Java的BigDecimal：告别浮点数精度噩梦的金融计算神器

当0.1+0.2≠0.3时…

试问：
System.out.println(0.1 + 0.2);
输出什么？
❌ 不是0.3！而是0.30000000000000004！

这就是浮点数计算的精度问题，而BigDecimal正是Java给出的完美解决方案！

---

一、为什么需要BigDecimal？

1. 浮点数的精度陷阱

double a = 0.1;
double b = 0.2;
System.out.println(a + b == 0.3); // false！

2. 金融计算的致命伤

场景	double的问题	后果
商品价格计算	0.06+0.01=0.069999999999	少收1分钱
利息计算	累计误差越来越大	对不上账
税务计算	四舍五入不准确	法律风险

---

二、BigDecimal核心特性

1. 精确存储原理

数值123.456

非标度值:123456

标度:3

整数形式存储

2. 构造方法对比

BigDecimal bad = new BigDecimal(0.1); // ❌ 仍带浮点误差
BigDecimal good = new BigDecimal("0.1"); // ✅ 推荐字符串构造
BigDecimal best = BigDecimal.valueOf(0.1); // ✅ 内部优化

3. 不可变性（线程安全）

BigDecimal a = new BigDecimal("10");
BigDecimal b = a.add(new BigDecimal("20")); 
// a仍然是10，b是30

---

三、四则运算的正确姿势

1. 基础运算

BigDecimal num1 = new BigDecimal("0.1");
BigDecimal num2 = new BigDecimal("0.2");

// 加法
BigDecimal sum = num1.add(num2); // 0.3

// 减法
BigDecimal diff = num1.subtract(num2); // -0.1

// 乘法
BigDecimal product = num1.multiply(num2); // 0.02

// 除法（必须指定舍入模式）
BigDecimal quotient = num1.divide(num2, RoundingMode.HALF_UP); // 0.5

2. 舍入模式大全

模式	3.5舍入	4.5舍入	-1.6舍入
UP（远离零）	4	5	-2
DOWN（趋向零）	3	4	-1
CEILING（向正无穷）	4	5	-1
FLOOR（向负无穷）	3	4	-2
HALF_UP（四舍五入）	4	5	-2
HALF_DOWN（五舍六入）	3	4	-2

---

四、BigDecimal的六大坑点

1. 构造方法选择

// 错误示范
new BigDecimal(0.1); // 实际值:0.100000000000000005551115...

// 正确做法
new BigDecimal("0.1"); // 精确值

2. 等值比较

BigDecimal a = new BigDecimal("0.1");
BigDecimal b = new BigDecimal("0.10");

System.out.println(a.equals(b)); // false（标度不同）
System.out.println(a.compareTo(b) == 0); // true（推荐方式）

3. 除不尽异常

// 抛出ArithmeticException
BigDecimal result = a.divide(b); 
// 必须指定舍入模式
BigDecimal result = a.divide(b, 2, RoundingMode.HALF_UP);

4. 科学计数法陷阱

new BigDecimal("1e-3"); // 正确解析为0.001
new BigDecimal(1e-3);   // 又变成浮点误差！

5. 性能开销

操作	BigDecimal耗时	double耗时
100万次加法	120ms	15ms

6. 缓存问题

BigDecimal.valueOf(0.1) == BigDecimal.valueOf(0.1); // ❌不要用==比较

---

五、金融计算最佳实践

1. 金额存储规范

// 以分为单位存储（避免小数）
class Order {
    private long amount; // 单位：分
    public BigDecimal getAmount() {
        return BigDecimal.valueOf(amount, 2);
    }
}

2. 税率计算示例

BigDecimal price = new BigDecimal("99.99");
BigDecimal taxRate = new BigDecimal("0.13");

// 含税价 = 价格 * (1 + 税率)
BigDecimal total = price.multiply(
    BigDecimal.ONE.add(taxRate)
).setScale(2, RoundingMode.HALF_UP); // 保留2位小数

3. 分账计算模板

BigDecimal totalAmount = new BigDecimal("1000.00");
BigDecimal ratioA = new BigDecimal("0.6");
BigDecimal ratioB = new BigDecimal("0.4");

BigDecimal partA = totalAmount.multiply(ratioA)
                     .setScale(2, RoundingMode.HALF_UP);
BigDecimal partB = totalAmount.subtract(partA); // 确保总额不变

---

六、性能优化技巧

1. 重用常量

private static final BigDecimal HUNDRED = new BigDecimal("100");

// 而不是每次都new
BigDecimal percent = amount.divide(HUNDRED, 2, RoundingMode.HALF_UP);

2. 选择合适标度

// 过早舍入会累积误差
BigDecimal a = new BigDecimal("1.234").setScale(2, RoundingMode.HALF_UP);
BigDecimal b = new BigDecimal("5.678").setScale(2, RoundingMode.HALF_UP);
a.add(b); // 6.91（精度已损失）

// 应在最终结果舍入
BigDecimal sum = new BigDecimal("1.234").add(new BigDecimal("5.678"))
                 .setScale(2, RoundingMode.HALF_UP); // 6.91

3. 使用原生类型过渡

// 大批量计算时部分使用double
double d = bigDecimal.doubleValue();
// ...中间计算
return new BigDecimal(d).setScale(2, RoundingMode.HALF_UP);

---

七、常见问题解答

Q1：BigDecimal如何转字符串？

BigDecimal num = new BigDecimal("1000.00");
// 保留两位小数，去除尾部零
String str = num.setScale(2, RoundingMode.HALF_UP)
               .stripTrailingZeros()
               .toPlainString(); // 1000

Q2：如何判断小数位数？

int scale = new BigDecimal("123.4500").scale(); // 4
int realScale = new BigDecimal("123.4500")
                .stripTrailingZeros().scale(); // 2

Q3：与数据库如何交互？

// JDBC设置
preparedStatement.setBigDecimal(1, amount);

// JPA/Hibernate
@Column(precision = 19, scale = 4)
private BigDecimal price;

---

结语：BigDecimal使用箴言

金融计算三原则：

1. 永远用字符串构造BigDecimal
2. 除法必须指定舍入模式
3. 比较使用compareTo而非equals

记住这个黄金法则：

// 好代码
BigDecimal total = price.multiply(quantity)
                   .setScale(2, RoundingMode.HALF_UP);

// 坏代码
double total = price * quantity; // 精度丢失警告！