關於BigDecimal計算之後的精度問題

    今天在處理購物車結算商品價格的時候，因爲一般都是使用BigDecimal來做的 ，用了一個變量來做統計，BigDecimal count=new BigDecimal(0); 但是在做累計價格計算的時候發現一個值爲0和另一個值爲0.5調用add()相加的方法時，結果讓人感到意外，結果爲1。然後測試新起一個類 執行main方法 裏面把2個BigDecimal的對象相加 一個爲0 另一個爲0.5  最後打印出結果 但是這次確實正確的0.5  這讓人感到非常的費解。然後通過查詢發現了問題所在，在構造方法中需要使用字符串的方式傳值，當我們修改了這個構造參數之後，問題就解決了 得到了正確的結果。

     具體的參考文章可以參考：https://www.jianshu.com/p/c81edc59546c  

 

前言

我們都知道浮點型變量在進行計算的時候會出現丟失精度的問題。如下一段代碼：

System.out.println(0.05 + 0.01);
System.out.println(1.0 - 0.42);
System.out.println(4.015 * 100);
System.out.println(123.3 / 100);

輸出：
0.060000000000000005
0.5800000000000001
401.49999999999994
1.2329999999999999

可以看到在Java中進行浮點數運算的時候，會出現丟失精度的問題。那麼我們如果在進行商品價格計算的時候，就會出現問題。很有可能造成我們手中有0.06元，卻無法購買一個0.05元和一個0.01元的商品。因爲如上所示，他們兩個的總和爲0.060000000000000005。這無疑是一個很嚴重的問題，尤其是當電商網站的併發量上去的時候，出現的問題將是巨大的。可能會導致無法下單，或者對賬出現問題。所以接下來我們就可以使用Java中的BigDecimal類來解決這類問題。

普及一下：

Java中float的精度爲6-7位有效數字。double的精度爲15-16位。

API

構造器：

  構造器                   描述                      
  BigDecimal(int)       創建一個具有參數所指定整數值的對象。      
  BigDecimal(double)    創建一個具有參數所指定雙精度值的對象。     
  BigDecimal(long)      創建一個具有參數所指定長整數值的對象。     
  BigDecimal(String)    創建一個具有參數所指定以字符串表示的數值的對象。

函數：

  方法                    描述                         
  add(BigDecimal)       BigDecimal對象中的值相加，然後返回這個對象。
  subtract(BigDecimal)  BigDecimal對象中的值相減，然後返回這個對象。
  multiply(BigDecimal)  BigDecimal對象中的值相乘，然後返回這個對象。
  divide(BigDecimal)    BigDecimal對象中的值相除，然後返回這個對象。
  toString()            將BigDecimal對象的數值轉換成字符串。    
  doubleValue()         將BigDecimal對象中的值以雙精度數返回。   
  floatValue()          將BigDecimal對象中的值以單精度數返回。   
  longValue()           將BigDecimal對象中的值以長整數返回。    
  intValue()            將BigDecimal對象中的值以整數返回。     

由於一般的數值類型，例如double不能準確的表示16位以上的數字。

BigDecimal精度也丟失

我們在使用BigDecimal時，使用它的BigDecimal(String)構造器創建對象纔有意義。其他的如BigDecimal b = new BigDecimal(1)這種，還是會發生精度丟失的問題。如下代碼：

BigDecimal a = new BigDecimal(1.01);
BigDecimal b = new BigDecimal(1.02);
BigDecimal c = new BigDecimal("1.01");
BigDecimal d = new BigDecimal("1.02");
System.out.println(a.add(b));
System.out.println(c.add(d));

輸出：
2.0300000000000000266453525910037569701671600341796875
2.03

可見論丟失精度BigDecimal顯的更爲過分。但是使用Bigdecimal的BigDecimal(String)構造器的變量在進行運算的時候卻沒有出現這種問題。 究其原因計算機組成原理裏面都有，它們的編碼決定了這樣的結果。long可以準確存儲19位數字，而double只能準備存儲16位數字。double由於有exp位，可以存16位以上的數字，但是需要以低位的不精確作爲代價。如果需要高於19位數字的精確存儲，則必須用BigInteger來保存，當然會犧牲一些性能。所以我們一般使用BigDecimal來解決商業運算上丟失精度的問題的時候，聲明BigDecimal對象的時候一定要使用它構造參數爲String的類型的構造器。

同時這個原則Effective Java和MySQL 必知必會中也都有提及。float和double只能用來做科學計算和工程計算。商業運算中我們要使用BigDecimal。

而且我們從源碼的註釋中官方也給出了說明，如下是BigDecimal類的double類型參數的構造器上的一部分註釋說明：

* The results of this constructor can be somewhat unpredictable.
     * One might assume that writing {@code new BigDecimal(0.1)} in
     * Java creates a {@code BigDecimal} which is exactly equal to
     * 0.1 (an unscaled value of 1, with a scale of 1), but it is
     * actually equal to
     * 0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625.
     * This is because 0.1 cannot be represented exactly as a
     * {@code double} (or, for that matter, as a binary fraction of
     * any finite length).  Thus, the value that is being passed
     * <i>in</i> to the constructor is not exactly equal to 0.1,
     * appearances notwithstanding.
       ……
        * When a {@code double} must be used as a source for a
     * {@code BigDecimal}, note that this constructor provides an
     * exact conversion; it does not give the same result as
     * converting the {@code double} to a {@code String} using the
     * {@link Double#toString(double)} method and then using the
     * {@link #BigDecimal(String)} constructor.  To get that result,
     * use the {@code static} {@link #valueOf(double)} method.
     * </ol>
public BigDecimal(double val) {
    this(val,MathContext.UNLIMITED);
}

第一段也說的很清楚它只能計算的無限接近這個數，但是無法精確到這個數。第二段則說，如果要想準確計算這個值，那麼需要把double類型的參數轉化爲String類型的。並且使用BigDecimal(String)這個構造方法進行構造。 去獲取結果。

正確運用BigDecimal

另外，BigDecimal所創建的是對象，我們不能使用傳統的+、-、*、/等算術運算符直接對其對象進行數學運算，而必須調用其相對應的方法。方法中的參數也必須是BigDecimal的對象，由剛纔我們所羅列的API也可看出。

在一般開發過程中，我們數據庫中存儲的數據都是float和double類型的。在進行拿來拿去運算的時候還需要不斷的轉化，這樣十分的不方便。這裏我寫了一個工具類：

/**
 * @author: Ji YongGuang.
 * @date: 19:50 2017/12/14.
 */
public class BigDecimalUtil {

    private BigDecimalUtil() {

    }

    public static BigDecimal add(double v1, double v2) {// v1 + v2
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));
        return b1.add(b2);
    }

    public static BigDecimal sub(double v1, double v2) {
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));
        return b1.subtract(b2);
    }

    public static BigDecimal mul(double v1, double v2) {
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));
        return b1.multiply(b2);
    }

    public static BigDecimal div(double v1, double v2) {
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));
        // 2 = 保留小數點後兩位   ROUND_HALF_UP = 四捨五入
        return b1.divide(b2, 2, BigDecimal.ROUND_HALF_UP);// 應對除不盡的情況
    }
}

該工具類提供了double類型的基本的加減乘除運算。直接調用即可。

作者：HikariCP
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來源：簡書
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