使用BigDecimal进行精确运算

首先我们先来看如下代码示例:

public class Test_1 {
	public static void main(String[] args) {
		System.out.println(0.06+0.01);
		System.out.println(1.0-0.42);
		System.out.println(4.015*100);
		System.out.println(303.1/1000);
	}
	
}


运行结果如下。

0.06999999999999999

0.5800000000000001

401.49999999999994

0.30310000000000004

你认为你看错了,但结果却是是这样的。问题在哪里呢?原因在于我们的计算机是二进制的。浮点数没有办法是用二进制进行精确表示。我们的CPU表示浮点数由两个部分组:指数和尾数,这样的表示方法一般都会失去一定的精确度,有些浮点数运算也会产生一定的误差。如:2.4的二进制表示并非就是精确的2.4。反而最为接近的二进制表示是2.3999999999999999。浮点数的值实际上是由一个特定的数学公式计算得到的。

其实javafloat只能用来进行科学计算或工程计算,在大多数的商业计算中,一般采用java.math.BigDecimal类来进行精确计算。

在使用BigDecimal类来进行计算的时候,主要分为以下步骤:

1、用float或者double变量构建BigDecimal对象。

2、通过调用BigDecimal的加,减,乘,除等相应的方法进行算术运算。

3、把BigDecimal对象转换成floatdoubleint等类型。

一般来说,可以使用BigDecimal的构造方法或者静态方法的valueOf()方法把基本类型的变量构建成BigDecimal对象。

BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(0.48));
BigDecimal b2 = BigDecimal.valueOf(0.48);


对于常用的加,减,乘,除,BigDecimal类提供了相应的成员方法。

public BigDecimal add(BigDecimal value);                        //加法
public BigDecimal subtract(BigDecimal value);                   //减法 
public BigDecimal multiply(BigDecimal value);                   //乘法
public BigDecimal divide(BigDecimal value);                     //除法


进行相应的计算后,我们可能需要将BigDecimal对象转换成相应的基本数据类型的变量,可以使用floatValue()doubleValue()等方法。

下面是一个工具类,该工具类提供加,减,乘,除运算。

public class Arith {
	/**
	 * 提供精确加法计算的add方法
	 * @param value1 被加数
	 * @param value2 加数
	 * @return 两个参数的和
	 */
	public static double add(double value1,double value2){
		BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.valueOf(value1));
		BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.valueOf(value2));
		return b1.add(b2).doubleValue();
	}
	
	/**
	 * 提供精确减法运算的sub方法
	 * @param value1 被减数
	 * @param value2 减数
	 * @return 两个参数的差
	 */
	public static double sub(double value1,double value2){
		BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.valueOf(value1));
		BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.valueOf(value2));
		return b1.subtract(b2).doubleValue();
	}
	
	/**
	 * 提供精确乘法运算的mul方法
	 * @param value1 被乘数
	 * @param value2 乘数
	 * @return 两个参数的积
	 */
	public static double mul(double value1,double value2){
		BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.valueOf(value1));
		BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.valueOf(value2));
		return b1.multiply(b2).doubleValue();
	}
	
	/**
	 * 提供精确的除法运算方法div
	 * @param value1 被除数
	 * @param value2 除数
	 * @param scale 精确范围
	 * @return 两个参数的商
	 * @throws IllegalAccessException
	 */
	public static double div(double value1,double value2,int scale) throws IllegalAccessException{
		//如果精确范围小于0,抛出异常信息
		if(scale<0){         
			throw new IllegalAccessException("精确度不能小于0");
		}
		BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.valueOf(value1));
		BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.valueOf(value2));
		return b1.divide(b2, scale).doubleValue();	
	}
}


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