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BigDecimal：高精度数值运算类

article 2025/1/10 16:38:29

介绍：

BigDecimal是一个用于高精度数值运算的类，它比基本的double或float类型更精确，非常适合需要精确计算的场景，如金融计算、科学计算等，因为这些领域对数值精度要求非常高，不能容忍浮点运算带来的误差。

为什么需要BigDecimal。double和float在表示某些小数时存在精度问题，因为它们是基于二进制的。例如，0.1在二进制中是一个循环小数，这会导致计算结果出现意外的误差。因此，BigDecimal应运而生，它以字符串的形式存储数值，确保精确的十进制表示。

使用示例：

1. 构造方法

BigDecimal 提供了多种构造方法，可以从字符串、双精度浮点数（double）、整数（int、long）等构造 BigDecimal 对象。

从字符串构造：推荐方式，因为可以避免浮点数的精度问题。
```
BigDecimal bd1 = new BigDecimal("123.45");
```
从双精度浮点数构造：不推荐，因为可能会引入精度问题。
```
BigDecimal bd2 = new BigDecimal(123.45); // 可能有精度损失
```

从整数构造：

BigDecimal bd3 = BigDecimal.valueOf(12345);

2. 常用方法

import java.math.BigDecimal;
import java.math.RoundingMode;

public class BigDecimalExample {
    public static void main(String[] args) {
        BigDecimal bd1 = new BigDecimal("123.45");
        BigDecimal bd2 = new BigDecimal("67.89");

        // 加法
        BigDecimal sum = bd1.add(bd2);
        System.out.println("Sum: " + sum);

        // 减法
        BigDecimal difference = bd1.subtract(bd2);
        System.out.println("Difference: " + difference);

        // 乘法
        BigDecimal product = bd1.multiply(bd2);
        System.out.println("Product: " + product);

        // 除法，保留两位小数，四舍五入
        BigDecimal quotient = bd1.divide(bd2, 2, RoundingMode.HALF_UP);
        System.out.println("Quotient: " + quotient);

        // 设置精度和舍入模式
        BigDecimal rounded = bd1.setScale(2, RoundingMode.HALF_UP);
        System.out.println("Rounded: " + rounded);
    }
}

3. 舍入模式

RoundingMode 是一个枚举，定义了多种舍入模式，如：

RoundingMode.HALF_UP：四舍五入（常用）
RoundingMode.HALF_DOWN：五舍六入
RoundingMode.HALF_EVEN：银行家舍入（四舍六入五留双）
RoundingMode.DOWN：向下舍入（向零方向）
RoundingMode.UP：向上舍入（远离零方向）

4. 注意事项

避免使用 double 构造 BigDecimal：由于 double 类型的精度问题，可能会导致 BigDecimal 的值不准确。推荐从字符串构造。
除法运算中的异常：divide 方法可能会抛出 ArithmeticException，特别是当除不尽时。因此，通常要指定精度和舍入模式。
divide方法需要指定小数点后的位数和舍入模式，以确保结果的精确性。
BigDecimal还提供了比较方法，如compareTo，用于比较两个BigDecimal的大小。这对于需要基于数值进行条件判断的场景非常有用。
性能问题，由于BigDecimal是不可变的，每次操作都会生成新的实例，因此在性能敏感的应用中，应尽量减少不必要的操作。然而，对于大多数需要高精度计算的场景，BigDecimal的性能已经足够。