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Java?BigDecimal正確用法詳解

 更新時(shí)間：2022年10月03日 11:07:57   作者：Dily_Su  
Java在java.math包中提供的API類BigDecimal，用來對(duì)超過16位有效位的數(shù)進(jìn)行精確的運(yùn)算。雙精度浮點(diǎn)型變量double可以處理16位有效數(shù)，但在實(shí)際應(yīng)用中，可能需要對(duì)更大或者更小的數(shù)進(jìn)行運(yùn)算和處理

一、背景

BigDecimal 平時(shí)主要用于計(jì)算金錢時(shí)，其自身提供了很多的構(gòu)造方法，但是這些構(gòu)造方法使用不當(dāng)會(huì)造成精度丟失，從而引起事故。

二、事故案例

1、問題

收銀臺(tái)計(jì)算商品價(jià)格報(bào)錯(cuò)，導(dǎo)致訂單無法支付

2、問題復(fù)現(xiàn)

public static void main(String[] args) {
    BigDecimal bigDecimal=new BigDecimal(88);
    System.out.println(bigDecimal);
    bigDecimal=new BigDecimal("8.8");
    System.out.println(bigDecimal);
    bigDecimal=new BigDecimal(8.8);
    System.out.println(bigDecimal);
}

3、源碼分析

public static long doubleToLongBits(double value) {
    long result = doubleToRawLongBits(value);
    // Check for NaN based on values of bit fields, maximum
    // exponent and nonzero significand.
    if ( ((result & DoubleConsts.EXP_BIT_MASK) ==
          DoubleConsts.EXP_BIT_MASK) &&
         (result & DoubleConsts.SIGNIF_BIT_MASK) != 0L)
        result = 0x7ff8000000000000L;
    return result;
}

問題就處在 doubleToRawLongBits 這個(gè)方法上，在 jdk 中 double 類（float 與 int 對(duì)應(yīng)）中提供了 double 與 long 轉(zhuǎn)換，doubleToRawLongBits 就是將 double 轉(zhuǎn)換為 long，這個(gè)方法是原始方法（底層不是 java 實(shí)現(xiàn)，是 c++ 實(shí)現(xiàn)的）。

4、原因分析

在 java 中 BigDecimal 處理數(shù)據(jù)時(shí)把十進(jìn)制小數(shù)擴(kuò)大 N 倍讓它在整數(shù)上進(jìn)行計(jì)算，并保留相應(yīng)的精度信息。

  1. float 和 double 類型，主要是為了科學(xué)計(jì)算和工程計(jì)算而設(shè)計(jì)的，之所以執(zhí)行二進(jìn)制浮點(diǎn)運(yùn)算，是為了在廣泛的數(shù)值范圍上提供較為精確的快速近和計(jì)算。
  2. 并沒有提供完全精確的結(jié)果，所以不應(yīng)該被用于精確的結(jié)果的場合。
  3. 當(dāng)浮點(diǎn)數(shù)達(dá)到一定大的數(shù)，就會(huì)自動(dòng)使用科學(xué)計(jì)數(shù)法，這樣的表示只是近似真實(shí)數(shù)而不等于真實(shí)數(shù)。
  4. 當(dāng)十進(jìn)制小數(shù)位轉(zhuǎn)換二進(jìn)制的時(shí)候也會(huì)出現(xiàn)無限循環(huán)或者超過浮點(diǎn)數(shù)尾數(shù)的長度。

三、總結(jié)

在設(shè)計(jì)到精度計(jì)算時(shí)，我們盡量使用 String 類型來進(jìn)行轉(zhuǎn)換，而且涉及到 BigDecimal 的計(jì)算，要使用其對(duì)應(yīng)方法進(jìn)行計(jì)算。

四、工具類

這里封裝一個(gè) BigDecimal 工具類

public class BigDecimalUtils {
    /**
     * double 加
     *
     * @param v1 加數(shù)
     * @param v2 加數(shù)
     * @return 和
     */
    public static BigDecimal doubleAdd(double v1, double v2) {
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));
        return b1.add(b2);
    }
    /**
     * float 加
     *
     * @param v1 加數(shù)
     * @param v2 加數(shù)
     * @return 和
     */
    public static BigDecimal floatAdd(float v1, float v2) {
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(Float.toString(v1));
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(Float.toString(v2));
        return b1.add(b2);
    }
    /**
     * double 減
     *
     * @param v1 被減數(shù)
     * @param v2 減數(shù)
     * @return 差
     */
    public static BigDecimal doubleSub(double v1, double v2) {
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));
        return b1.subtract(b2);
    }
    /**
     * float 減
     *
     * @param v1 被減數(shù)
     * @param v2 減數(shù)
     * @return 差
     */
    public static BigDecimal floatSub(float v1, float v2) {
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(Float.toString(v1));
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(Float.toString(v2));
        return b1.subtract(b2);
    }
    /**
     * double 乘
     *
     * @param v1 因數(shù)
     * @param v2 因數(shù)
     * @return 積
     */
    public static BigDecimal doubleMul(double v1, double v2) {
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));
        return b1.multiply(b2);
    }
    /**
     * float 乘
     *
     * @param v1 因數(shù)
     * @param v2 因數(shù)
     * @return 積
     */
    public static BigDecimal floatMul(float v1, float v2) {
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(Float.toString(v1));
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(Float.toString(v2));
        return b1.multiply(b2);
    }
    /**
     * double 除
     *
     * @param v1 被除數(shù)
     * @param v2 除數(shù)
     * @return 商
     */
    public static BigDecimal doubleDiv(double v1, double v2) {
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));
        // 保留小數(shù)點(diǎn)后兩位 ROUND_HALF_UP = 四舍五入
        return b1.divide(b2, 2, RoundingMode.HALF_UP);
    }
    /**
     * float 除
     *
     * @param v1 被除數(shù)
     * @param v2 除數(shù)
     * @return 商
     */
    public static BigDecimal floatDiv(float v1, float v2) {
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(Float.toString(v1));
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(Float.toString(v2));
        // 保留小數(shù)點(diǎn)后兩位 ROUND_HALF_UP = 四舍五入
        return b1.divide(b2, 2, RoundingMode.HALF_UP);
    }
    /**
     * double<br>
     * 比較v1 v2大小
     *
     * @param v1
     * @param v2
     * @return v1>v2 return 1  v1=v2 return 0 v1<v2 return -1
     */
    public static int doubleCompareTo(double v1, double v2) {
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));
        return b1.compareTo(b2);
    }
    /**
     * float<br>
     * 比較v1 v2大小
     *
     * @param v1
     * @param v2
     * @return v1>v2 return 1  v1=v2 return 0 v1<v2 return -1
     */
    public static int floatCompareTo(float v1, float v2) {
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(Float.toString(v1));
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(Float.toString(v2));
        return b1.compareTo(b2);
    }
}

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