线上慎用 BigDecimal ，别被开出了-白红宇

线上慎用 BigDecimal ，别被开出了

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发布时间：2023-03-22

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Java的BigDecimal类是一个强大的工具，用于处理高精度的数值运算。在实际应用中，尤其是涉及金融、科学计算等领域时，使用BigDecimal能够避免浮点数精度问题带来的困扰。以下将从基础到进阶详细解析BigDecimal的使用方法。

一、BigDecimal概述

Java提供了java.math.BigDecimal类，旨在处理超过16位有效数字的数值。双精度浮点型（double）虽然能处理16位有效数字，但在实际应用中，精确计算的需求常常超出这个范围。例如，0.1这个看似简单的数值，在双精度表示下实际上无法准确表示。因此，当需要对数值进行精确运算时，BigDecimal是一个理想的选择。

二、常用构造函数

BigDecimal类提供了多种构造函数，用于创建不同类型的数值对象。以下是常用的构造函数：

BigDecimal(int)

创建一个整数值的BigDecimal对象。

BigDecimal(double)

创建一个双精度数值的BigDecimal对象。需要注意的是，这种方式可能会引入不可预知性，因为double的表示方式存在精度损失。

BigDecimal(long)

创建一个长整数值的BigDecimal对象。

BigDecimal(String)

创建一个字符串表示的数值的BigDecimal对象。这种方式最为可靠，因为它不会引入任何精度问题。

示例

BigDecimal a = new BigDecimal(0.1);
BigDecimal b = new BigDecimal("0.1");

其中，a 的值实际上是 0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625，而 b 则精确等于 0.1。因此，建议优先使用字符串构造函数。

三、常用方法详解

BigDecimal对象支持四则运算和其他常用方法。以下是常用方法的说明：

加法

使用 add(BigDecimal) 方法对两个BigDecimal对象进行加法运算。

减法

使用 subtract(BigDecimal) 方法对两个BigDecimal对象进行减法运算。

乘法

使用 multiply(BigDecimal) 方法对两个BigDecimal对象进行乘法运算。

除法

使用 divide(BigDecimal) 方法对两个BigDecimal对象进行除法运算。需要注意的是，除法可能会抛出ArithmeticException异常，当除数不能整除被除数时。

转换为字符串

使用 toString() 方法将BigDecimal对象转换为字符串表示。

转换为双精度数

使用 doubleValue() 方法将BigDecimal对象转换为double类型。

转换为单精度数

使用 floatValue() 方法将BigDecimal对象转换为float类型。

转换为长整数

使用 longValue() 方法将BigDecimal对象转换为长整数。

转换为整数

使用 intValue() 方法将BigDecimal对象转换为整数。

四、BigDecimal大小比较

在Java中，比较两个BigDecimal对象的大小通常使用 compareTo 方法。该方法返回一个整数：

返回值为 -1，表示第一个对象小于第二个对象。

返回值为 0，表示两个对象相等。

返回值为 1，表示第一个对象大于第二个对象。

示例

BigDecimal a = new BigDecimal("100");
BigDecimal b = new BigDecimal("200");
int result = a.compareTo(b);

如果 result 大于等于 0，说明 a 大于或等于 b。

五、BigDecimal格式化

BigDecimal类在格式化方面与NumberFormat类配合使用，支持货币格式化和百分比格式化。以下是一个常见的格式化示例：

NumberFormat currency = NumberFormat.getCurrencyInstance();
NumberFormat percent = NumberFormat.getPercentInstance();
percent.setMaximumFractionDigits(3);
BigDecimal loanAmount = new BigDecimal("15000.48");
BigDecimal interestRate = new BigDecimal("0.008");
BigDecimal interest = loanAmount.multiply(interestRate);
System.out.println("贷款金额: ¥" + currency.format(loanAmount));
System.out.println("利率: " + percent.format(interestRate));
System.out.println("利息: ¥" + currency.format(interest));

六、常见异常

在进行除法运算时，可能会遇到 ArithmeticException: Non-terminating decimal expansion; no exact representable decimal result 这种异常。这种情况通常发生在除法运算结果是一个无限循环小数时。为了避免这种问题，可以在除法时指定保留的小数位数。

示例

try {
    BigDecimal result = a.divide(b, 2, RoundingMode.HALF_UP);
    // result 是除法结果，保留两位小数
} catch (ArithmeticException e) {
    // 处理异常
}

七、总结

精确计算的必要性

在需要高精度计算时，BigDecimal是Java中的首选工具。特别是在涉及金融计算、科学计算等领域时，其优势更加明显。

优先使用字符串构造函数

为了避免精度丢失，建议优先使用 BigDecimal(String) 构造函数。

BigDecimal对象的不可变性

BigDecimal对象是不可变的，进行运算时会生成新的对象。因此，在进行多次运算时，需注意对象的重用。

工具类推荐

如果需要对BigDecimal进行高级操作，可以使用如下的工具类：

public class ArithmeticUtils {
    private static final int DEF_DIV_SCALE = 10;
    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();
    }
    public static BigDecimal add(String v1, String v2) {
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
        return b1.add(b2);
    }
    // 其他方法类似...
}

通过合理使用BigDecimal，可以显著提升Java应用程序的精度和可靠性。在实际开发中，建议根据具体需求选择合适的构造函数和方法，避免不必要的精度损失。

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