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不掌握 BigDecimal 的四大坑你敢用嗎?

來源: 責編: 時間:2024-05-30 17:18:01 191觀看
導讀BigDecimal 是 Java 中的一個類,這個相信大家都是知道的。它的作用就是可以表示任意精度的十進制數,BigDecimal 提供了精確的數字運算,適用于需要高精度計算的場景,例如金融、貨幣或者稅收等涉及到金錢的地方。與 double

BigDecimal 是 Java 中的一個類,這個相信大家都是知道的。它的作用就是可以表示任意精度的十進制數,BigDecimal 提供了精確的數字運算,適用于需要高精度計算的場景,例如金融、貨幣或者稅收等涉及到金錢的地方。x3j28資訊網——每日最新資訊28at.com

與 double 和 float 不同的是,BigDecimal 對象在計算的過程中不會丟失精度,那么下面我們就來看下第一個坑,浮點精度的坑。x3j28資訊網——每日最新資訊28at.com

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一、浮點精度的坑

我們先來看一個例子:x3j28資訊網——每日最新資訊28at.com

    public static void main(String[] args) {        BigDecimal num1 = new BigDecimal("0.1");        BigDecimal num2 = new BigDecimal("0.10");        // false        System.out.println(num1.equals(num2));        // 0        System.out.println(num1.compareTo(num2));    }

compareTo 方法比較中,a.compareTo(b)x3j28資訊網——每日最新資訊28at.com

返回:x3j28資訊網——每日最新資訊28at.com

  • -1: a小于b
  • 0: a等于b
  • 1: a大于b。

在上方的代碼中,我們使用 new BigDecimal 的形式 new 了兩個 BigDecimal 對象,分別是 0.1 和0.10。x3j28資訊網——每日最新資訊28at.com

我們分別使用了 equals 與 compareTo 進行比較,當使用 equals 進行比較時,返回了 false,這是因為 equals 不僅比較了值是否相等,還比較了精度是否相等,源碼中是這樣寫的:x3j28資訊網——每日最新資訊28at.com

 public boolean equals(Object x) {        if (!(x instanceof BigDecimal))            return false;        BigDecimal xDec = (BigDecimal) x;        if (x == this)            return true;        if (scale != xDec.scale)            return false;        long s = this.intCompact;        long xs = xDec.intCompact;        if (s != INFLATED) {            if (xs == INFLATED)                xs = compactValFor(xDec.intVal);            return xs == s;        } else if (xs != INFLATED)            return xs == compactValFor(this.intVal);        return this.inflated().equals(xDec.inflated());    }

所以在使用 equals 進行比較兩個 BigDecimal 的大小時,一定要注意這一點了。x3j28資訊網——每日最新資訊28at.com

簡單概括一下,如果比較兩個 BigDecimal 對象的大小,那就使用 compareTo 方法;如果嚴格比較精度的大小,那就使用 equals 方法進行比較。x3j28資訊網——每日最新資訊28at.com

上面我們知道了如何比較兩個 BigDecimal 對象的大小,equals 比較的還有他們的精度,那么精度又是如何設置的呢,這塊有沒有坑呢?x3j28資訊網——每日最新資訊28at.com

二、設置精度的坑

有的同學可能會說了,設置精度還有啥坑啊,設置了精度就好了嗎,哎對,就是這個意思,在做 BigDecimal 對象計算的時候,一定要設置精度。相反,有的同學就不喜歡設置精度,那么這 BUG 不就來了嗎。x3j28資訊網——每日最新資訊28at.com

來看一個例子:x3j28資訊網——每日最新資訊28at.com

    public static void main(String[] args) {        BigDecimal num1 = new BigDecimal("1");        BigDecimal num2 = new BigDecimal("3");        BigDecimal result = num1.divide(num2); // 默認舍入模式為 UNNECESSARY,會拋出 ArithmeticException    }

上述的代碼在執行結束之后會報錯 ArithmeticException ,這是因為默認舍入模式為 UNNECESSARY,所以會拋出 ArithmeticException。x3j28資訊網——每日最新資訊28at.com

Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: Non-terminating decimal expansion; no exact representable decimal result.

要解決這個異常也很容易,只需要加上精度即可。x3j28資訊網——每日最新資訊28at.com

    public static void main(String[] args) {        BigDecimal num1 = new BigDecimal("1");        BigDecimal num2 = new BigDecimal("3");        BigDecimal result = num1.divide(num2, 2,RoundingMode.HALF_UP);        // 輸出:0.33        System.out.println(result);    }

那么出現這個異常的原因是什么你考慮過嗎?為什么加了精度就不報錯了呢?x3j28資訊網——每日最新資訊28at.com

這個異常在源碼中也有說明:x3j28資訊網——每日最新資訊28at.com

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大概意思就是如果在做 divide 運算時,如果商是一個無限小數,而操作的結果是一個精確的數字,那么就會拋出該異常。x3j28資訊網——每日最新資訊28at.com

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不知道大家注意到一點沒有,就是上面做除法運算的時候,也就是 BigDecimal result = num1.divide(num2, 2,RoundingMode.HALF_UP); 這行代碼的位置,使用了一個新的變量 result 來接收結果值,因為 BigDecimal 是不可變的,因此每次進行運算都會創建一個新的 BigDecimal 對象,所以這一點也是需要注意的,創建的多了可能會產生大量的垃圾對象。x3j28資訊網——每日最新資訊28at.com

講完了精度與運算,那么你初始化的方式對嗎?x3j28資訊網——每日最新資訊28at.com

三、初始化的坑

先來看代碼:x3j28資訊網——每日最新資訊28at.com

BigDecimal num = new BigDecimal(0.1); // 使用雙精度浮點數構造System.out.println(num); // 輸出: 0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625BigDecimal num2 = new BigDecimal("0.1"); // 使用字符串構造System.out.println(num2); // 輸出: 0.1

在使用 new BigDecimal 構造器進行初始化的時候,如果有初始值,最好使用字符串的構造方法進行初始化。x3j28資訊網——每日最新資訊28at.com

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在使用 double 的構造器進行新建時,本身傳入的 0.1 就是浮點類型了,為了不丟失精度,在使用 new BigDecimal 新建時就把這個近似值完整的保留下來了。x3j28資訊網——每日最新資訊28at.com

或者就是 另外一種初始化方式 BigDecimal.valueOf(0.1);,通過看源碼可以發現,在 valueOf 的內部,將 Double 類型直接轉為了字符串了,因此也就不會存在精度丟失的問題了。x3j28資訊網——每日最新資訊28at.com

對于使用 new BigDecimal(0.1) 構造時,源碼中也已經說明了這個問題。x3j28資訊網——每日最新資訊28at.com

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大體意思就是生成的 BigDecimal 對象不是我們想要的 0.1,推薦使用 String 類型的構造方法。x3j28資訊網——每日最新資訊28at.com

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上面我們已經學會了如何初始化,如何運算,下一步就是如何用了,例如轉字符串,很多同學可能會說,轉字符串 toString() 不就好了,如果你也這樣想,那你單純了弟弟。x3j28資訊網——每日最新資訊28at.com

四、轉字符串的坑

還是先看一段代碼:x3j28資訊網——每日最新資訊28at.com

    public static void main(String[] args) {        BigDecimal a = BigDecimal.valueOf(89382389312389594.33822312317952678768725);        System.out.println(a.toString()); // 輸出:8.93823893123896E+16        String str = a.setScale(2, RoundingMode.HALF_UP).toString();        System.out.println(str); // 輸出: 89382389312389600.00    }

上面代碼中是一個非常大的數,我想把他轉為字符串,可是在使用 toString() 方法時,打印出來的卻是科學計數法。x3j28資訊網——每日最新資訊28at.com

所以如果想使用 toString() 方法進行轉字符串時,可以使用設置精度的方法,但是結果還是與我們的預期有所差別,我們想要的是一模一樣的打印出來呢?x3j28資訊網——每日最新資訊28at.com

那么 toPlainString 就上場了,這個方法返回一個字符串的表示形式,包含所有的有效數字。x3j28資訊網——每日最新資訊28at.com

代碼修改如下:x3j28資訊網——每日最新資訊28at.com

    public static void main(String[] args) {        BigDecimal a = BigDecimal.valueOf(89382389312389594.99933822312317952678768725);        System.out.println(a.toPlainString());    }

修改之后就可以了嗎,不可以,忘了上面說的嗎,使用 String 的構造函數吧兄弟,double 類型的構造函數會丟失精度的。x3j28資訊網——每日最新資訊28at.com

最終代碼如下:x3j28資訊網——每日最新資訊28at.com

    public static void main(String[] args) {        BigDecimal a = new BigDecimal("89382389312389594.99933822312317952678768725");        System.out.println(a.toPlainString());    }

除了上述兩種轉字符串的方法外,還有一種,就是 toEngineeringString,這個方法也是返回一個字符串,包含有效數字,但是它會使用工程計數法,科學計數法的一種變體,它使用數字的倍數來表示值,使得指數是 3 的倍數。例如,1000會顯示為"1E3",而不是"1E+3"。x3j28資訊網——每日最新資訊28at.com

所以總結就是:x3j28資訊網——每日最新資訊28at.com

  • toString:返回有效數字,必要的時候使用科學計數法。
  • toPlainString: 不實用任何科學計數法。
  • toEngineeringString:必要的時候使用工程計數法。

五、總結

本文從精度的比較、除法運算中是否設置精度、對象初始化到轉字符串,四個角度來把 BigDecimal 的坑盡可能清晰的描述出來,以及基于這些坑得到的優秀實踐。x3j28資訊網——每日最新資訊28at.com

有些場景下推薦使用 BigDecimal ,但是能不用還是不用,比 double 、float 多出來的性能損失得是你能接受的。如果非得用,那上面這幾個坑一定要規避。x3j28資訊網——每日最新資訊28at.com

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