java使用BigDecimal 處理商業精度及高精度詳解
前言
之前我是寫過一篇類似筆記：
但是呢，寫的太簡單，關鍵還沒有寫到要點，所以重新寫一篇。
情形
由於公司最近要求把股票相關的資料，全部交給後端來處理，不再由前端來處理。
股票大家都知道，這裡面的計算都是商業級別的，小數點4+位那是再正常不過啦。
比如這樣幾組數字
2539230979.0000 //流通受限股份
8680253870 //某個股東持股數
0.4081 //某某股東所佔總股數的比例- 1
- 2
- 3
需求是這樣的:股份單位是 萬股。比例是百分之多少（%）；
所以對於股份我們需要除以10000，保留2位小數
對於比例 是要乘以100，保留2位小數。
除法
首先我們來寫除法。
/**
* scale 小數點保留幾位
*/ - 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
首先我們是傳入兩個double型別的引數和精度（小數點保留的位數），
我們再先轉為String型別後，在利用BigDecimal的構造方法來生成BigDecimal物件v1、v2。
v1.divide(v2…)就是v1除以v2，保留scale為小數，BigDecimal.ROUND_HALF_UP
乘法
public static BigDecimal muli(double v1, double v2, int scale){
BigDecimal b1 = new BigDecimal(String.valueOf(v1));
BigDecimal b2 = new BigDecimal(String.valueOf(v2));
BigDecimal multiply = b1.multiply(b2);
return multiply.setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP)
}- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
這個和除法類似，首先把v1 、v2轉成BigDecimal物件，然後呼叫BigDecimal中的multiply方法，
這個方法不像divide可以設定精度，所以得使用setScale()方法來設定精度。
設定精度（保留幾位小數）
public static BigDecimal scale(double v1, int scale){
//String.valueOf(v1)
BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));
return b1.setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
}- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
這裡我要講的是Double.toString(v1)方法是把v1轉成字串。String.valueOf(v1),也是一樣的。
那兩者的區別是什麼呢？其實String.valueOf(v1)原始碼裡就是呼叫Double.toString(v1)的方法。
上面這種設定精度方法，有個問題:
要是double v1 = 0.0002,執行scale(v1, 2)時，得到的答案：0.00，其實有時候我們是想儲存有效數字。
設定有效精度（保留有效位數）
/**
* 保留有效位（eg:0.00002 -- 得到的是0.000020）
*
* @author yutao
* @return
* @date 2016年11月14日下午1:27:28
*/
public static BigDecimal validScale(double v1, int scale){
if (scale < 0) {
throw new IllegalArgumentException("The scale must be a positive integer or zero");
}
BigDecimal b = new BigDecimal(String.valueOf(v1));
BigDecimal divisor = BigDecimal.ONE;
MathContext mc = new MathContext(scale);
return b.divide(divisor, mc);
}- 1
- 2
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- 4
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這裡就用到了MathContext類，它的構造方法有：
1、MathContext(int setPrecision)
2、MathContext(int setPrecision, RoundingMode setRoundingMode)
3、MathContext(String val)- 1
- 2
- 3
引數setPrecision是指有效位數，不是指保留小數多少位。之前就在這裡坑到過。
引數setRoundingMode是指舍入模式。這個和BigDecimal類似。
也就是說要想設定有效位，就是通過MathContext來設定的。
一般常用第1、第2中構造方法
列舉常量摘要
ROUND_CEILING
向正無限大方向舍入的舍入模式。
ROUND_DOWN
向零方向舍入的舍入模式。
ROUND_FLOOR
向負無限大方向舍入的舍入模式。
ROUND_HALF_DOWN
向最接近數字方向舍入的舍入模式，如果與兩個相鄰數字的距離相等，則向下舍入。
ROUND_HALF_EVEN
向最接近數字方向舍入的舍入模式，如果與兩個相鄰數字的距離相等，則向相鄰的偶數舍入。
ROUND_HALF_UP
向最接近數字方向舍入的舍入模式，如果與兩個相鄰數字的距離相等，則向上舍入。
ROUND_UNNECESSARY
用於斷言請求的操作具有精確結果的舍入模式，因此不需要舍入。（預設模式）
ROUND_UP
遠離零方向舍入的舍入模式。
BigDecimal構造方法應使用String型別的
例子
假設我們先使用Double型別的構造方法。
BigDecimal d1 = new BigDecimal(9.86);
BigDecimal d2 = new BigDecimal(0.4);
BigDecimal d3 = d1.divide(d2);
System.out.println(d3); - 1
- 2
- 3
- 4
我們這樣執行後，會報如下異常：
Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: Non-terminating decimal expansion; no exact representable decimal result.
at java.math.BigDecimal.divide(BigDecimal.java:1616)
at common.ToolsUtil.main(ToolsUtil.java:164)- 1
- 2
- 3
原因：建立BigDecimal時，0.6和0.4是浮動型別的，浮點型放入BigDecimal內，其儲存值為
9.8599999999999994315658113919198513031005859375
0.40000000000000002220446049250313080847263336181640625- 1
- 2
這兩個浮點數相除時，由於除不盡，而又沒有設定精度和保留小數點位數，導致丟擲異常。
但是要是我們使用String構造方法就OK
BigDecimal d1 = new BigDecimal("9.86");
BigDecimal d2 = new BigDecimal("0.4");
BigDecimal d3 = d1.divide(d2);
System.out.println(d3); - 1
- 2
- 3
- 4
為什麼可以這樣呢？接下來，我們探索BigDecimal原理：
BigDecimal，不可變的、任意精度的有符號十進位制數。
BigDecimal 由任意精度的整數非標度值 和 32 位的整數標度(scale) 組成。
如果為零或正數，則標度是小數點後的位數。
如果為負數，則將該數的非標度值乘以 10 的負 scale 次冪。
因此，BigDecimal 表示的數值是 (unscaledValue × 10-scale)。我們知道BigDecimal有三個主要的建構函式
1
public BigDecimal(double val)
將double表示形式轉換為BigDecimal
2
public BigDecimal(int val)
將int表示形式轉換為BigDecimal
3
public BigDecimal(String val)
將字串表示形式轉換為BigDecimal- 1
- 2
- 3
- 4
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- 6
- 7
- 8
- 9
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通過這三個建構函式，可以把double型別，int型別，String型別構造為BigDecimal物件，
在BigDecimal物件內通過BigIntegerintVal儲存傳遞物件數字部分，通過int scale;記錄小數點位數，
通過int precision;記錄有效位數（預設為0）。
BigDecimal的加減乘除就成了BigInteger與BigInteger之間的加減乘除，浮點數的計算也轉化為整形的計算，
可以大大提供效能，並且通過BigInteger可以儲存大數字，從而實現真正大十進位制的計算，
在整個計算過程中，還涉及scale的判斷和precision判斷從而確定最終輸出結果。
通過上面的例子可以看出String的建構函式就是通過BigInteger記錄BigDecimal的值，
使其計算變成BigInteger之間的計算。所以我們一般最好使用String型別的構造方法。
那如果非要使用Double型別的構造方法呢？
我們可以利用divide設定精度的方式來做
BigDecimal d1 = new BigDecimal(9.86);
BigDecimal d2 = new BigDecimal(0.4);
BigDecimal d3 = d1.divide(d2 ,1 , BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
System.out.println(d3); - 1
- 2
- 3
- 4
通過/1，然後設定保留小數點方式，以及設定數字保留模式，從而得到兩個數乘積的小數部分。
也就是給它設定好精度和舍入模式，就OK啦。（它就是通過舍入方式得到正確的答案）