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浮点数

chanchaw大约 3 分钟languagejava

BigDecimal

与 double 和 float 不同的是,BigDecimal 对象在计算的过程中不会丢失精度,但是使用中也同样存在很多坑。

等于和比较大小

看下面代码可知,方法 equals 在比较数据的同时还会比较精度,所以下面两个数字不等,但是方法 compareTo 是只比较数字,所以结果是相等(0表示相等,1表示 num1 大于 num2,-1表示 num1 小于 num2)

public static void main(String[] args) {
    BigDecimal num1 = new BigDecimal("0.1");
    BigDecimal num2 = new BigDecimal("0.10");

    // false
    System.out.println(num1.equals(num2));
    // 0
    System.out.println(num1.compareTo(num2));
}

和0比较大小可以

BigDecimal num= new BigDecimal("18"); 
int i=num.compareTo(BigDecimal.ZERO); 

计算时注意设置精度

public static void main(String[] args) {
    BigDecimal num1 = new BigDecimal("1");
    BigDecimal num2 = new BigDecimal("3");
    BigDecimal result = num1.divide(num2); // 默认舍入模式为 UNNECESSARY,会抛出 ArithmeticException
}

注意上面使用方法 divide 后会报出异常:

Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: Non-terminating decimal expansion; no exact representable decimal result.

要修改为如下代码

public static void main(String[] args) {
    BigDecimal num1 = new BigDecimal("1");
    BigDecimal num2 = new BigDecimal("3");
    // 参数 2 表示保留两位小数
    // 参数 RoundingMode.HALF_UP 是进位方案
    BigDecimal result = num1.divide(num2, 2, RoundingMode.HALF_UP);
    // 输出:0.33
    System.out.println(result);
}

报异常的原因是:在做 divide 运算时,商是一个 无限小数,而操作的结果是一个精确的数字,那么就会抛出该异常。

不可变性

看上面计算的例子可知,BigDecimal 在经过计算后会返回一个新对象,即每次运算都会产生新对象,BigDecimal 是不可变的。

初始化时的精度

BigDecimal num = new BigDecimal(0.1); // 使用双精度浮点数构造
System.out.println(num); // 输出: 0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625

BigDecimal num2 = new BigDecimal("0.1"); // 使用字符串构造
System.out.println(num2); // 输出: 0.1

在使用 double 的构造器进行新建时,本身传入的 0.1 就是浮点类型了,为了不丢失精度,在使用 new BigDecimal 新建时就把这个近似值完整的保留下来了。

或者就是 另外一种初始化方式 BigDecimal.valueOf(0.1);,通过看源码可以发现,在 valueOf 的内部,将 Double 类型直接转为了字符串了,因此也就不会存在精度丢失的问题了。

转字符串的坑

看下面的反例

public static void main(String[] args) {
    BigDecimal a = BigDecimal.valueOf(89382389312389594.33822312317952678768725);
    System.out.println(a.toString()); // 输出:8.93823893123896E+16
    String str = a.setScale(2, RoundingMode.HALF_UP).toString();
    System.out.println(str); // 输出: 89382389312389600.00
}

上面代码中是一个非常大的数,我想把他转为字符串,可是在使用 toString() 方法时,打印出来的却是科学计数法。所以如果想使用 toString() 方法进行转字符串时,可以使用设置精度的方法,但是结果还是与我们的预期有所差别,我们想要的是一模一样的打印出来呢?那么 toPlainString 就上场了,这个方法返回一个字符串的表示形式,包含所有的有效数字。代码修改如下:

public static void main(String[] args) {
    BigDecimal a = BigDecimal.valueOf(89382389312389594.99933822312317952678768725);
    System.out.println(a.toPlainString());
}

修改之后就可以了吗,不可以,忘了上面说的吗,使用 String 的构造函数吧兄弟,double 类型的构造函数会丢失精度的。最终代码如下:

public static void main(String[] args) {
    BigDecimal a = new BigDecimal("89382389312389594.99933822312317952678768725");
    System.out.println(a.toPlainString());
}

保留小数位数

System.out.println(String.format("%.2f",123.456d));