Java的加減乘除運算

作為Java初學者，在學習了基本數據類型之后，大哥給我布置了作業，內容如下：

　　計算題:假如今天逛超市花了99.99 請用加減乘除，進行計算得到99.99這個結果。
　　要求：1，4個方法；

　　   　　 2，數值隨意編寫；

　　   　　 3，數值要用到int、long、float、double四種類型；

　　　　　4，都是返回值，實例化后打印。

　　一開始，我建了4個類，按照加減乘除的拼音分別命名為jia、jian、cheng、chu，代碼如下所示。

public class jia {　　//加法
        int a = 10;
        long b = 35;
        float c = 36.95f;
        double d = 18.04;
    　　　　　　public void jiafa() {        
            　　　　double jia =a + b + c + d;
            　　　　System.out.println("加法運算結果是：" + jia);
     　　　　　}
}

public class jian {　　//減法
        long a = 300;
        int b = 18;
        float c = 128.7f;
        double d = 53.31;
            public void jianfa() {
                float jian = (float)(a - b - c - (double)d);
                System.out.println("減法運算結果是：" + jian);
            }
}

1 public class cheng { //乘法  2 int a = 1;  3 long b = 1000000;  4 float c = 0.000001f;  5 double d = 99.99;  6 public void chengfa() {  7 double cheng = a * b * c * d;  8 System.out.println("乘法運算結果是：" + cheng);  9  　　　　 } 10 }

public class chu {    //除法
    int a = 1000;
    long b = 1000000;
    float c = 0.001f;
    double d = 99.99;
            public void chufa() {
            　　float chu = (float)((double)d/(a/b/c));
            　　System.out.println("除法運算結果是：" + chu);    
            }
}

然后，新建一個類，命名為yunsuan，將上述四則運算實例化並輸出結果，代碼如下：

public class yunsuan {
    public static void main(String[] args) {
        jia jiafa = new jia();           //實例化加法
        jian jianfa = new jian();        //實例化減法
        cheng chengfa = new cheng();     //實例化乘法
        chu chufa = new chu();           //實例化除法
         
        jiafa.jiafa();   //調用加法方法
        jianfa.jianfa();
        chengfa.chengfa();
        chufa.chufa();
    }
}

運行結果如下圖：

　　除了乘法之外，其他的運算都沒有得到我想要的99.99這個結果，這是為什么呢？

　　經過講解和查閱資料之后，原來浮點數是不適合精確計算的，原因是計算機里面數的計算都是二進制計算的，我們其實輸入的十進制數，有些十進制數轉換成二進制是可以精確轉換，而有些轉換則不是精確轉換，得到的是一個最靠近它的數，所以這里面就存在一個誤差。另外，如果浮點數不進行計算時，在十進制里面浮點數能正確顯示，如果浮點數參與了計算，那么浮點數二進制與十進制間的轉換過程就會變得不可而知，變得不可逆。

　　那么要想使得到的結果精確，可以使用Java DecimalFormat 類，用於格式化十進制數字。

　　用法：　

import java.text.DecimalFormat;

double pi = 3.1415926;
DecimalFormat form = new DecimalFormat("#.00");
// #.00 表示兩位小數 #.0000四位小數 以此類推

　　也可以使用Java在java.math包中提供的API類BigDecimal，用來對超過16位有效位的數進行精確的運算。

　　用法：

import java.math.BigDecimal;

double a = 3.1516;
BigDecimal b = new BigDecimal(Double.toString(a));

　　以加法為例，我們可以用BigDecimal求值，代碼示例如下：

import java.math.BigDecimal;

BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(a));
BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(b));
BigDecimal b3 = new BigDecimal(Double.toString(c));
BigDecimal b4 = new BigDecimal(Double.toString(d));

double a= b1.add(b2).add(b3).add(b4).doubleValue();

　　這里還要注意的是，除法得到的結果是Infinity，這是因為整型和整型相除，得到的仍然是整型；a = 100，b = 1000，a/b 應該等於0.001，實際上得到的是0.0，由於0不能做除數，因此得到的值是無效的，因此就需要Java數值之間的強制轉換，強制轉換是將需要轉換的數值轉換為需要的類型。

float chu = (float)((double)d4/(a4/b4/c4));    　　　　　　 //錯誤寫法
float chu = (float)((double)d4/((float)a4/(float)b4/c4)); //正確寫法 

　　經過深入理解，將以上代碼整合到一個yunsuan的文件里，代碼如下：

import java.text.DecimalFormat;

public class yunsuan {
    public void jiafa(){
        int a1 = 10;
        long b1 = 35;
        float c1 = 36.95f;
        double d1 = 18.04;
        
        DecimalFormat form = new DecimalFormat("#.00");//保留兩位小數
        double jia =a1 + b1 + c1 + d1;
        System.out.println("加法運算結果是：" + form.format(jia));
    }
    public void jianfa(){
        long a2 = 300;
        int b2 = 18;
        float c2 = 128.7f;
        double d2 = 53.31;
        
        DecimalFormat form = new DecimalFormat("#.00");//保留兩位小數
        float jian = (float)(a2 - b2 - c2 - (double)d2);
        System.out.println("減法運算結果是：" + form.format(jian));
    }
    public void chengfa() {
        int a3 = 1;
        long b3 = 1000000;
        float c3 = 0.000001f;
        double d3 = 99.99;
        
        double cheng = a3 * b3 * c3 * d3;
        System.out.println("乘法運算結果是：" + cheng);
    }
    public void chufa() {
        int a4 = 1000;
        long b4 = 1000000;
        float c4 = 0.001f;
        double d4 = 99.99;

        float chu = (float)((double)d4/((float)a4/(float)b4/c4));
        System.out.println("除法運算結果是：" + chu);
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        yunsuan jiafa = new yunsuan();    //實例化
        yunsuan jianfa = new yunsuan();
        yunsuan chengfa = new yunsuan();
        yunsuan chufa = new yunsuan();
        
        jiafa.jiafa();
        jianfa.jianfa();
        chengfa.chengfa();
        chufa.chufa();
    }
}

　　親測全部為99.99，結果正確。