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JAVA 中的大數(shù)字操作類詳解

更新時間：2024年10月18日 09:46:39 作者：當代紅領巾

Java的BigInteger類用于處理超出int和long范圍的大整數(shù),而BigDecimal類則用于高精度的浮點數(shù)運算,這兩個類都是Number的子類,提供了一系列方法執(zhí)行加減乘除等運算,BigInteger不支持表示小數(shù),只能表示整數(shù),BigDecimal可以控制小數(shù)位數(shù)和舍入方式,感興趣的朋友一起看看吧

大整數(shù)操作類：BigInteger 概述

BigInteger 是一個用于表示任意精度整數(shù)的類。它可以處理僅在 int 或 long 范圍內的整數(shù)運算以及超出這些范圍的整數(shù)。

主要特點

（1）精度：不受 int 和 long 限制，可以處理非常大的整數(shù)。

（2）不支持小數(shù)：只能表示整數(shù)。

（3）所有操作（加法、減法、乘法、除法等）都通過方法實現(xiàn)，不能直接使用運算符。

使用場景

（1）計算大數(shù)的結果（如科學計算、密碼學等）。

（2）需要精確的整數(shù)計算（如金融、統(tǒng)計分析等）。

（3）需要處理大范圍數(shù)值的算法（如大數(shù)運算、階乘計算等）。

大整數(shù)操作類：BigInteger 可以操作無限大的整型數(shù)據(jù)。

構造器

對于 BigInteger 類有很多個構造器，但是最常用的就是有一個 String 類型參數(shù)的構造器：

public BigInteger(String val) {
    this(val, 10);
}

常用方法

（1）BigInteger add(BigInteger val)

加法操作；

（2）BigInteger subtract(BigInteger val)

減法操作；

（3）BigInteger multiply(BigInteger val)

乘法操作；

（4）BigInteger divide(BigInteger val)

除法操作（不保留小數(shù)部分）；

（5）BigInteger[] divideAndRemainder(BigInteger val)

除法操作，返回值是一個長度為 2 的數(shù)組，數(shù)組中的第一個元素表示商，數(shù)組中第二個元素表示余數(shù)。

示例：

import java.math.BigInteger;
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        BigInteger bigInteger1 = new BigInteger("123456789123456789123456789123456789123456789");
        BigInteger bigInteger2 = new BigInteger("123456789123456789123456789123456789123456789");
        System.out.println(bigInteger1);
        System.out.println(bigInteger2);
        // 加法
        BigInteger plus = bigInteger1.add(bigInteger2);
        // 減法
        BigInteger subtract = bigInteger1.subtract(bigInteger2);
        // 乘法
        BigInteger multiply = bigInteger1.multiply(bigInteger2);
        // 除法
        BigInteger divide = bigInteger1.divide(bigInteger2);
        System.out.println(plus);
        System.out.println(subtract);
        System.out.println(multiply);
        System.out.println(divide);
    }
}

打印結果：

大小數(shù)操作類：BigDecimal

概述

BigDecimal 是一個用于表示任意精度的浮點數(shù)的類。它具有控制小數(shù)位數(shù)和舍入策略的功能。

主要特點

（1）精度高，不會受到 float 和 double 的限制，適用于需要精確表示小數(shù)點數(shù)據(jù)的場景。

（2）支持控制小數(shù)點后的位數(shù)及舍入方式。

（3）通過方法實現(xiàn)計算，不能直接使用運算符。

使用場景

（1）金融計算：涉及到貨幣或者利息計算時，確保不會因為浮點數(shù)運算導致的精度損失。

（2）科學計算：需要更高精度的小數(shù)計算。

（3）需要高精度結果的任何應用（如價格計算、統(tǒng)計數(shù)據(jù)處理中）。

構造器

BigDecimal(String val) 創(chuàng)建一個表示字符串參數(shù) val 的 BigDecimal 類型的大小數(shù)對象。

常用方法

（1）BigDecimal add(BigDecimal augend) 加法操作；

（2）BigDecimal subtract(BigDecimal subtrahend) 減法操作；

（3）BigDecimal multiply(BigDecimal multiplicand) 乘法操作；

（4）BigDecimal divide(BigDecimal divisor) 除法操作，如果除不盡，則會報 java.lang.ArithmeticException: Non-terminating decimal expansion; no exact representable decimal result；

（5）BigDecimal divide(BigDecimal divisor, int scale, int roundingMode) 除法操作，可以設置結果保留的小數(shù)的位數(shù)以及進位模式，scale 參數(shù)表示保留的小數(shù)位數(shù)， roundingMode 參數(shù)表示進位模式。BigDecimal 類中定義多個靜態(tài)常量表示進位模式， ROUND_HALF_UP 這個靜態(tài)常量就表示四舍五入。

示例：

import java.math.BigDecimal;
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        BigDecimal bigDecimal1 = new BigDecimal("123456789123456789123456789123456789123456789.123456789123456789123456789123456789123456789");
        BigDecimal bigDecimal2 = new BigDecimal("123456789123456789123456789123456789123456789.123456789123456789123456789123456789123456789");
        System.out.println(bigDecimal1);
        System.out.println(bigDecimal2);
        // 加法
        BigDecimal plus = bigDecimal1.add(bigDecimal2);
        // 減法
        BigDecimal subtract = bigDecimal1.subtract(bigDecimal2);
        // 乘法
        BigDecimal multiply = bigDecimal1.multiply(bigDecimal2);
        // 除法
        BigDecimal divide = bigDecimal1.divide(bigDecimal2);
        System.out.println(plus);
        System.out.println(subtract);
        // 0E-45 是一個科學計數(shù)法的表示方式，表示的是非?？拷诹愕臄?shù)。此處的E-45是表示小數(shù)點位置，雖然數(shù)字為零，但由于內部存儲的計算精度導致了這樣的表示。
        // 修改輸出格式以普通數(shù)字顯示
        System.out.println(subtract.stripTrailingZeros().toPlainString());
        System.out.println(multiply);
        System.out.println(divide);
    }
}

打印結果：

定義聲明一個方法，可以對 double 類型的小數(shù)進行四舍五入的操作

示例：

import java.math.BigDecimal;
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        double i = 3.1415926;
        System.out.println(round(i,2));
    }
    /**
     * 
     * @param num 傳入的 double 類型的數(shù)據(jù)
     * @param scale 保留位數(shù)
     * @return
     */
    public static double round(double num,int scale) {
        BigDecimal decimal = new BigDecimal(num);
        //進行除法操作，除以 1 來控制結果保留多少位小數(shù)
        BigDecimal result =
                decimal.divide(new BigDecimal(1), scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
        //把 BigDecimal 類型的結果轉換為 double 類型返回
        return result.doubleValue();
    }
}

打印結果：