BigDecimal

这篇文章我们会介绍一下Java 中的BigDecimal,并且会通过一些例子演示它的用法，例如精度的操作

Java在java.math包中提供的API类BigDecimal，用来对超过16位有效位的数进行精确的运算。双精度浮点型变量double可以处理16位有效数，但在实际应用中，可能需要对更大或者更小的数进行运算和处理。一般情况下，对于那些不需要准确计算精度的数字，我们可以直接使用Float和Double处理，但是Double.valueOf(String) 和Float.valueOf(String)会丢失精度。所以开发中，如果我们需要精确计算的结果，则必须使用BigDecimal类来操作。

为什么需要BigDecimal

前面学习基本类型的时候,我们可以使用float 和 double来表示浮点型数字，但是这里有一个问题那就是基本数据类型float 和 double不应该用于高精度数据的表示，例如货币，因为浮点类型的float 和 double会丢失数据的精度

double d1 = 374.56;double d2 = 374.26;System.out.println( "d1 - d2 = " + ( d1 - d2 ));

这里本应输出的是0.30，但是实际上输出如下

d1 - d2 = 0.30000000000001137

这就是为什么在金融相关的程序里数据类型如此重要的原因，所以我们更好的选择是BigDecimal 而不是float 和 double

Java BigDecimal 类

BigDecimal 是不可变的，任意精度的有符号十进制类型的数字，可用于货币计算

上面那个例子如果我们是使用BigDecimal来代替double 我们可以获得准确的值

BigDecimal bd1 = new BigDecimal("374.56");BigDecimal bd2 = new BigDecimal("374.26");  System.out.println("bd1 - bd2 = " + bd1.subtract(bd2));

现在输出就和预期的一样了

bd1 - bd2 = 0.30

Java 中的BigDecimal类继承自Number并且实现了Comparable接口

public class BigDecimal extends Number implements Comparable<BigDecimal> {}

BigDecimal 类的构造方法

BigDecimal 提供了很多的构造方法，可以使用int ,char[],BigDecimal,String,doble ,long,int来初始化BigDecimal，BigDecimal 总共提供了18种构造方法，需要注意的实如果使用double 来初始化BigDecimal或许会再次引入精度的问题，下面提供了一个例子

BigDecimal bde = new BigDecimal(23.12);System.out.println("" + bde.toString());

输出结果是这样的

23.120000000000000994759830064140260219573974609375

Thus it is always safe to go with a constructor that takes String as argument when representing a decimal value.

因此使用String 做为构造函数的参数来表示一个十进制的数字的时候总是安全的

BigDecimal bde = new BigDecimal("23.12");System.out.println("" + bde.toString());

Output

23.12

BigDecimal 的精度

使用BigDecimal的一个理由是BigDecimal提供了精度控制(小数点后的数字的多少)和舍入模式，为了确定小数点后的保留几位数字你可以使用setScale(int scale) 方法，但是最好的是在使用精度的时候提供舍入模式，也就是setScale的重载方法

setScale(int newScale, int roundingMode)setScale(int newScale, RoundingMode roundingMode)

接下来我们通过一个例子演示一下我们为什么要这样做，假设我们在通过一个double值构造一个BigDecimal

BigDecimal bde = new BigDecimal(23.12);System.out.println("Value- " + bde.toString());System.out.println("Scaled value- " + bde.setScale(1).toString());

Output

Value- 23.120000000000000994759830064140260219573974609375Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: Rounding necessary at java.base/java.math.BigDecimal.commonNeedIncrement(BigDecimal.java:4495) at java.base/java.math.BigDecimal.needIncrement(BigDecimal.java:4702) at java.base/java.math.BigDecimal.divideAndRound(BigDecimal.java:4677) at java.base/java.math.BigDecimal.setScale(BigDecimal.java:2811) at java.base/java.math.BigDecimal.setScale(BigDecimal.java:2853) at org.netjs.Programs.App.main(App.java:15)

从上面的输出中我们看到进度已经丢失了，输出的BigDecimal 是
23.120000000000000994759830064140260219573974609375

并且我们看到当我们将精度设置为1 的时候并且没有提供舍入机制的时候导致Arithmetic异常被抛出

BigDecimal 的舍入模式

如果你注意到了上面我们在讲精度设置的时候，它其实是有两个设置精度的重载方法，第二个参数代表的就是舍入模式模式的参数，BigDecimal提供了八种舍入模式，它们通过static final int 进行表示

public final static int ROUND_UP =           0;public final static int ROUND_DOWN =         1;public final static int ROUND_CEILING =      2;public final static int ROUND_FLOOR =        3;public final static int ROUND_HALF_UP =      4;public final static int ROUND_HALF_DOWN =    5;public final static int ROUND_HALF_EVEN =    6;public final static int ROUND_UNNECESSARY =  7;

需要注意的是在java.math包中也提供舍入模式的枚举值，需要注意的我们是推荐使用枚举值来代替使用int 类型的常量做舍入摸模式的参数

下面我们在设置进度的同时设置一下舍入模式，来避免Arithmetic异常

@Testpublic void scale() {    BigDecimal bde = new BigDecimal(23.12);    System.out.println("Scaled value- " + bde.setScale(1,1).toString());}

但是我们说了，我们推荐使用枚举值的舍入模式，而不是直接使用int 类型的常量，接下来我们看一下RoundingMode 提供的枚举值

CEILING– Rounding mode to round towards positive infinity.DOWN– Rounding mode to round towards zero.FLOOR– Rounding mode to round towards negative infinity.HALF_DOWN– Rounding mode to round towards “nearest neighbor” unless both neighbors are equidistant, in which case round down.HALF_EVEN– Rounding mode to round towards the “nearest neighbor” unless both neighbors are equidistant, in which case, round towards the even neighbor.HALF_UP– Rounding mode to round towards “nearest neighbor” unless both neighbors are equidistant, in which case round up.UNNECESSARY – Rounding mode to assert that the requested operation has an exact result, hence no rounding is necessary.UP– Rounding mode to round away from zero.

下面我们通过例子来总结一下这些舍入模式的舍入方式