BigDecimal 基本使用

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BigDecimal 是java小数操作的一个专有类,在电商、金融行业 存储跟金额有关的字段

java里面明明已经有了,float,double这种精度的小数,为什么还需要BigDecimal呢?
这难道不是多余吗?

接下来看一个例子:

@Test
public void testDoubleSimple() {
    double a = 3;
    double b = 10;
    double c = a / b;
    System.out.println(c);
}

控制台输出:0.3

在小数操作中,我们通常希望能有多种自由的定义方式。

例如在不同的场景可能需要返回: 0.3, 0.4, 0.333 不同精度,在不同的精度进位时希望能自主控制

这个时候,就轮到BigDecimal出场了

加减乘除

首先来一段最简单的加减乘除

@Test
 public void testDecimalSimple() {
     BigDecimal a = new BigDecimal(5);
     BigDecimal b = new BigDecimal(40);
     BigDecimal add = a.add(b);
     BigDecimal subtract = a.subtract(b);
     BigDecimal multiply = a.multiply(b);
     BigDecimal divide = a.divide(b);
     System.out.println("add:" + add);
     System.out.println("subtract:" + subtract);
     System.out.println("multiply:" + multiply);
     System.out.println("divide:" + divide);
 }

控制台输出内容如下:

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add:45
subtract:-35
multiply:200
divide:0.125

在了解了BigDecimal基本内容后,在去深入的去使用它的精度

精度控制

精度有7种模式，举例如下

@Test
public void testRound() {
     // 正无穷大方向取整
     System.out.println("celling:" + new BigDecimal(0.125, new MathContext(2, RoundingMode.CEILING)));
     // 负无穷大方向取整
     System.out.println("floor:" + new BigDecimal(0.125, new MathContext(2, RoundingMode.FLOOR)));
     //向 0 的方向取整
     System.out.println("down a:" + new BigDecimal(0.121, new MathContext(2, RoundingMode.DOWN)));
     System.out.println("down b:" + new BigDecimal(-0.129, new MathContext(2, RoundingMode.DOWN)));
     // 正数向正无穷大取整，负数向负无穷大取整
     System.out.println("up a:" + new BigDecimal(0.121, new MathContext(2, RoundingMode.UP)));
     System.out.println("up b:" + new BigDecimal(-0.129, new MathContext(2, RoundingMode.UP)));
     /**
      * 5,6,7,8,9 向上取整
      * 1,2,3,4 向下取整
      *
      * 常用的4舍5入
      */
     System.out.println("half up:" + new BigDecimal(0.125, new MathContext(2, RoundingMode.HALF_UP)));
     /**
      *  6,7,8,9 向上取整
      *  1,2,3,4,5 向下取整
      *
      *  5 向下取整
      */
     System.out.println("half down:" + new BigDecimal(0.125, new MathContext(2, RoundingMode.HALF_DOWN)));

     /**
      * 小数位是5时，判断整数部分是奇数就进位
      * 1,2,3,4,  舍弃
      * 6,7,8,9,  进位
      */
     System.out.println("odd a:" + new BigDecimal(5.4, new MathContext(1, RoundingMode.HALF_EVEN)));
     System.out.println("odd b:" + new BigDecimal(5.5, new MathContext(1, RoundingMode.HALF_EVEN)));
     /**
      * 小数位是5时，判断整数部分是偶数就舍弃
      * 1,2,3,4,  舍弃
      * 6,7,8,9,  进位
      */
     System.out.println("even a:" + new BigDecimal(6.5, new MathContext(1, RoundingMode.HALF_EVEN)));
     System.out.println("even b:" + new BigDecimal(6.6, new MathContext(1, RoundingMode.HALF_EVEN)));
 }

控制台输出内容如下

celling:0.13
floor:0.12
down a:0.12
down b:-0.12
up a:0.13
up b:-0.13
half up:0.13
half down:0.12
odd a:5
odd b:6
even a:6
even b:7

在 RoundingMode.XXXXX 类型的源码注释上面，有更加详细的例子，可以看到是怎么舍入的

除法特写

我认为在电商，金融领域中，用BigDecimal最重要的原因有两个：
1. 精度准确
2. 除法运算支持好

所以一定要对除法做深入的了解,做项目的时候，才能不会对这些类型感到疑惑

    @Test
    public void testDecimalDivide() {
        BigDecimal a = new BigDecimal(5.4);
        BigDecimal b = new BigDecimal(3.1);
        BigDecimal divide = a.divide(b);
        System.out.println("divide:" + divide);
    }

出现异常:
java.lang.ArithmeticException: Non-terminating decimal expansion; no exact representable decimal result.

明明刚刚还好好的，怎么现在出了事?

那是因为 5.4、3.1都是double类型转换的 BigDecimal。

实际上5.4在内存中可能是 5.40000003321546546 的内容。导致BigDecimal内部精度计算的时候，发生错误

这个错误是因为没有指定精度导致的，我们只要指定了结果的精度，就可以避免这个问题。

推荐做法

    @Test
    public void testDecimalStandDivide() {
        BigDecimal a = new BigDecimal(5.4);
        BigDecimal b = new BigDecimal(3.1);
        // 保留几位小数
        int scale = 2;
        // 重点:务必是3个参数
        BigDecimal divide = a.divide(b,scale,RoundingMode.HALF_UP);
        System.out.println("divide:" + divide);

    }

控制台输出:divide:1.74

我们额外传入第二个参数:保留的小数,指定了结果的精度,就可以避免出现这种问题。

所以我们日常用BigDecimal做除法运算的时候，务必写成推荐的形式。避免出现了异常，自己还莫名其妙

默认除法精度

在文章的开头的除法，是用整数转成BigDecimal， 保留的3为小数。 那默认情况下会精确到几位呢？

在跟进到divide函数内部时，发现了构造MathContext的部分内容:

 MathContext mc = new MathContext( (int)Math.min(this.precision() +
                                                            (long)Math.ceil(10.0*divisor.precision()/3.0),
                                                            Integer.MAX_VALUE),
                                              RoundingMode.UNNECESSARY);

整数 12345 的precision 是5
整数 332 的precision 是 3
小数5.4 的precision可能是 5.40000065464698656565454454555 的长度。 值不固定

根据MathContext的第一个参数的计算方式得到默认除法精度:
1. 当被除数为:0x1 最低精度5
2. 当被除数为:0xFFFFFFFF 最高精度36

总结

BigDecimal 精度描述:

模式	描述
CEILING	正无穷大方向取整
FLOOR	负无穷大方向取整
DOWN	向 0 的方向取整
UP	正数向正无穷大取整，负数向负无穷大取整
HALF_UP	5,6,7,8,9 向上取整、 1,2,3,4 向下取整、 常用的4舍5入
HALF_DOWN	6,7,8,9 向上取整 1,2,3,4,5 向下取整
HALF_EVEN	小数位是5时，判断整数部分是奇数就进位、 小数位是5时，判断整数部分是偶数就舍弃、 1,2,3,4, 舍弃、 6,7,8,9, 进位