下面这几种

（1）ROUND_CEILING //向正无穷方向舍入
（2）ROUND_DOWN //向零方向舍入
（3）ROUND_FLOOR //向负无穷方向舍入
（4）ROUND_HALF_DOWN //向（距离）最近的一边舍入，除非两边（的距离）是相等,如果是这样，向下舍入, 例如1.55 保留一位小数结果为1.5
（5）ROUND_HALF_EVEN //向（距离）最近的一边舍入，除非两边（的距离）是相等,如果是这样，如果保留位数是奇数，使用ROUND_HALF_UP，如果是偶数，使用ROUND_HALF_DOWN
（6）ROUND_HALF_UP //向（距离）最近的一边舍入，除非两边（的距离）是相等,如果是这样，向上舍入, 1.55保留一位小数结果为1.6
（7）ROUND_UNNECESSARY //计算结果是精确的，不需要舍入模式
（8）ROUND_UP //向远离0的方向舍入

按照各自的需要，可传入合适的第三个参数。四舍五入采用 ROUND_HALF_UP

需要对BigDecimal进行截断和四舍五入可用setScale方法，例：

代码演示：

public static void main(String[] args) {
BigDecimal a = newBigDecimal("4.5635");
//保留3位小数，且四舍五入
a = a.setScale(3,RoundingMode.HALF_UP);
System.out.println(a);
}

注：减乘除其实最终都返回的是一个新的BigDecimal对象，因为BigInteger与BigDecimal都是不可变的（immutable）的，在进行每一步运算时，都会产生一个新的对象

代码演示：

package com.Test;
import Test2.MyDate;
import java.math.BigDecimal;
public class Main {
private final static String name = "磊哥的java历险记-@51博客";
public static void main(String[] args){
BigDecimal a = new BigDecimal("4.5");
BigDecimal b = new BigDecimal("1.5");
a. add(b);
System.out.println(a); //输出4.5. 加减乘除方法会返回一个新的
System.out.println("============="+name+"=============");
}
}

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5、总结

(1)商业计算使用BigDecimal。
(2)尽量使用参数类型为String的构造函数。
(3)BigDecimal都是不可变的（immutable）的，在进行每一步运算时，都会产wf 所以在做加减乘除运算时千万要保存操作后的值。
(4)我们往往容易忽略JDK底层的一些实现细节，导致出现错误，需要多加注意。

6、精炼练习

在银行结算或支付中，我们经常会用到BigDecimal的相关方法。

6.1 题目

（1）使用BigDecimal创建出浮点类型的数字
（2）使用BigDecimal进行加减乘除运算

6.2 实验步骤

（1）声明一个类Test
（2）在Test类中，完成BigDecimal的构造和方法使用

代码演示：

package com.Test;
import Test2.MyDate;
import java.math.BigDecimal;
public class Main {
private final static String name = "磊哥的java历险记-@51博客";
public static void main(String[] args){
BigDecimal number = new BigDecimal("3.14");
//加法
System.out.println(number.add(new BigDecimal("1")));
//减法
System.out.println(number.subtract(new BigDecimal("1")));
//乘法
System.out.println(number.multiply(new BigDecimal("2")));
//除法
System.out.println(number.multiply(new BigDecimal("3.14")));
System.out.println("============="+name+"=============");
}
}

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