Java大数类BigDecimal及八种舍入模式的介绍
DominicHusk
8年前
<h2>BigDecimal的引入</h2> <p>在利用Java编程语言开发银行、金融类等需要对数值进行高精度计算的软件时，我们经常使用<code>BigDecimal</code>和<code>BigInteger</code>这两个大数类，而不是常见的int、long、float、double类型，特别是在处理浮点型数据。</p> <p>我们先看一下使用基础数据类型double进行计算并打印结果的一个代码演示：</p> <pre> <code class="language-java">public class MainClass { public static void main(String[] args) { System.out.println(0.02+0.01); System.out.println(0.05+0.01); } }</code></pre> <p>结果如下：</p> <pre> <code class="language-java">0.03 0.060000000000000005</code></pre> <p>问题来了，为什么会出现第二种结果的数据呢？根本原因还是我们的计算机是由二进制的，而二进制是没办法来精确表示一个浮点数，CPU采用“尾数和指数”的方式（科学计数法）表达浮点数的时候存在一定的误差。所以，当对数据精度要求比较高的时候，还是需要采用BigDecimal类，尽管计算速度上稍微慢了一些。</p> <h2>BigDecimal的使用</h2> <p>创建一个BigDecimal对象有构造函数和公有静态方法（BigDecimal.valueOf）两种方式，需要注意两点：</p> <ul> <li> <p>构造函数包含使用基本数据类型和字符串作为参数的两种形式，推荐使用后者，如：<code>new BigDecimal(Double.valueOf(0.09))</code>。大家可以尝试一下，</p> <code>System.out.println(new BigDecimal(0.06).toString());</code>语句的输出结果是：0.059999999999999997779553950749686919152736663818359375</li> <li> <p>Decimal打印日志或向基本数据类型转换时，尽量使用它提供的公有方法xxxValue()，比如doubleValue()，而不是简单粗暴的一个toString()。</p> </li> </ul> <p>BigDecimal舍入模式</p> <p>尽管数据库存储的是一个高精度的浮点数，但是通常在应用中展示的时候往往需要限制一下小数点的位数，比如两到三位小数即可，这时就需要使用到<code>setScale(int newScale, int roundingMode)</code>函数，作为BigDecimal的公有静态变量，舍入模式（Rounding Mode）的运算规则比较多，公有八种，这里作个说明，官方文档也有介绍。</p> <ul> <li> <p>ROUND_UP<br> 向远离零的方向舍入。舍弃非零部分，并将非零舍弃部分相邻的一位数字加一。</p> </li> <li> <p>ROUND_DOWN<br> 向接近零的方向舍入。舍弃非零部分，同时不会非零舍弃部分相邻的一位数字加一，采取截取行为。</p> </li> <li> <p>ROUND_CEILING<br> 向正无穷的方向舍入。如果为正数，舍入结果同ROUND_UP一致；如果为负数，舍入结果同ROUND_DOWN一致。注意：此模式不会减少数值大小。</p> </li> <li> <p>ROUND_FLOOR<br> 向负无穷的方向舍入。如果为正数，舍入结果同ROUND_DOWN一致；如果为负数，舍入结果同ROUND_UP一致。注意：此模式不会增加数值大小。</p> </li> <li> <p>ROUND_HALF_UP<br> 向“最接近”的数字舍入，如果与两个相邻数字的距离相等，则为向上舍入的舍入模式。如果舍弃部分>= 0.5，则舍入行为与ROUND_UP相同；否则舍入行为与ROUND_DOWN相同。这种模式也就是我们常说的我们的“四舍五入”。</p> </li> <li> <p>ROUND_HALF_DOWN<br> 向“最接近”的数字舍入，如果与两个相邻数字的距离相等，则为向下舍入的舍入模式。如果舍弃部分> 0.5，则舍入行为与ROUND_UP相同；否则舍入行为与ROUND_DOWN相同。这种模式也就是我们常说的我们的“五舍六入”。</p> </li> <li> <p>ROUND_HALF_EVEN<br> 向“最接近”的数字舍入，如果与两个相邻数字的距离相等，则相邻的偶数舍入。如果舍弃部分左边的数字奇数，则舍入行为与 ROUND_HALF_UP 相同；如果为偶数，则舍入行为与 ROUND_HALF_DOWN 相同。注意：在重复进行一系列计算时，此舍入模式可以将累加错误减到最小。此舍入模式也称为“银行家舍入法”，主要在美国使用。四舍六入，五分两种情况，如果前一位为奇数，则入位，否则舍去。</p> </li> <li> <p>ROUND_UNNECESSARY<br> 断言请求的操作具有精确的结果，因此不需要舍入。如果对获得精确结果的操作指定此舍入模式，则抛出ArithmeticException。</p> </li> </ul> <p>下面，举个例子说明一下不同舍入模式下的数值计算结果，保留一位小数：</p> <table> <thead> <tr> <th>INPUT_NUM</th> <th>UP</th> <th>DOWN</th> <th>CEILING</th> <th>FLOOR</th> <th>HALF_UP</th> <th>HALF_DOWN</th> <th>HALF_EVEN</th> <th>UNNECESSARY</th> </tr> </thead> <tbody> <tr> <td>5.5</td> <td>6</td> <td>5</td> <td>6</td> <td>5</td> <td>6</td> <td>5</td> <td>6</td> <td>Exception</td> </tr> <tr> <td>2.5</td> <td>3</td> <td>2</td> <td>3</td> <td>2</td> <td>3</td> <td>2</td> <td>2</td> <td>Exception</td> </tr> <tr> <td>1.6</td> <td>2</td> <td>1</td> <td>2</td> <td>1</td> <td>2</td> <td>2</td> <td>2</td> <td>Exception</td> </tr> <tr> <td>1.1</td> <td>2</td> <td>1</td> <td>2</td> <td>1</td> <td>1</td> <td>1</td> <td>1</td> <td>Exception</td> </tr> <tr> <td>1.0</td> <td>1</td> <td>1</td> <td>1</td> <td>1</td> <td>1</td> <td>1</td> <td>1</td> <td>Exception</td> </tr> <tr> <td>-1.0</td> <td>-1</td> <td>-1</td> <td>-1</td> <td>-1</td> <td>-1</td> <td>-1</td> <td>-1</td> <td>Exception</td> </tr> <tr> <td>-1.1</td> <td>-2</td> <td>-1</td> <td>-1</td> <td>-2</td> <td>-1</td> <td>-1</td> <td>-1</td> <td>Exception</td> </tr> <tr> <td>-1.6</td> <td>-2</td> <td>-1</td> <td>-1</td> <td>-2</td> <td>-2</td> <td>-2</td> <td>-2</td> <td>Exception</td> </tr> <tr> <td>-2.5</td> <td>-3</td> <td>-2</td> <td>-2</td> <td>-3</td> <td>-3</td> <td>-2</td> <td>-2</td> <td>Exception</td> </tr> <tr> <td>-5.5</td> <td>-6</td> <td>-5</td> <td>-5</td> <td>-6</td> <td>-6</td> <td>-5</td> <td>-6</td> <td>Exception</td> </tr> </tbody> </table> <p><a href="/misc/goto?guid=4959675321835190305">阅读原文</a></p> <p> </p>