JAVA BigDecimal 詳解加減乘除小數舍入模式

本文轉載自查看原文 2020-05-12 15:48 1636 BigDecimal

java.math.BigDecimal

概述

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。

雙精度浮點型變量double可以處理16位有效數，但在實際應用中，可能需要對更大或者更小的數進行運算和處理。一般情況下，對於那些不需要准確計算精度的數字，我們可以直接使用Float和Double處理，但是Double.valueOf(String) 和Float.valueOf(String)會丟失精度。所以開發中.

如果我們需要精確計算的結果，則必須使用BigDecimal類來操作。

BigDecimal所創建的是對象，故我們不能使用傳統的+、-、*、/ 等算術運算符直接對其對象進行數學運算，而必須調用其相對應的方法。方法中的參數也必須是BigDecimal的對象。構造器是類的特殊方法，專門用來創建對象，特別是帶有參數的對象。

BigDecimal常用構造函數

BigDecimal(int)

創建一個具有參數所指定整數值的對象
BigDecimal(double)

創建一個具有參數所指定雙精度值的對象
BigDecimal(long)

創建一個具有參數所指定長整數值的對象
BigDecimal(String) 常用

創建一個具有參數所指定以字符串表示的數值的對象

使用示例：

 BigDecimal a =new BigDecimal(0.1); System.out.println("a values is:"+a); System.out.println("====================="); BigDecimal b =new BigDecimal("0.1"); System.out.println("b values is:"+b);

結果示例：

a values is:0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625 ===================== b values is:0.1

原因分析：

1）參數類型為double的構造方法的結果有一定的不可預知性。有人可能認為在Java中寫入newBigDecimal(0.1)所創建的BigDecimal正好等於 0.1（非標度值 1，其標度為 1），但是它實際上等於0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625。這是因為0.1無法准確地表示為 double（或者說對於該情況，不能表示為任何有限長度的二進制小數）。這樣，傳入到構造方法的值不會正好等於 0.1（雖然表面上等於該值）。

2）String 構造方法是完全可預知的：寫入 newBigDecimal(“0.1”) 將創建一個 BigDecimal，它正好等於預期的 0.1。因此，比較而言，通常建議優先使用String構造方法。

3）當double必須用作BigDecimal的源時，請注意，此構造方法提供了一個准確轉換；它不提供與以下操作相同的結果：先使用Double.toString(double)方法，然后使用BigDecimal(String)構造方法，將double轉換為String。要獲取該結果，請使用static valueOf(double)方法。

BigDecimal常用方法詳解

常用方法

add(BigDecimal)

BigDecimal對象中的值相加，返回BigDecimal對象

subtract(BigDecimal)

BigDecimal對象中的值相減，返回BigDecimal對象

multiply(BigDecimal)

BigDecimal對象中的值相乘，返回BigDecimal對象

divide(BigDecimal)

BigDecimal對象中的值相除，返回BigDecimal對象

toString()

將BigDecimal對象中的值轉換成字符串

doubleValue()

將BigDecimal對象中的值轉換成雙精度數

floatValue()

將BigDecimal對象中的值轉換成單精度數

longValue()

將BigDecimal對象中的值轉換成長整數

intValue()

將BigDecimal對象中的值轉換成整數

除法特記：

public BigDecimal divide( BigDecimal divisor, int scale, int roundingMode);

divisor 除數， scale 精確小數位， roundingMode 舍入模式

BigDecimal的8種舍入模式

BigDecimal resVal = new BigDecimal("0");

舍入方法：setScale(0，BigDecimal.ROUND_UP) 第一個參數0表示舍入之后的小數位數，第二個參數表示舍入方式

1、ROUND_UP 向上取整（正負遠離零的舍入模式）

BigDecimal bdNum = new BigDecimal("23.3693"); resVal = bdNum.setScale(0, BigDecimal.ROUND_UP); 結果：24 BigDecimal bdNum = new BigDecimal("-23.3693"); resVal = bdNum.setScale(0, BigDecimal.ROUND_UP); 結果：-24

 2、ROUND_DOWN 向下取整（正負接近零的舍入模式）

BigDecimal bdNum = new BigDecimal("23.3693"); resVal = bdNum.setScale(0, BigDecimal.ROUND_DOWN); 結果：23 BigDecimal bdNum = new BigDecimal("-23.3693"); resVal = bdNum.setScale(0, BigDecimal.ROUND_DOWN); 結果：-23

3、ROUND_CEILING 向大取整（比原數值大的方向）如果 BigDecimal 為正，則舍入行為與 ROUND_UP 相同; 如果為負，則舍入行為與 ROUND_DOWN 相同。

BigDecimal bdNum = new BigDecimal("23.3693"); resVal = bdNum.setScale(0, BigDecimal.ROUND_CEILING); 結果：24 BigDecimal bdNum = new BigDecimal("-23.3693"); resVal = bdNum.setScale(0, BigDecimal.ROUND_CEILING); 結果：-23

4、ROUND_FLOOR 向小取整（比原數值小的方向）如果 BigDecimal 為正，則舍入行為與 ROUND_DOWN 相同; 如果為負，則舍入行為與 ROUND_UP 相同。

BigDecimal bdNum = new BigDecimal("23.3693"); resVal = bdNum.setScale(0, BigDecimal.ROUND_FLOOR); 結果：23 BigDecimal bdNum = new BigDecimal("-23.3693"); resVal = bdNum.setScale(0, BigDecimal.ROUND_FLOOR); 結果：-24

5、ROUND_HALF_UP (四舍五入) 向“最接近的”數字舍入，如果舍棄部分 >= 0.5，則舍入行為與 ROUND_UP 相同;否則舍入行為與 ROUND_DOWN 相同。

BigDecimal bdNum = new BigDecimal("23.3693"); resVal = bdNum.setScale(0, BigDecimal.ROUND_HALF_UP); 結果：23 BigDecimal bdNum = new BigDecimal("23.6693"); resVal = bdNum.setScale(0, BigDecimal.ROUND_HALF_UP); 結果：24 BigDecimal bdNum = new BigDecimal("23.5"); resVal = bdNum.setScale(0, BigDecimal.ROUND_HALF_UP); 結果：24

6、ROUND_HALF_DOWN (五舍六入) 向“最接近的”數字舍入,如果舍棄部分 <= 0.5，則舍入行為與 ROUND_DOWN 相同; 否則舍入行為與 ROUND_UP 相同。

BigDecimal bdNum = new BigDecimal("23.3693"); resVal = bdNum.setScale(0, BigDecimal.ROUND_HALF_DOWN); 結果：23 BigDecimal bdNum = new BigDecimal("23.6693"); resVal = bdNum.setScale(0, BigDecimal.ROUND_HALF_DOWN); 結果：24 BigDecimal bdNum = new BigDecimal("23.5"); resVal = bdNum.setScale(0, BigDecimal.ROUND_HALF_DOWN); 結果：23

7、ROUND_HALF_EVEN

向“最接近的”數字舍入，如果與兩個相鄰數字的距離相等，則向相鄰的偶數舍入。 如果舍棄部分左邊的數字為奇數，則舍入行為與 ROUND_HALF_UP 相同; 如果為偶數，則舍入行為與 ROUND_HALF_DOWN 相同。

四舍六入，五分兩種情況。 如果前一位為奇數，則入位，否則舍去。

BigDecimal bdNum = new BigDecimal("23.3693"); resVal = bdNum.setScale(0, BigDecimal.ROUND_HALF_EVEN); 結果：23 BigDecimal bdNum = new BigDecimal("23.6693"); resVal = bdNum.setScale(0, BigDecimal.ROUND_HALF_EVEN); 結果：24 BigDecimal bdNum = new BigDecimal("23.5");// 如果與兩個相鄰數字的距離相等，則向相鄰的偶數舍入 resVal = bdNum.setScale(0, BigDecimal.ROUND_HALF_EVEN); 結果：24 BigDecimal bdNum = new BigDecimal("22.5");// 如果與兩個相鄰數字的距離相等，則向相鄰的偶數舍入 resVal = bdNum.setScale(0, BigDecimal.ROUND_HALF_EVEN); 結果：22

8、ROUND_UNNECESSARY 斷言請求的操作具有精確的結果，因此不需要舍入。如果對獲得精確結果的操作指定此舍入模式，則拋出ArithmeticException。

BigDecimal bdNum = new BigDecimal("22.3368"); resVal = bdNum.setScale(4, BigDecimal.ROUND_UNNECESSARY); 結果：22.3368 BigDecimal bdNum = new BigDecimal("22.3368"); resVal = bdNum.setScale(0, BigDecimal.ROUND_UNNECESSARY); 結果： 　　Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: Rounding necessary 　　at java.math.BigDecimal.commonNeedIncrement(BigDecimal.java:4148) 　　at java.math.BigDecimal.needIncrement(BigDecimal.java:4204) 　　at java.math.BigDecimal.divideAndRound(BigDecimal.java:4112) 　　at java.math.BigDecimal.setScale(BigDecimal.java:2452) 　　at com.example.demo622.Demo622ApplicationTests.main(Demo622ApplicationTests.java:213)

BigDecimal 平方根

BigDecimal bdNum1 = new BigDecimal(String.valueOf(Math.sqrt(4))); 　　結果：2.0

BigDecimal 冪次方

BigDecimal res = new BigDecimal("3").pow(2); // 3的2次方 結果： res = 9;

BigDecimal大小比較

java中對BigDecimal比較大小一般用的是bigdemical的compareTo方法

BigDecimal a = new BigDecimal ("1"); BigDecimal b = new BigDecimal ("2"); int val = a.compareTo(b); System.out.println(val);

　　返回結果分析：

val = -1,表示a小於b； 若 val = 0 ,表示a等於b； 若 val = 1 ,表示a大於b；

BigDecimal總結

6.1、總結

在需要精確的小數計算時再使用BigDecimal，BigDecimal的性能比double和float差，在處理龐大，復雜的運算時尤為明顯。故一般精度的計算沒必要使用BigDecimal。
盡量使用參數類型為String的構造函數。
BigDecimal都是不可變的（immutable）的，在進行每一次四則運算時，都會產生一個新的對象，所以在做加減乘除運算時要記得要保存操作后的值。

/** * BigDecimal高精度數學計算 */ public class ArithmeticUtils { //默認除法運算精度 private static final int DEF_DIV_SCALE = 10; /** * 提供精確的加法運算 * * @param v1 被加數 * @param v2 加數 * @return 兩個參數的和 */ 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(); } /** * 提供精確的加法運算 * * @param v1 被加數 * @param v2 加數 * @return 兩個參數的和 */ public static BigDecimal add(String v1, String v2) { BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1); BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2); return b1.add(b2); } /** * 提供精確的加法運算 * * @param v1 被加數 * @param v2 加數 * @param scale 保留scale 位小數 * @return 兩個參數的和 */ public static String add(String v1, String v2, int scale) { if (scale < 0) { throw new IllegalArgumentException( "The scale must be a positive integer or zero"); } BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1); BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2); return b1.add(b2).setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString(); } /** * 提供精確的減法運算 * * @param v1 被減數 * @param v2 減數 * @return 兩個參數的差 */ 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(); } /** * 提供精確的減法運算。 * * @param v1 被減數 * @param v2 減數 * @return 兩個參數的差 */ public static BigDecimal sub(String v1, String v2) { BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1); BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2); return b1.subtract(b2); } /** * 提供精確的減法運算 * * @param v1 被減數 * @param v2 減數 * @param scale 保留scale 位小數 * @return 兩個參數的差 */ public static String sub(String v1, String v2, int scale) { if (scale < 0) { throw new IllegalArgumentException( "The scale must be a positive integer or zero"); } BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1); BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2); return b1.subtract(b2).setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString(); } /** * 提供精確的乘法運算 * * @param v1 被乘數 * @param v2 乘數 * @return 兩個參數的積 */ 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(); } /** * 提供精確的乘法運算 * * @param v1 被乘數 * @param v2 乘數 * @return 兩個參數的積 */ public static BigDecimal mul(String v1, String v2) { BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1); BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2); return b1.multiply(b2); } /** * 提供精確的乘法運算 * * @param v1 被乘數 * @param v2 乘數 * @param scale 保留scale 位小數 * @return 兩個參數的積 */ public static double mul(double v1, double v2, int scale) { BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1)); BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2)); return round(b1.multiply(b2).doubleValue(), scale); } /** * 提供精確的乘法運算 * * @param v1 被乘數 * @param v2 乘數 * @param scale 保留scale 位小數 * @return 兩個參數的積 */ public static String mul(String v1, String v2, int scale) { if (scale < 0) { throw new IllegalArgumentException( "The scale must be a positive integer or zero"); } BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1); BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2); return b1.multiply(b2).setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString(); } /** * 提供（相對）精確的除法運算，當發生除不盡的情況時，精確到 * 小數點以后10位，以后的數字四舍五入 * * @param v1 被除數 * @param v2 除數 * @return 兩個參數的商 */ public static double div(double v1, double v2) { return div(v1, v2, DEF_DIV_SCALE); } /** * 提供（相對）精確的除法運算。當發生除不盡的情況時，由scale參數指 * 定精度，以后的數字四舍五入 * * @param v1 被除數 * @param v2 除數 * @param scale 表示表示需要精確到小數點以后幾位。 * @return 兩個參數的商 */ 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（相對）精確的除法運算。當發生除不盡的情況時，由scale參數指 * 定精度，以后的數字四舍五入 * * @param v1 被除數 * @param v2 除數 * @param scale 表示需要精確到小數點以后幾位 * @return 兩個參數的商 */ public static String div(String v1, String v2, int scale) { if (scale < 0) { throw new IllegalArgumentException("The scale must be a positive integer or zero"); } BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1); BigDecimal b2 = new BigDecimal(v1); return b1.divide(b2, scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString(); } /** * 提供精確的小數位四舍五入處理 * * @param v 需要四舍五入的數字 * @param scale 小數點后保留幾位 * @return 四舍五入后的結果 */ 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)); return b.setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue(); } /** * 提供精確的小數位四舍五入處理 * * @param v 需要四舍五入的數字 * @param scale 小數點后保留幾位 * @return 四舍五入后的結果 */ public static String round(String v, int scale) { if (scale < 0) { throw new IllegalArgumentException( "The scale must be a positive integer or zero"); } BigDecimal b = new BigDecimal(v); return b.setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString(); } /** * 取余數 * * @param v1 被除數 * @param v2 除數 * @param scale 小數點后保留幾位 * @return 余數 */ public static String remainder(String v1, String v2, int scale) { if (scale < 0) { throw new IllegalArgumentException( "The scale must be a positive integer or zero"); } BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1); BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2); return b1.remainder(b2).setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString(); } /** * 取余數 BigDecimal * * @param v1 被除數 * @param v2 除數 * @param scale 小數點后保留幾位 * @return 余數 */ public static BigDecimal remainder(BigDecimal v1, BigDecimal v2, int scale) { if (scale < 0) { throw new IllegalArgumentException( "The scale must be a positive integer or zero"); } return v1.remainder(v2).setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP); } /** * 比較大小 * * @param v1 被比較數 * @param v2 比較數 * @return 如果v1 大於v2 則 返回true 否則false */ public static boolean compare(String v1, String v2) { BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1); BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2); int bj = b1.compareTo(b2); boolean res; if (bj > 0) res = true; else res = false; return res; } }

https://www.cnblogs.com/zhangyinhua/p/11545305.html

https://blog.csdn.net/haiyinshushe/article/details/82721234

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