浮點數（double、float）的格式化問題及處理

---恢復內容開始---

 平時常會面臨浮點數的格式處理問題，下面就舉例說一說常見的問題及處理：

    1，科學計數法問題

    一個浮點數123456789.10，在打印的時候變成了1.234567891E8，處理起來很簡單，如：

double d = 123456789.10;
System.out.println(d);//1.234567891E8
NumberFormat nf = NumberFormat.getNumberInstance();
nf.setGroupingUsed(false);
System.out.println(nf.format(d));//打印結果：123456789.10

 

    使用NumberFormat的時候要setGroupingUsed(false)，否則結果就會變成123,456,789.1。

    再有直接轉為BigDecimal更簡便：

System.out.println(new BigDecimal(d));//打印結果：123456789.10

 

    

    2，指定小數位的位數

    指定浮點數1.010515的小數位的位數：

double d = 1.010515;
NumberFormat nf = NumberFormat.getNumberInstance();
nf.setMaximumFractionDigits(10);
System.out.println(nf.format(d));//打印結果：1.010515
nf.setMinimumFractionDigits(10);
System.out.println(nf.format(d));//打印結果：1.0105150000

 

    使用NumberFormat格式化的時候可以設置最大和最小的小數位數，如果要求必須有多少位，就要將最大和最小位數保持一致了。

    再有，轉為BigDecimal也很簡單，會自動補0：

System.out.println(new BigDecimal(d).setScale(10,BigDecimal.ROUND_HALF_UP));//打印結果：1.0105150000

 

    使用BigDecimal的時候要選擇舍入模式，接下來就說說這個問題。

    

    3，四舍五入

    接着看上面的例子，對1.010515進行小數位截取，進行四舍五入：

nf.setMaximumFractionDigits(3);
System.out.println(nf.format(d));//打印結果：1.011 四舍五入
nf.setMaximumFractionDigits(5);
System.out.println(nf.format(d));//打印結果：1.01052 四舍五入

 

    不像BigDecimal，使用NumberFormat指定小數位的時候，不需要指定舍入方式，我們看到結果已經舍入了，但是我們將d+1，然后再看一下：

d = 2.010515;
nf.setMaximumFractionDigits(3);
System.out.println(nf.format(d));//打印結果：2.011 四舍五入
nf.setMaximumFractionDigits(5);
System.out.println(nf.format(d));//打印結果：2.01051 沒有四舍五入

 

    改變d的值后再進行小數位截取，會發現有的時候會四舍五入，有的時候不四舍五入，這時候就會想到指定舍入方式，NumberFormat 有很多舍入模式：UP、DOWN、CEILING、FLOOR、HALF_UP、HALF_DOWN、HALF_EVEN、UNNECESSARY，這些模式其實和BigDecimal的模式是一樣的，NumberFormat的舍入模式就是對BigDecimal的做了一下封裝，並沒有什么不同，比如，RoundingMode.HALF_UP就等於BigDecimal.ROUND_HALF_UP，至於這么多模式我就不再多解釋了，平時使用的時候根據實際的需求選擇一種模式即可，對於我們平時理解的四舍五入對應的模式就是RoundingMode.HALF_UP，我們看代碼：

nf.setRoundingMode(RoundingMode.HALF_UP);
System.out.println(nf.format(d));//打印結果：2.01051 沒有四舍五入

 

    是不是覺得奇怪，為什么沒有四舍五入，換BigDecimal試一下：

System.out.println(new BigDecimal(d).setScale(5,BigDecimal.ROUND_HALF_UP));//打印結果：2.01051 沒有四舍五入

 

    還是沒有四舍五入，再來試試下面的代碼：

System.out.println(nf.format(BigDecimal.valueOf(d)));//打印結果：2.01052 成功了
System.out.println(BigDecimal.valueOf(d).setScale(5,BigDecimal.ROUND_HALF_UP));//打印結果：2.01052 成功了

 

    哎？怎么又都成功了！呵呵，神不神奇，其實這就是下一個問題了（丟失精度）。

 

    4，精度丟失

    還是接着上面的例子說，對2.010515進行四舍五入的時候，只有最后一次的代碼正確的對其進行了四舍五入的格式處理，關鍵在於BigDecimal.valueOf(d)，將d轉為了BigDecimal，但是不是隨便轉的：

System.out.println(nf.format(BigDecimal.valueOf(d)));    //打印結果：2.01052 成功了
System.out.println(nf.format(new BigDecimal(d)));        //打印結果：2.01051 失敗
System.out.println(nf.format(new BigDecimal(String.valueOf(d))));    //打印結果：2.01052 又成功了

 

    通過上邊的代碼可知，為了避免精度丟失，盡量將浮點數轉為BigDecimal，並且，要使用BigDecimal.valueOf()函數，如果要用new函數，就要現將浮點數轉為字符串，否則同樣會丟失精度。

    接下來我們還是繼續上邊的例子，我們對d*100進行四舍五入的操作：

nf.setMaximumFractionDigits(3);//保留三位小數
nf.setRoundingMode(RoundingMode.HALF_UP);//四舍五入
System.out.println(nf.format(BigDecimal.valueOf(d*100)));//打印結果：201.051 怎么又失敗了
System.out.println(nf.format(new BigDecimal(String.valueOf(d*100)));//打印結果：201.051 失敗
System.out.println(BigDecimal.valueOf(d*100).setScale(3,BigDecimal.ROUND_HALF_UP));//打印結果：201.051  使用BigDecimal同樣失敗

 

    按照之前說的轉為BigDecimal，但是還是出現錯誤，原因出在2.010515*100上，直接打印一下看看:

System.out.println(d*100);//打印結果：201.05149999999998，不是2.010515

 

    結果精度丟失了，變成了201.05149999999998，所以上面的問題不是四舍五入的模式有bug，而是精度又丟失了，就相當於對201.05149999999998保留三位，四舍五入后就變成了201.051，而不是201.052，怎么解決？還是使用BigDecimal：

System.out.println(nf.format(BigDecimal.valueOf(d).multiply(BigDecimal.valueOf(100))));//打印結果：201.052 成功

 

    通過BigDecimal運算函數來替換運算符，可以保證精度的不丟失，所以成功了，但是並不是所有的情況我們都能轉化，比如d*100是作為double參數傳遞到我們的函數中的，我們無法干預函數之外的行為，怎么辦？

    對於上面的丟失精度問題，可以先判斷一下小數位數，當超多12位的時候認為丟失精度了，先進行一次保留12位小數的四舍五入，然后再進行實際位數的四舍五入（不確定該方法是否通用）：

nf.setMaximumFractionDigits(12);
BigDecimal bd = new BigDecimal(nf.format(BigDecimal.valueOf(d*100)));
nf.setMaximumFractionDigits(3);
System.out.println(nf.format(bd));//打印結果：201.052 達到目的

 

    或者使用BigDecimal：

System.out.println(BigDecimal.valueOf(d*100).setScale(12,BigDecimal.ROUND_HALF_UP).setScale(3,BigDecimal.ROUND_HALF_UP));//打印結果：201.052

 

 

    5，正負號問題

    兩個浮點數相減，比如：0.0003-0.0005，取3位小數位：

NumberFormat nf = NumberFormat.getNumberInstance();
nf.setMaximumFractionDigits(3);
nf.setMinimumFractionDigits(nf.getMaximumFractionDigits());
System.out.println(nf.format(0.0003-0.0005));//打印結果：-0.000
System.out.println(BigDecimal.valueOf(0.0003-0.0005).setScale(3,BigDecimal.ROUND_HALF_UP));//0.000

 

    NumberFormat的結果是-0.000，BigDecimal方式的結果是0.000

---恢復內容結束---