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一、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。
二、BigDecimal常用构造函数
2.1.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)(不推荐)
创建一个具有参数所指定双精度值的对象
-
BigDecimal(long)(不推荐)
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
2.2.使用问题分析
2.2.1.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);
System.out.println("=====================");
System.out.println("=====================");
BigDecimal c =new BigDecimal(3.1d);
System.out.println("c values is:"+c);
System.out.println("=====================");
BigDecimal d =new BigDecimal(3.1f);
System.out.println("d values is:"+d);
2.2.2.结果示例：
a values is:0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625
=====================
b values is:0.1
=====================
=====================
c values is:3.100000000000000088817841970012523233890533447265625
=====================
d values is:3.099999904632568359375
2.2.3.结果分析
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。
2.3.使用问题
2.3.1.使用示例
BigDecimal c =new BigDecimal(99.99d);
System.out.println("c values is:"+c);
System.out.println("c.doubleValue() = " + c.doubleValue());
System.out.println("=====================");
BigDecimal d =new BigDecimal(99.99f);
System.out.println("d values is:"+d);
System.out.println("d.floatValue() = " + d.floatValue());
System.out.println("=====================");
BigDecimal e =new BigDecimal("99.99");
System.out.println("e values is:"+e);
System.out.println("e.toString() = " + e.toString());
2.3.2.结果示例
c values is:99.9899999999999948840923025272786617279052734375
c.doubleValue() = 99.99
=====================
d values is:99.98999786376953125
d.floatValue() = 99.99
=====================
e values is:99.99
e.toString() = 99.99
2.3.3.结果分析
由上述示例可以看出，在使用double和float类型的构造方法时，数值会出现误差；但使用其对应的方法时，则不会出现误差，因此，在日常工作时，类型选择推荐转化为String进行操作，防止出现误差。
三、BigDecimal常用方法详解
3.1.常用方法
-
add(BigDecimal)
BigDecimal对象中的值相加，返回BigDecimal对象
-
subtract(BigDecimal)
BigDecimal对象中的值相减，返回BigDecimal对象
-
multiply(BigDecimal)
BigDecimal对象中的值相乘，返回BigDecimal对象
-
divide(BigDecimal)
BigDecimal对象中的值相除，返回BigDecimal对象
-
toString()
将BigDecimal对象中的值转换成字符串
-
doubleValue()
将BigDecimal对象中的值转换成双精度数
-
floatValue()
将BigDecimal对象中的值转换成单精度数
-
longValue()
将BigDecimal对象中的值转换成长整数
-
intValue()
将BigDecimal对象中的值转换成整数
3.2.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
四、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: ￥120.00BigDecimal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
五、BigDecimal常见问题
5.1.除法的时候出现异常
5.1.1.异常
java.lang.ArithmeticException: Non-terminating decimal expansion;
no exact representable decimal result
5.1.2.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.
5.1.3.解决方法：
divide方法设置精确的小数点，如：divide(xxxxx,2)
5.1.4. 设置舍入模式
其实divide方法有可以传三个参数：public BigDecimal divide(BigDecimal divisor, int scale, int roundingMode) 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：
/**
* Returns a {@code BigDecimal} whose value is {@code (this /
* divisor)}, and whose scale is as specified. If rounding must
* be performed to generate a result with the specified scale, the
* specified rounding mode is applied.
*
* <p>The new {@link #divide(BigDecimal, int, RoundingMode)} method
* should be used in preference to this legacy method.
*
* @param divisor value by which this {@code BigDecimal} is to be divided.
* @param scale scale of the {@code BigDecimal} quotient to be returned.
* @param roundingMode rounding mode to apply.
* @return {@code this / divisor}
* @throws ArithmeticException if {@code divisor} is zero,
* {@code roundingMode==ROUND_UNNECESSARY} and
* the specified scale is insufficient to represent the result
* of the division exactly.
* @throws IllegalArgumentException if {@code roundingMode} does not
* represent a valid rounding mode.
* @see #ROUND_UP
* 向远离0的方向舍入
* @see #ROUND_DOWN
* 向零方向舍入
* @see #ROUND_CEILING
* 向正无穷方向舍入
* @see #ROUND_FLOOR
* 向负无穷方向舍入
* @see #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
* @see #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
* @see #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
* @see #ROUND_UNNECESSARY
* 计算结果是精确的,不需要舍入模式
*/
public BigDecimal divide(BigDecimal divisor, int scale, int roundingMode) {
if (roundingMode < ROUND_UP || roundingMode > ROUND_UNNECESSARY)
throw new IllegalArgumentException("Invalid rounding mode");
if (this.intCompact != INFLATED) {
if ((divisor.intCompact != INFLATED)) {
return divide(this.intCompact, this.scale, divisor.intCompact, divisor.scale, scale, roundingMode);
} else {
return divide(this.intCompact, this.scale, divisor.intVal, divisor.scale, scale, roundingMode);
}
} else {
if ((divisor.intCompact != INFLATED)) {
return divide(this.intVal, this.scale, divisor.intCompact, divisor.scale, scale, roundingMode);
} else {
return divide(this.intVal, this.scale, divisor.intVal, divisor.scale, scale, roundingMode);
}
}
}
5.2.数据操作后设置取舍模式
5.2.1.代码示例
/**
* 将字符串"元"转换成"分" Long类型
* @param str
* @return
*/
public static Long convertDollar2CentLong(String str) {
return new BigDecimal(str)
.multiply(new BigDecimal(100))
.setScale(0, BigDecimal.ROUND_FLOOR)
.longValue();
}
5.2.2.解释
上面就是一个“元”转“分”的示例，作用是将字符串表示的数字乘以100，并将结果转换成long类型。具体解释如下：
-
new BigDecimal(str)
用于将字符串
str
转换成 BigDecimal 对象。BigDecimal 对象是一种高精度的数字表示方法，可以避免使用浮点数时出现的精度问题。 -
multiply(new BigDecimal(100))
用于将 BigDecimal 对象乘以 100。 -
setScale(0, BigDecimal.ROUND_FLOOR)
用于将结果保留0位小数，并采用向下取整的方式舍入。 -
longValue()
用于将 BigDecimal 对象转换成 long 类型的整数。
综合起来，这行代码的作用就是将一个字符串表示的数字乘以100后转换成整数。例如，对于输入的字符串 “3.14”，经过这行代码处理后得到的结果将是 314。
5.2.3.
setScale
setScale
保留参数介绍同5.1.4，源码如下：
/**
* Returns a {@code BigDecimal} whose scale is the specified
* value, and whose unscaled value is determined by multiplying or
* dividing this {@code BigDecimal}'s unscaled value by the
* appropriate power of ten to maintain its overall value. If the
* scale is reduced by the operation, the unscaled value must be
* divided (rather than multiplied), and the value may be changed;
* in this case, the specified rounding mode is applied to the
* division.
*
* <p>Note that since BigDecimal objects are immutable, calls of
* this method do <i>not</i> result in the original object being
* modified, contrary to the usual convention of having methods
* named <tt>set<i>X</i></tt> mutate field <i>{@code X}</i>.
* Instead, {@code setScale} returns an object with the proper
* scale; the returned object may or may not be newly allocated.
*
* <p>The new {@link #setScale(int, RoundingMode)} method should
* be used in preference to this legacy method.
*
* @param newScale scale of the {@code BigDecimal} value to be returned.
* @param roundingMode The rounding mode to apply.
* @return a {@code BigDecimal} whose scale is the specified value,
* and whose unscaled value is determined by multiplying or
* dividing this {@code BigDecimal}'s unscaled value by the
* appropriate power of ten to maintain its overall value.
* @throws ArithmeticException if {@code roundingMode==ROUND_UNNECESSARY}
* and the specified scaling operation would require
* rounding.
* @throws IllegalArgumentException if {@code roundingMode} does not
* represent a valid rounding mode.
* @see #ROUND_UP
* @see #ROUND_DOWN
* @see #ROUND_CEILING
* @see #ROUND_FLOOR
* @see #ROUND_HALF_UP
* @see #ROUND_HALF_DOWN
* @see #ROUND_HALF_EVEN
* @see #ROUND_UNNECESSARY
*/
public BigDecimal setScale(int newScale, int roundingMode) {
if (roundingMode < ROUND_UP || roundingMode > ROUND_UNNECESSARY)
throw new IllegalArgumentException("Invalid rounding mode");
int oldScale = this.scale;
if (newScale == oldScale) // easy case
return this;
if (this.signum() == 0) // zero can have any scale
return zeroValueOf(newScale);
if(this.intCompact!=INFLATED) {
long rs = this.intCompact;
if (newScale > oldScale) {
int raise = checkScale((long) newScale - oldScale);
if ((rs = longMultiplyPowerTen(rs, raise)) != INFLATED) {
return valueOf(rs,newScale);
}
BigInteger rb = bigMultiplyPowerTen(raise);
return new BigDecimal(rb, INFLATED, newScale, (precision > 0) ? precision + raise : 0);
} else {
// newScale < oldScale -- drop some digits
// Can't predict the precision due to the effect of rounding.
int drop = checkScale((long) oldScale - newScale);
if (drop < LONG_TEN_POWERS_TABLE.length) {
return divideAndRound(rs, LONG_TEN_POWERS_TABLE[drop], newScale, roundingMode, newScale);
} else {
return divideAndRound(this.inflated(), bigTenToThe(drop), newScale, roundingMode, newScale);
}
}
} else {
if (newScale > oldScale) {
int raise = checkScale((long) newScale - oldScale);
BigInteger rb = bigMultiplyPowerTen(this.intVal,raise);
return new BigDecimal(rb, INFLATED, newScale, (precision > 0) ? precision + raise : 0);
} else {
// newScale < oldScale -- drop some digits
// Can't predict the precision due to the effect of rounding.
int drop = checkScale((long) oldScale - newScale);
if (drop < LONG_TEN_POWERS_TABLE.length)
return divideAndRound(this.intVal, LONG_TEN_POWERS_TABLE[drop], newScale, roundingMode,
newScale);
else
return divideAndRound(this.intVal, bigTenToThe(drop), newScale, roundingMode, newScale);
}
}
}
六、BigDecimal总结
6.1.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。