Java中的高精度計算怎么利用BigDecimal實現(xiàn)

本篇文章給大家分享的是有關Java中的高精度計算怎么利用BigDecimal實現(xiàn)，小編覺得挺實用的，因此分享給大家學習，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲，話不多說，跟著小編一起來看看吧。

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首先看如下代碼示例：

System.out.println(0.05 + 0.01);
System.out.println(0.05 - 0.03);
System.out.println(1.025 * 100);
System.out.println(305.1 / 1000);

輸出結(jié)果為：

0.060000000000000005
0.020000000000000004
102.49999999999999
0.30510000000000004

Java語言支持兩種基本的浮點類型：float和double，以及與它們對應的包裝類Float和Double。它們都依據(jù)IEEE 754 標準，該標準為 32 位浮點和 64 位雙精度浮點二進制小數(shù)定義了二進制標準。

IEEE 754 用科學記數(shù)法以底數(shù)為 2 的小數(shù)來表示浮點數(shù)。IEEE 浮點數(shù)用 1 位表示數(shù)字的符號，用 8 位來表示指數(shù)，用 23 位來表示尾數(shù)，即小數(shù)部分，作為有符號整數(shù)的指數(shù)可以有正負之分，小數(shù)部分用二進制（底數(shù) 2）小數(shù)來表示

不要用浮點值表示精確值

一些非整數(shù)值（如幾美元和幾美分這樣的小數(shù)）需要很精確。浮點數(shù)不是精確值，所以使用它們會導致舍入誤差。因此，使用浮點數(shù)來試圖表示象貨幣量這樣的精確數(shù)量不是一個好的想法。使用浮點數(shù)來進行美元和美分計算會得到災難性的后果。浮點數(shù)最好用來表示象測量值這類數(shù)值，這類值從一開始就不怎么精確。

使用BigDecimal

從 JDK 1.3 起，Java 開發(fā)人員就有了另一種數(shù)值表示法來表示非整數(shù)： BigDecimal 。 BigDecimal 是標準的類，在編譯器中不需要特殊支持，它可以表示任意精度的小數(shù)，并對它們進行計算。

用于加、減、乘和除的方法給 BigDecimal 值提供了算術運算。由于 BigDecimal 對象是不可變的，這些方法中的每一個都會產(chǎn)生新的 BigDecimal 對象。因此，因為創(chuàng)建對象的開銷， BigDecimal 不適合于大量的數(shù)學計算，但設計它的目的是用來精確地表示小數(shù)。如果您正在尋找一種能精確表示如貨幣量這樣的數(shù)值，則 BigDecimal 可以很好地勝任該任務。

構(gòu)造 BigDecimal 數(shù)

對于 BigDecimal ，有幾個可用的構(gòu)造函數(shù)。其中一個構(gòu)造函數(shù)以雙精度浮點數(shù)作為輸入，另一個以整數(shù)和換算因子作為輸入，還有一個以小數(shù)的 String 表示作為輸入。要小心使用 BigDecimal(double) 構(gòu)造函數(shù)，因為如果不了解它，會在計算過程中產(chǎn)生舍入誤差。請使用基于整數(shù)或 String 的構(gòu)造函數(shù)。

public class Test {
  public static void main(String[] args) {
    // 以雙精度浮點數(shù)進行構(gòu)造
    BigDecimal bd1 = new BigDecimal(0.5);
    BigDecimal bd2 = new BigDecimal(0.1);
    System.out.println(bd1.add(bd2));

    // 以String類型進行構(gòu)造
    BigDecimal bd3 = new BigDecimal("0.5");
    BigDecimal bd4 = new BigDecimal("0.1");
    System.out.println(bd3.add(bd4));
  }
}

輸出結(jié)果為：

0.6000000000000000055511151231257827021181583404541015625
0.6

上面代碼分別以

BigDecimal(double val)
BigDecimal(String val)

不同的方式進行構(gòu)造 BigDecimal 數(shù)，輸出的結(jié)果是不一樣的。

回到最開始的示例，提供工具類進行精確的浮點數(shù)運算，包括加減乘除和四舍五入。

import java.math.BigDecimal;

public class ArithUtil {
  private static final int DEF_DIV_SCALE = 6; // 默認除法運算精度

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

    return b1.add(b2).doubleValue();
  }

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

    return b1.subtract(b2).doubleValue();
  }

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

    return b1.multiply(b2).doubleValue();
  }

  /**
   * 提供（相對）精確的除法運算，當發(fā)生除不盡的情況時，精確到 小數(shù)點以后10位，以后的數(shù)字四舍五入。
   *
   * @param v1 被除數(shù)
   * @param v2 除數(shù)
   * @return 兩個參數(shù)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(fā)生除不盡的情況時，由scale參數(shù)指 定精度，以后的數(shù)字四舍五入。
   *
   * @param v1 被除數(shù)
   * @param v2 除數(shù)
   * @param scale 表示表示需要精確到小數(shù)點以后幾位。
   * @return 兩個參數(shù)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(Double.toString(v1));
    BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));

    return b1.divide(b2, scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue();
  }

  /**
   * 提供精確的小數(shù)位四舍五入處理。
   *
   * @param v 需要四舍五入的數(shù)字
   * @param scale 小數(shù)點后保留幾位
   * @return 四舍五入后的結(jié)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(Double.toString(v));
    BigDecimal one = new BigDecimal("1");

    return b.divide(one, scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue();
  }
}

結(jié)束語：

在 Java 程序中使用浮點數(shù)和小數(shù)充滿著陷阱。浮點數(shù)和小數(shù)不象整數(shù)一樣“循規(guī)蹈矩”，不能假定浮點計算一定產(chǎn)生整型或精確的結(jié)果，雖然它們的確“應該”那樣做。最好將浮點運算保留用作計算本來就不精確的數(shù)值，譬如測量。如果需要表示定點數(shù)（譬如，幾美元和幾美分），則使用 BigDecimal 。

以上就是Java中的高精度計算怎么利用BigDecimal實現(xiàn)，小編相信有部分知識點可能是我們?nèi)粘９ぷ鲿姷交蛴玫降?。希望你能通過這篇文章學到更多知識。更多詳情敬請關注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道。

當前題目：Java中的高精度計算怎么利用BigDecimal實現(xiàn)
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