Java大數類BigDecimal及八種舍入模式的介紹

DominicHusk 8年前發布 | 14K 次閱讀 Java Java開發

BigDecimal的引入

在利用Java編程語言開發銀行、金融類等需要對數值進行高精度計算的軟件時,我們經常使用BigDecimalBigInteger這兩個大數類,而不是常見的int、long、float、double類型,特別是在處理浮點型數據。

我們先看一下使用基礎數據類型double進行計算并打印結果的一個代碼演示:

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>

結果如下:

0.03
0.060000000000000005

問題來了,為什么會出現第二種結果的數據呢?根本原因還是我們的計算機是由二進制的,而二進制是沒辦法來精確表示一個浮點數,CPU采用“尾數和指數”的方式(科學計數法)表達浮點數的時候存在一定的誤差。所以,當對數據精度要求比較高的時候,還是需要采用BigDecimal類,盡管計算速度上稍微慢了一些。

BigDecimal的使用

創建一個BigDecimal對象有構造函數和公有靜態方法(BigDecimal.valueOf)兩種方式,需要注意兩點:

  • 構造函數包含使用基本數據類型和字符串作為參數的兩種形式,推薦使用后者,如:new BigDecimal(Double.valueOf(0.09))。大家可以嘗試一下,

    System.out.println(new BigDecimal(0.06).toString());語句的輸出結果是:0.059999999999999997779553950749686919152736663818359375
  • Decimal打印日志或向基本數據類型轉換時,盡量使用它提供的公有方法xxxValue(),比如doubleValue(),而不是簡單粗暴的一個toString()。

BigDecimal舍入模式

盡管數據庫存儲的是一個高精度的浮點數,但是通常在應用中展示的時候往往需要限制一下小數點的位數,比如兩到三位小數即可,這時就需要使用到setScale(int newScale, int roundingMode)函數,作為BigDecimal的公有靜態變量,舍入模式(Rounding Mode)的運算規則比較多,公有八種,這里作個說明,官方文檔也有介紹。

  • ROUND_UP
    向遠離零的方向舍入。舍棄非零部分,并將非零舍棄部分相鄰的一位數字加一。

  • ROUND_DOWN
    向接近零的方向舍入。舍棄非零部分,同時不會非零舍棄部分相鄰的一位數字加一,采取截取行為。

  • ROUND_CEILING
    向正無窮的方向舍入。如果為正數,舍入結果同ROUND_UP一致;如果為負數,舍入結果同ROUND_DOWN一致。注意:此模式不會減少數值大小。

  • ROUND_FLOOR
    向負無窮的方向舍入。如果為正數,舍入結果同ROUND_DOWN一致;如果為負數,舍入結果同ROUND_UP一致。注意:此模式不會增加數值大小。

  • ROUND_HALF_UP
    向“最接近”的數字舍入,如果與兩個相鄰數字的距離相等,則為向上舍入的舍入模式。如果舍棄部分>= 0.5,則舍入行為與ROUND_UP相同;否則舍入行為與ROUND_DOWN相同。這種模式也就是我們常說的我們的“四舍五入”。

  • ROUND_HALF_DOWN
    向“最接近”的數字舍入,如果與兩個相鄰數字的距離相等,則為向下舍入的舍入模式。如果舍棄部分> 0.5,則舍入行為與ROUND_UP相同;否則舍入行為與ROUND_DOWN相同。這種模式也就是我們常說的我們的“五舍六入”。

  • ROUND_HALF_EVEN
    向“最接近”的數字舍入,如果與兩個相鄰數字的距離相等,則相鄰的偶數舍入。如果舍棄部分左邊的數字奇數,則舍入行為與 ROUND_HALF_UP 相同;如果為偶數,則舍入行為與 ROUND_HALF_DOWN 相同。注意:在重復進行一系列計算時,此舍入模式可以將累加錯誤減到最小。此舍入模式也稱為“銀行家舍入法”,主要在美國使用。四舍六入,五分兩種情況,如果前一位為奇數,則入位,否則舍去。

  • ROUND_UNNECESSARY
    斷言請求的操作具有精確的結果,因此不需要舍入。如果對獲得精確結果的操作指定此舍入模式,則拋出ArithmeticException。

下面,舉個例子說明一下不同舍入模式下的數值計算結果,保留一位小數:

INPUT_NUM UP DOWN CEILING FLOOR HALF_UP HALF_DOWN HALF_EVEN UNNECESSARY
5.5 6 5 6 5 6 5 6 Exception
2.5 3 2 3 2 3 2 2 Exception
1.6 2 1 2 1 2 2 2 Exception
1.1 2 1 2 1 1 1 1 Exception
1.0 1 1 1 1 1 1 1 Exception
-1.0 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 Exception
-1.1 -2 -1 -1 -2 -1 -1 -1 Exception
-1.6 -2 -1 -1 -2 -2 -2 -2 Exception
-2.5 -3 -2 -2 -3 -3 -2 -2 Exception
-5.5 -6 -5 -5 -6 -6 -5 -6 Exception

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