BigDecimal用法详解

一、简介
Java在java.math包中提供的API类BigDecimal，用来对超过16位有效位的数进行精确的运算。双精度浮点型变量double可以处理16位有效数。在实际应用中，需要对更大或者更小的数进行运算和处理。float和double只能用来做科学计算或者是工程计算，在商业计算中要用java.math.BigDecimal。BigDecimal所创建的是对象，我们不能使用传统的+、-、*、/等算术运算符直接对其对象进行数学运算，而必须调用其相对应的方法。方法中的参数也必须是BigDecimal的对象。构造器是类的特殊方法，专门用来创建对象，特别是带有参数的对象。

二、构造器描述 
BigDecimal(int)       创建一个具有参数所指定整数值的对象。 
BigDecimal(double) 创建一个具有参数所指定双精度值的对象。 
BigDecimal(long)    创建一个具有参数所指定长整数值的对象。 
BigDecimal(String) 创建一个具有参数所指定以字符串表示的数值的对象。

三、方法描述 
add(BigDecimal)        BigDecimal对象中的值相加，然后返回这个对象。 
subtract(BigDecimal) BigDecimal对象中的值相减，然后返回这个对象。 
multiply(BigDecimal)  BigDecimal对象中的值相乘，然后返回这个对象。 
divide(BigDecimal)     BigDecimal对象中的值相除，然后返回这个对象。 
toString()                将BigDecimal对象的数值转换成字符串。 
doubleValue()          将BigDecimal对象中的值以双精度数返回。 
floatValue()             将BigDecimal对象中的值以单精度数返回。 
longValue()             将BigDecimal对象中的值以长整数返回。 
intValue()               将BigDecimal对象中的值以整数返回。

四、格式化及例子
由于NumberFormat类的format()方法可以使用BigDecimal对象作为其参数，可以利用BigDecimal对超出16位有效数字的货币值，百分值，以及一般数值进行格式化控制。

以利用BigDecimal对货币和百分比格式化为例。首先，创建BigDecimal对象，进行BigDecimal的算术运算后，分别建立对货币和百分比格式化的引用，最后利用BigDecimal对象作为format()方法的参数，输出其格式化的货币值和百分比。

public static void main(String[] args) {
    NumberFormat currency = NumberFormat.getCurrencyInstance(); //建立货币格式化引用 
    NumberFormat percent = NumberFormat.getPercentInstance();  //建立百分比格式化引用 
    percent.setMaximumFractionDigits(3); //百分比小数点最多3位 
    
    BigDecimal loanAmount = new BigDecimal("15000.48"); //贷款金额
    BigDecimal interestRate = new BigDecimal("0.008"); //利率   
    BigDecimal interest = loanAmount.multiply(interestRate); //相乘

    System.out.println("贷款金额:\t" + currency.format(loanAmount)); 
    System.out.println("利率:\t" + percent.format(interestRate)); 
    System.out.println("利息:\t" + currency.format(interest)); 
}

运行结果如下：

贷款金额:    ￥15,000.48
利率:    0.8%
利息:    ￥120.00

五、BigDecimal比较
BigDecimal是通过使用compareTo(BigDecimal)来比较的，具体比较情况如下：

public static void main(String[] args) {
    BigDecimal a = new BigDecimal("1");
    BigDecimal b = new BigDecimal("2");
    BigDecimal c = new BigDecimal("1");
    int result1 = a.compareTo(b);
    int result2 = a.compareTo(c);
    int result3 = b.compareTo(a);
    System.out.println(result1);
    System.out.println(result2);
    System.out.println(result3);
    
}

打印结果是：-1、0、1，即左边比右边数大，返回1，相等返回0，比右边小返回-1。
注意不能使用equals方法来比较大小。

使用BigDecimal的坏处是性能比double和float差，在处理庞大，复杂的运算时尤为明显，因根据实际需求决定使用哪种类型。

首先我们先来看如下代码示例：

public class Test_1 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(0.06+0.01);
        System.out.println(1.0-0.42);
        System.out.println(4.015*100);
        System.out.println(303.1/1000);
    }
    
}

 运行结果如下。

         0.06999999999999999

         0.5800000000000001

         401.49999999999994

         0.30310000000000004

你认为你看错了，但结果却是是这样的。问题在哪里呢？原因在于我们的计算机是二进制的。浮点数没有办法是用二进制进行精确表示。我们的CPU表示浮点数由两个部分组成：指数和尾数，这样的表示方法一般都会失去一定的精确度，有些浮点数运算也会产生一定的误差。如：2.4的二进制表示并非就是精确的2.4。反而最为接近的二进制表示是 2.3999999999999999。浮点数的值实际上是由一个特定的数学公式计算得到的。

          其实java的float只能用来进行科学计算或工程计算，在大多数的商业计算中，一般采用java.math.BigDecimal类来进行精确计算。

          在使用BigDecimal类来进行计算的时候，主要分为以下步骤：

              1、用float或者double变量构建BigDecimal对象。

             2、通过调用BigDecimal的加，减，乘，除等相应的方法进行算术运算。

             3、把BigDecimal对象转换成float，double，int等类型。

          一般来说，可以使用BigDecimal的构造方法或者静态方法的valueOf()方法把基本类型的变量构建成BigDecimal对象。

1 BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(0.48));
2 BigDecimal b2 = BigDecimal.valueOf(0.48);

对于常用的加，减，乘，除，BigDecimal类提供了相应的成员方法。

1 public BigDecimal add(BigDecimal value);                       
//加法2 public BigDecimal subtract(BigDecimal value);                   
//减法 3 public BigDecimal multiply(BigDecimal value);                  
//乘法4 public BigDecimal divide(BigDecimal value);                    
//除法

 进行相应的计算后，我们可能需要将BigDecimal对象转换成相应的基本数据类型的变量，可以使用floatValue()，doubleValue()等方法。

          下面是一个工具类，该工具类提供加，减，乘，除运算。

public class Arith {
    /**
     * 提供精确加法计算的add方法
     * @param value1 被加数
     * @param value2 加数
     * @return 两个参数的和
     */
    public static double add(double value1,double value2){
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.valueOf(value1));
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.valueOf(value2));
        return b1.add(b2).doubleValue();
    }
    
    /**
     * 提供精确减法运算的sub方法
     * @param value1 被减数
     * @param value2 减数
     * @return 两个参数的差
     */
    public static double sub(double value1,double value2){
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.valueOf(value1));
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.valueOf(value2));
        return b1.subtract(b2).doubleValue();
    }
    
    /**
     * 提供精确乘法运算的mul方法
     * @param value1 被乘数
     * @param value2 乘数
     * @return 两个参数的积
     */
    public static double mul(double value1,double value2){
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.valueOf(value1));
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.valueOf(value2));
        return b1.multiply(b2).doubleValue();
    }
    
    /**
     * 提供精确的除法运算方法div
     * @param value1 被除数
     * @param value2 除数
     * @param scale 精确范围
     * @return 两个参数的商
     * @throws IllegalAccessException
     */
    public static double div(double value1,double value2,int scale) throws IllegalAccessException{
        //如果精确范围小于0，抛出异常信息
        if(scale<0){         
            throw new IllegalAccessException("精确度不能小于0");
        }
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.valueOf(value1));
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.valueOf(value2));
        return b1.divide(b2, scale).doubleValue();    
    }
}