Java BigDecimal類用法詳解

更新時間：2016年06月14日 11:52:28 作者：jackiehff

BigDecimal 由任意精度的整數非標度值和32 位的整數標度 (scale) 組成。如果為零或正數，則標度是小數點后的位數。如果為負數，則將該數的非標度值乘以 10 的負scale 次冪。

1.引言

　　借用《Effactive Java》這本書中的話，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(zhí)行二進制浮點運算，這是為了在廣域數值范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，所以不應該被用于要求精確結果的場合。但是，商業(yè)計算往往要求結果精確，這時候BigDecimal就派上大用場啦。

2.BigDecimal簡介

　　BigDecimal 由任意精度的整數非標度值和32 位的整數標度 (scale) 組成。如果為零或正數，則標度是小數點后的位數。如果為負數，則將該數的非標度值乘以 10 的負scale 次冪。因此，BigDecimal表示的數值是(unscaledValue × 10-scale)。

3.測試代碼

3.1構造函數（主要測試參數類型為double和String的兩個常用構造函數）

復制代碼代碼如下:

BigDecimal aDouble =new BigDecimal(1.22);

System.out.println("construct with a double value: " + aDouble);

BigDecimal aString = new BigDecimal("1.22");

System.out.println("construct with a String value: " + aString);

你認為輸出結果會是什么呢？如果你沒有認為第一個會輸出1.22，那么恭喜你答對了，輸出結果如下：

復制代碼代碼如下:

construct with a doublevalue:1.2199999999999999733546474089962430298328399658203125

construct with a String value: 1.22

　　JDK的描述：

　　　　1、參數類型為double的構造方法的結果有一定的不可預知性。有人可能認為在Java中寫入newBigDecimal(0.1)所創(chuàng)建的BigDecimal正好等于 0.1（非標度值 1，其標度為 1），但是它實際上等于0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625。這是因為0.1無法準確地表示為 double（或者說對于該情況，不能表示為任何有限長度的二進制小數）。這樣，傳入到構造方法的值不會正好等于 0.1（雖然表面上等于該值）。

　　　　2、另一方面，String 構造方法是完全可預知的：寫入 newBigDecimal("0.1") 將創(chuàng)建一個 BigDecimal，它正好等于預期的 0.1。因此，比較而言，通常建議優(yōu)先使用String構造方法。

　　　　3、當double必須用作BigDecimal的源時，請注意，此構造方法提供了一個準確轉換；它不提供與以下操作相同的結果：先使用Double.toString(double)方法，然后使用BigDecimal(String)構造方法，將double轉換為String。要獲取該結果，請使用static valueOf(double)方法。

3.2 加法操作

復制代碼代碼如下:

BigDecimal a =new BigDecimal("1.22");

System.out.println("construct with a String value: " + a);

BigDecimal b =new BigDecimal("2.22");

a.add(b);

System.out.println("aplus b is : " + a);

我們很容易會認為會輸出：

復制代碼代碼如下:

construct with a Stringvalue: 1.22

a plus b is :3.44

但實際上a plus b is : 1.22

4.源碼分析

4.1 valueOf(doubleval)方法

復制代碼代碼如下:

public   static BigDecimal valueOf(double val) {

   // Reminder: a zero double returns '0.0', so we cannotfastpath

   // to use the constant ZERO. This might be important enough to

   // justify a factory approach, a cache, or a few private

   // constants, later.

   returnnew BigDecimal(Double.toString(val));//見3.1關于JDK描述的第三點

}

4.2 add(BigDecimal augend)方法

public BigDecimal  add(BigDecimal augend) {
  long xs =this.intCompact; //整型數字表示的BigDecimal,例a的intCompact值為122
  long ys = augend.intCompact;//同上
  BigInteger fst = (this.intCompact !=INFLATED) ?null :this.intVal;//初始化BigInteger的值，intVal為BigDecimal的一個BigInteger類型的屬性
  BigInteger snd =(augend.intCompact !=INFLATED) ?null : augend.intVal;
  int rscale =this.scale;//小數位數

  long sdiff = (long)rscale - augend.scale;//小數位數之差

  if (sdiff != 0) {//取小數位數多的為結果的小數位數
   if (sdiff < 0) {
     int raise =checkScale(-sdiff);
     rscale =augend.scale;
     if (xs ==INFLATED ||
       (xs = longMultiplyPowerTen(xs,raise)) ==INFLATED)
       fst =bigMultiplyPowerTen(raise);
    }else {
      int raise =augend.checkScale(sdiff);
      if (ys ==INFLATED ||(ys =longMultiplyPowerTen(ys,raise)) ==INFLATED)
        snd = augend.bigMultiplyPowerTen(raise);
    }
  }

  if (xs !=INFLATED && ys !=INFLATED) {
   long sum = xs + ys;
   if ( (((sum ^ xs) &(sum ^ ys))) >= 0L)//判斷有無溢出
     return BigDecimal.valueOf(sum,rscale);//返回使用BigDecimal的靜態(tài)工廠方法得到的BigDecimal實例
  }
  if (fst ==null)
    fst =BigInteger.valueOf(xs);//BigInteger的靜態(tài)工廠方法

  if (snd ==null)
    snd =BigInteger.valueOf(ys);

  BigInteger sum =fst.add(snd);
  return (fst.signum == snd.signum) ?new BigDecimal(sum,INFLATED, rscale, 0) :
   new BigDecimal(sum,compactValFor(sum),rscale, 0);//返回通過其他構造方法得到的BigDecimal對象
}

　　以上只是對加法源碼的分析，減乘除其實最終都返回的是一個新的BigDecimal對象，因為BigInteger與BigDecimal都是不可變的（immutable）的，在進行每一步運算時，都會產生一個新的對象，所以a.add(b);雖然做了加法操作，但是a并沒有保存加操作后的值，正確的用法應該是a=a.add(b);

5.總結

　　(1)商業(yè)計算使用BigDecimal。

　　(2)盡量使用參數類型為String的構造函數。

　　(3) BigDecimal都是不可變的（immutable）的，在進行每一步運算時，都會產生一個新的對象，所以在做加減乘除運算時千萬要保存操作后的值。

　　(4)我們往往容易忽略JDK底層的一些實現細節(jié)，導致出現錯誤，需要多加注意。

參考：類 BigDecimal

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