bigdecimal

这篇文章我们会介绍一下java 中的bigdecimal,并且会通过一些例子演示它的用法，例如精度的操作

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。

为什么需要bigdecimal

前面学习基本类型的时候,我们可以使用float 和 double来表示浮点型数字，但是这里有一个问题那就是基本数据类型float 和 double不应该用于高精度数据的表示，例如货币，因为浮点类型的float 和 double会丢失数据的精度

double d1 = 374.56;double d2 = 374.26;system.out.println( "d1 - d2 = " + ( d1 - d2 ));

这里本应输出的是0.30，但是实际上输出如下

d1 - d2 = 0.30000000000001137

这就是为什么在金融相关的程序里数据类型如此重要的原因，所以我们更好的选择是bigdecimal 而不是float 和 double

java bigdecimal 类

bigdecimal 是不可变的，任意精度的有符号十进制类型的数字，可用于货币计算

上面那个例子如果我们是使用bigdecimal来代替double 我们可以获得准确的值

bigdecimal bd1 = new bigdecimal("374.56");bigdecimal bd2 = new bigdecimal("374.26");  system.out.println("bd1 - bd2 = "悄悄说 + bd1.subtract(bd2));

现在输出就和预期的一样了

bd1 - bd2 = 0.30

java 中的bigdecimal类继承自number并且实现了comparable接口

public class bigdecimal extends number implements comparable<bigdecimal> {}

bigdecimal 类的构造方法

bigdecimal 提供了很多的构造方法，可以使用int ,char[],bigdecimal,string,doble ,long,int来初始化bigdecimal，bigdecimal 总共提供了18种构造方法，需要注意的实如果使用double 来初始化bigdecimal或许会再次引入精度的问题，下面提供了一个例子

bigdecimal bde = new bigdecimal(23.12);system.out.println("" + bde.tostring());

输出结果是这样的

23.120000000000000994759830064140260219573974609375

thus it is always safe to go with a constructor that takes string as argument when reprenting a decimal value.

因此使用string 做为构造函数的参数来表示一个十进制的数字的时候总是安全的

bigdecimal bde = new bigdecimal("23.12");system.out.println("" + bde.tostring());

output

23.12

bigdecimal 的精度

使用bigdecimal的一个理由是bigdecimal提供了精度控制(小数点后的数字的多少)和舍入模式，为了确定小数点后的保留几位数字你可以使用tscale(int scale) 方法，但是最好的是在使用精度的时候提供舍入模式，也就是tscale的重载方法

tscale(int newscale, int roundingmode)tscale(int newscale, roundingmode roundingmode)

接下来我们通过一个例子演示一下我们为什么要这样做，假设我们在通过一个double值构造一个bigdecimal

bigdecimal bde = new bigdecimal(23.12);system.out.println("value- " + bde.tostring());system.out.println("scaled value- " + bde.tscale(1).tostring());

output

value- 23.120000000000000994759830064140水波纹发型图片260219573974609375exception in thread "main" java.lang.arithmeticexception: rounding necessary at java.ba/java.math.bigdecimal.commonneedincrement(bigdecimal.java:4495) at java.ba/java.math.bigdecimal.needincrement(bigdecimal.java:4702) at java.ba/java.math.bigdecimal.divideandround(bigdecimal.java:4677) at java.ba/java.math.bigdecimal.tscale(bigdecimal.java:2811) at java.ba/java.math.bigdecimal.tscale(bigdecimal.java:2853) at org.netjs.programs.app.main(app.java:15)

从上面的输出中我们看到进度已经丢失了，输出的bigdecimal 是
23.120000000000000994759830064140260219573974609375

并且我们看到当我们将精度设置为1 的时候并且没有提供舍入机制的时候导致arithmetic异常被抛出

bigdecimal 的舍入模式

如果你注意到了上面我们在讲精度设置的时候，它其实是有两个设置精度的重载方法，第二个参数代表的就是舍入模式模式的参数，bigdecimal提供了八种舍入模式，它们通过static final int 进行表示

public final static int round_up =           0;public final static int round_down =         1;public final static int round_ceiling =      2;public final static int round_floor =        3;public final static int round_half_up =      4;public final static int round_half_down =    5;public final static int round_half_even =    6;public final static int round_unnecessary =  7;

需要注意的是在java.math包中也提供舍入模式的枚举值，需要注意的我们是推荐使用枚举值来代替使用int 类型的常量做舍入摸模式的参数

下面我们在设置进度的同时设置一下舍入模式，来避免arithmetic异常

@testpublic void scale() {    bigdecimal bde = new bigdecimal(23.12);    system.out.println("scaled value- " + bde.tscale(1,1).tostring());}

但是我们说了，我们推荐使用枚举值的舍入模式，而不是直接使用int 类型的常量，接下来我们看一下roundingmode 提供的枚举值

ceiling– rounding mode to round towards positive infinity.down– rounding mode to round towards zero.floor– rounding mode to round towards negative infinity.half_down– rounding mode to round towards “nearest neighbor” unless both neighbors are equidistant, in which ca round down.half_even– rounding mode to round towards the “nearest neighbor” unless both neighbors are equidistant, in which ca, round towards the even neighbor.half_up– roundingoodbayg mode to round towards “nearest neighbor” unless both neighbors are equidistant, in which ca round up.unnecessary – rounding mode to asrt that the requested operation has an exact result, hence no rounding is necessary.up– rounding mode to round away from zero.

下面我们通过例子来总结一下这些舍入模式的舍入方式

result of rounding input to one digit with the given rounding modeinput numberupdownceilingfloorhalf_uphalf_downhalf_evenunnecessary5.56565656throw arithmeticexception2.53232322throw arithmeticexception1.62121222throw arithmeticexception1.12121111throw arithmeticexception1.011111111-1.0-1-1-1-1-1-1-1-1-1.1-2-1-1-2-1-1-1throw arithmeticexception-1.6-2-1-1-2-2-2-2throw arithmeticexception-2.5-3-2-2-3-3-2-2throw arithmeticexception-5.5-6-5-5-6-6-5-6throw arithmeticexception

更多细节参考–
docs.oracle.com/java/8/do…

bigdecimal格式化

numberformat 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。

@testpublic void format() {    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.tmaximumfractiondigits(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(loa公会招人广告namount));    system.out.println("利率:t" + percent.format(interestrate));    system.out.println("利息:t" + currency.format(interest));}

输出结果

贷款金额:￥15,000.48利率:0.8%利息:￥120.00

decimalformat 格式化

bigdecimal格式化保留2为小数，不足则补0

@testpublic void format2(){    decimalformat df = new decimalformat("#.00");    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 * @return */public string formattonumber(bigdecimal obj) {    decimalformat df = new decimalformat("#.00");    if(obj.compareto(bigdecimal.zero)==0) {        return "0.00";    }el if(obj.compareto(bigdecimal.zero)>0&&obj.compareto(new bigdecimal(1))<0){        return "0"+df.format(obj).tostring();    }el {        return df.format(obj).tostring();    }}

bigdecimal 例子

最常见的例子就是精度是2(小数点后保留两位)，并且采用四舍五入的舍入模式(如果指定精度的笑一个数字大于等于5则向上取整，否则向下取整)

@testpublic void examples() {    bigdecimal bd1 = new bigdecimal("23.126");    system.out.println("bd1 " + bd1.tscale(2, roundingmode.half_up).tostring());}// 输出结果bd1 23.13

因为精度设置为2之后，也就是小数点后两位的后一位数字是6大于等于5，所以向上取整，所以结果是 23.13

bigdecimal bd1 = new bigdecimal("23.1236");system.out.println("bd1 " + bd1.tscale(2, roundingmode.half_up).tostring());

因为精度设置为2之后，也就是小数点后两位的后一位数字是3小于5，所以向下取整，所以结果是 23.12

bigdecimal bd1 = new bigdecimal("-15.567");system.out.println("bd1 " + bd1.tscale(2, roundingmode.half_up).tostring());

对于负数，也是同样的道理，所以输出是bd1 -15.57

bigdecimal 的特性

1. 没有重载操作符

在java 中支持的(+, -, *, /)数学运算，bigdecimal并不支持，因为这些操作符是针对基本数据类型的，但是bigdecimal是引用类型，也就是基于对象和类的，因此bigdecimal提供了下面的方法

add,subtract,multiply,and,divide

例如乘法在bigdecimal的实现如下

bigdecimal bd1 = new bigdecimal("15.567");bigdecimal result = bigdecimal.valueof(68).multiply(bd1);system.out.println("result " + result.tostring());

output

result 1058.556

2. 使用 compareto() 来比较bigdecimals 而不是使用 equals()

需要注意如果你使用 equals()来比较两个bigdecimal数字，那只有当两个bigdecimal的值和精度都相同的时候equals()猜认为它们是相同的(因此2.0和2.00是不相同的)

bigdecimal bd1 = new bigdecimal("2.00");bigdecimal bd2 = new bigdecimal("2.0");system.out.println("bd1 equals bd2 - " + bd1.equals(bd2));

output

bd1 equals bd2 - fal

因此你应该使用compareto()方法来比较两个bigdecimal 是否是相等的，bigdecimal实现了comparable接口并且提供了自己的compareto方法，这个方法只会判断两个bigdecimal对象的值是否是相等的忽略了两个数字的精度(ike 2.0 和 2.00 相等的)

对于bd1.compareto(bd2) 的返回值

-1 bd1 小于 bd2.0 两个相等的1 bd1 大于 bd2.

bigdecimal bd1 = new bigdecimal("2.00");bigdecimal bd2 = new bigdecimal("2.0");system.out.println("bd1 compareto bd2 - " + bd1.compareto(bd2));

output

bd1 compareto bd2 - 0

3. bigdecimals 是不可变的

bigdecimal 对象是不可变的，所以是线程安全的,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。

总结

当我们在进行有着高精度的计算要求的时候不要使用double和float 因为它们有着精度丢失的问题如果使用bigdecimal的时候，不要选择double值作为初始化的值，因为它同样会引入精度的问题如果你使用bigdecimal时候设置了精度，那就同时提供舍入模式，告诉bigdecimal如何舍入从而提供你想要的精度bigdecimal继承了number类和实现明达职业技术学院了comparable接口bigdecimal 针对加减乘除提供可特定的方法，因为bigdecimal不支持(+, -, *, /)数学运算bigdecimal 的对象是不可变的bigdecimal因为创建对象开销的原因，所以很多操作都是比原生类型要慢一些的。