Java中實現精確的浮點數運算

我們知道，在 Java 中直接對浮點數進行運算會出現精度丟失的現象，那麼如何解決這一問題呢？
我們需要藉助 BigDecimal 來幫助我們進行浮點數的運算

1、如有需要，直接複製以下代碼 ArithmeticUtils.java：

import java.math.BigDecimal;

/**
 * 精確的浮點數運算
 *
 * @author lizhou
 */
public class ArithmeticUtils {

    /**
     * 默認除法運算精度
     */
    private static final int DEF_DIV_SCALE = 10;

    /**
     * 這個類不能實例化
     */
    private ArithmeticUtils() {
    }

    /**
     * 提供精確的加法運算。
     *
     * @param v1 被加數
     * @param v2 加數
     * @return 兩個參數的和
     */
    public static double add(double v1, double v2) {
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(String.valueOf(v1));
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(String.valueOf(v2));
        return b1.add(b2).doubleValue();
    }

    /**
     * 提供精確的減法運算。
     *
     * @param v1 被減數
     * @param v2 減數
     * @return 兩個參數的差
     */
    public static double sub(double v1, double v2) {
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(String.valueOf(v1));
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(String.valueOf(v2));
        return b1.subtract(b2).doubleValue();
    }

    /**
     * 提供精確的乘法運算。
     *
     * @param v1 被乘數
     * @param v2 乘數
     * @return 兩個參數的積
     */
    public static double mul(double v1, double v2) {
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(String.valueOf(v1));
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(String.valueOf(v2));
        return b1.multiply(b2).doubleValue();
    }

    /**
     * 提供（相對）精確的除法運算，當發生除不盡的情況時，精確到 小數點以後10位，以後的數字四捨五入。
     *
     * @param v1 被除數
     * @param v2 除數
     * @return 兩個參數的商
     */
    public static double div(double v1, double v2) {
        return div(v1, v2, DEF_DIV_SCALE);
    }

    /**
     * 提供（相對）精確的除法運算。當發生除不盡的情況時，由scale參數指 定精度，以後的數字四捨五入。
     *
     * @param v1    被除數
     * @param v2    除數
     * @param scale 表示表示需要精確到小數點以後幾位。
     * @return 兩個參數的商
     */
    public static double div(double v1, double v2, int scale) {
        if (scale < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("The scale must be a positive integer or zero");
        }
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(String.valueOf(v1));
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(String.valueOf(v2));
        if (b1.compareTo(BigDecimal.ZERO) == 0) {
            return BigDecimal.ZERO.doubleValue();
        }
        return b1.divide(b2, scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue();
    }

    /**
     * 提供精確的小數位四捨五入處理。
     *
     * @param v     需要四捨五入的數字
     * @param scale 小數點後保留幾位
     * @return 四捨五入後的結果
     */
    public static double round(double v, int scale) {
        if (scale < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("The scale must be a positive integer or zero");
        }
        BigDecimal b = new BigDecimal(String.valueOf(v));
        BigDecimal one = new BigDecimal("1");
        return b.divide(one, scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue();
    }
}

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