我最近剛學(xué)java,希望知道java.math.BigDecimal如何使用,是否可用這個(gè)類指定浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算要精確的位數(shù)?望各位高手不吝賜教,在下感激不盡!
這個(gè)問題好像以前有人問過了以下的文章你自己看下
標(biāo)題?????在Java中實(shí)現(xiàn)浮點(diǎn)數(shù)的精確計(jì)算????AYellow(原作)?修改????
關(guān)鍵字?????Java?浮點(diǎn)數(shù)?精確計(jì)算???
問題的提出:
如果我們編譯運(yùn)行下面這個(gè)程序會(huì)看到什么?
public?class?Test{
????public?static?void?main(String?args[]){
????????System.out.println(0.05+0.01);
????????System.out.println(1.0-0.42);
????????System.out.println(4.015*100);
????????System.out.println(123.3/100);
????}
};
你沒有看錯(cuò)!結(jié)果確實(shí)是
0.060000000000000005
0.5800000000000001
401.49999999999994
1.2329999999999999
Java中的簡單浮點(diǎn)數(shù)類型float和double不能夠進(jìn)行運(yùn)算。不光是Java,在其它很多編程語言中也有這樣的問題。在大多數(shù)情況下,計(jì)算的結(jié)果是準(zhǔn)確的,但是多試幾次(可以做一個(gè)循環(huán))就可以試出類似上面的錯(cuò)誤。現(xiàn)在終于理解為什么要有BCD碼了。
這個(gè)問題相當(dāng)嚴(yán)重,如果你有9.999999999999元,你的計(jì)算機(jī)是不會(huì)認(rèn)為你可以購買10元的商品的。
在有的編程語言中提供了專門的貨幣類型來處理這種情況,但是Java沒有。現(xiàn)在讓我們看看如何解決這個(gè)問題。
?
四舍五入
我們的第一個(gè)反應(yīng)是做四舍五入。Math類中的round方法不能設(shè)置保留幾位小數(shù),我們只能象這樣(保留兩位):
public?double?round(double?value){
????return?Math.round(value*100)/100.0;
}
非常不幸,上面的代碼并不能正常工作,給這個(gè)方法傳入4.015它將返回4.01而不是4.02,如我們?cè)谏厦婵吹降?br />4.015*100=401.49999999999994
因此如果我們要做到精確的四舍五入,不能利用簡單類型做任何運(yùn)算
java.text.DecimalFormat也不能解決這個(gè)問題:
System.out.println(new?java.text.DecimalFormat("0.00").format(4.025));
輸出是4.02
?
BigDecimal
在《Effective?Java》這本書中也提到這個(gè)原則,float和double只能用來做科學(xué)計(jì)算或者是工程計(jì)算,在商業(yè)計(jì)算中我們要用java.math.BigDecimal。BigDecimal一共有4個(gè)夠造方法,我們不關(guān)心用BigInteger來夠造的那兩個(gè),那么還有兩個(gè),它們是:
BigDecimal(double?val)?
??????????Translates?a?double?into?a?BigDecimal.?
BigDecimal(String?val)?
??????????Translates?the?String?repre?sentation?of?a?BigDecimal?into?a?BigDecimal.
上面的API簡要描述相當(dāng)?shù)拿鞔_,而且通常情況下,上面的那一個(gè)使用起來要方便一些。我們可能想都不想就用上了,會(huì)有什么問題呢?等到出了問題的時(shí)候,才發(fā)現(xiàn)上面哪個(gè)夠造方法的詳細(xì)說明中有這么一段:
Note:?the?results?of?this?constructor?can?be?somewhat?unpredictable.?One?might?assume?that?new?BigDecimal(.1)?is?exactly?equal?to?.1,?but?it?is?actually?equal?to?.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625.?This?is?so?because?.1?cannot?be?represented?exactly?as?a?double?(or,?for?that?matter,?as?a?binary?fraction?of?any?finite?length).?Thus,?the?long?value?that?is?being?passed?in?to?the?constructor?is?not?exactly?equal?to?.1,?appearances?nonwithstanding.?
The?(String)?constructor,?on?the?other?hand,?is?perfectly?predictable:?new?BigDecimal(".1")?is?exactly?equal?to?.1,?as?one?would?expect.?Therefore,?it?is?generally?recommended?that?the?(String)?constructor?be?used?in?preference?to?this?one.
原來我們?nèi)绻枰_計(jì)算,非要用String來夠造BigDecimal不可!在《Effective?Java》一書中的例子是用String來夠造BigDecimal的,但是書上卻沒有強(qiáng)調(diào)這一點(diǎn),這也許是一個(gè)小小的失誤吧。
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解決方案
現(xiàn)在我們已經(jīng)可以解決這個(gè)問題了,原則是使用BigDecimal并且一定要用String來夠造。
但是想像一下吧,如果我們要做一個(gè)加法運(yùn)算,需要先將兩個(gè)浮點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)為String,然后夠造成BigDecimal,在其中一個(gè)上調(diào)用add方法,傳入另一個(gè)作為參數(shù),然后把運(yùn)算的結(jié)果(BigDecimal)再轉(zhuǎn)換為浮點(diǎn)數(shù)。你能夠忍受這么煩瑣的過程嗎?下面我們提供一個(gè)工具類Arith來簡化操作。它提供以下靜態(tài)方法,包括加減乘除和四舍五入:
public?static?double?add(double?v1,double?v2)
public?static?double?sub(double?v1,double?v2)
public?static?double?mul(double?v1,double?v2)
public?static?double?div(double?v1,double?v2)
public?static?double?div(double?v1,double?v2,int?scale)
public?static?double?round(double?v,int?scale)
附錄
源文件Arith.java:
import?java.math.BigDecimal;
/**
?*?由于Java的簡單類型不能夠精確的對(duì)浮點(diǎn)數(shù)進(jìn)行運(yùn)算,這個(gè)工具類提供精
?*?確的浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算,包括加減乘除和四舍五入。
?*/
public?class?Arith{
????//默認(rèn)除法運(yùn)算精度
????private?static?final?int?DEF_DIV_SCALE?=?10;
????//這個(gè)類不能實(shí)例化
????private?Arith(){
????}
?
????/**
?????*?提供精確的加法運(yùn)算。
?????*?@param?v1?被加數(shù)
?????*?@param?v2?加數(shù)
?????*?@return?兩個(gè)參數(shù)的和
?????*/
????public?static?double?add(double?v1,double?v2){
????????BigDecimal?b1?=?new?BigDecimal(Double.toString(v1));
????????BigDecimal?b2?=?new?BigDecimal(Double.toString(v2));
????????return?b1.add(b2).doubleValue();
????}
????/**
?????*?提供精確的減法運(yùn)算。
?????*?@param?v1?被減數(shù)
?????*?@param?v2?減數(shù)
?????*?@return?兩個(gè)參數(shù)的差
?????*/
????public?static?double?sub(double?v1,double?v2){
????????BigDecimal?b1?=?new?BigDecimal(Double.toString(v1));
????????BigDecimal?b2?=?new?BigDecimal(Double.toString(v2));
????????return?b1.subtract(b2).doubleValue();
????}?
????/**
?????*?提供精確的乘法運(yùn)算。
?????*?@param?v1?被乘數(shù)
?????*?@param?v2?乘數(shù)
?????*?@return?兩個(gè)參數(shù)的積
?????*/
????public?static?double?mul(double?v1,double?v2){
????????BigDecimal?b1?=?new?BigDecimal(Double.toString(v1));
????????BigDecimal?b2?=?new?BigDecimal(Double.toString(v2));
????????return?b1.multiply(b2).doubleValue();
????}
?
????/**
?????*?提供(相對(duì))精確的除法運(yùn)算,當(dāng)發(fā)生除不盡的情況時(shí),精確到
?????*?小數(shù)點(diǎn)以后10位,以后的數(shù)字四舍五入。
?????*?@param?v1?被除數(shù)
?????*?@param?v2?除數(shù)
?????*?@return?兩個(gè)參數(shù)的商
?????*/
????public?static?double?div(double?v1,double?v2){
????????return?div(v1,v2,DEF_DIV_SCALE);
????}
?
????/**
?????*?提供(相對(duì))精確的除法運(yùn)算。當(dāng)發(fā)生除不盡的情況時(shí),由scale參數(shù)指
?????*?定精度,以后的數(shù)字四舍五入。
?????*?@param?v1?被除數(shù)
?????*?@param?v2?除數(shù)
?????*?@param?scale?表示表示需要精確到小數(shù)點(diǎn)以后幾位。
?????*?@return?兩個(gè)參數(shù)的商
?????*/
????public?static?double?div(double?v1,double?v2,int?scale){
????????if(scale<0){
????????????throw?new?IllegalArgumentException(
????????????????"The?scale?must?be?a?positive?integer?or?zero");
????????}
????????BigDecimal?b1?=?new?BigDecimal(Double.toString(v1));
????????BigDecimal?b2?=?new?BigDecimal(Double.toString(v2));
????????return?b1.divide(b2,scale,BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue();
????}
?
????/**
?????*?提供精確的小數(shù)位四舍五入處理。
?????*?@param?v?需要四舍五入的數(shù)字
?????*?@param?scale?小數(shù)點(diǎn)后保留幾位
?????*?@return?四舍五入后的結(jié)果
?????*/
????public?static?double?round(double?v,int?scale){
????????if(scale<0){
????????????throw?new?IllegalArgumentException(
????????????????"The?scale?must?be?a?positive?integer?or?zero");
????????}
????????BigDecimal?b?=?new?BigDecimal(Double.toString(v));
????????BigDecimal?one?=?new?BigDecimal("1");
????????return?b.divide(one,scale,BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue();
????}
};
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有時(shí)在項(xiàng)目開發(fā)過程中,對(duì)數(shù)值的精度要求較高時(shí)可能就會(huì)用到j(luò)ava.math.BigDecimal,使用時(shí)發(fā)現(xiàn)有些用法效率較低。
1:初始化一個(gè)java.math.BigDecimal時(shí)盡量用java.math.BigDecimal.valueOf(0)來替代new java.math.BigDecimal().
2:比較兩個(gè)java.math.BigDecimal對(duì)象時(shí),最好用equals(),而不要進(jìn)行數(shù)值轉(zhuǎn)換,如:doubleValue等,測(cè)試發(fā)現(xiàn)凡涉及到類型轉(zhuǎn)換,性能都要受到較大影響。