在《你可能不知道的Java基础知识(一)》中,我提到使用浮点运算要慎重,感觉说的不够透彻,其实float和double类型主要是为科学和工程计算而设计的。他们执行的是二进制浮点运算,由于二进制的局限性,有时候无法得到准确的结果。
例如:System.out.println(2.0-1.1)将输出0.8999999999999999,而不是0.9,当然这在科学计算中无关紧要,通过四舍五入就可以轻松解决问题,但是在禁止出现舍入误差的运算中(比如金融计算)就不适用了。
在二进制中无法精确地表示10的任何负数次方值,比如0.1,这和十进制中无法精确表示1/3一个道理,所以越到像金融货币计算的问题,我们不得不舍弃float和double,而改BigDecimal类。
在《Effective Java》这本书中也提到这个原则,float和double只能用来做科学计算或者是工程计算,在商业计算中我们要用java.math.BigDecimal,而且非要用String来够造BigDecimal不可!在《Effective Java》一书中的例子是用String来够造BigDecimal的,但是书上却没有强调这一点,这也许是一个小小的失误吧。
用BigDecimal解决上述2.0-1.1问题的代码为:
import java.math.*;
class BigDecimalTest
{
public static void main(String[] args)
{
//使用字符串构造BigDecimal对象
BigDecimal a =new BigDecimal("2.0");
BigDecimal b = new BigDecimal("1.1");
System.out.println(a.subtract(b));
}
}
输出:0.9
假如不用String来构造BigDecimal问题将依旧:
import java.math.*;
class TestB
{
public static void main(String[] args)
{
//使用double来构造BigDecimal,问题依旧
BigDecimal a = new BigDecimal(2.0);
BigDecimal b = new BigDecimal(1.1);
System.out.println(a.subtract(b));
}
}
输出 0.899999999999999911182158029987476766109466552734375
当然BigDecimal也提供了舍入方法,下面是网上淘来的类,完美的解决了这些问题:
package com.morningstar.bigdecimal;
import java.math.BigDecimal;
public class Arithmetic4Double {
//默认除法运算精度
private static final int DEF_DIV_SCALE = 10;
//所有方法均用静态方法实现,不允许实例化
private Arithmetic4Double() {}
/**
* 实现浮点数的加法运算功能
* @param v1 加数1
* @param v2 加数2
* @return v1+v2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();
}
/**
* 实现浮点数的减法运算功能
* @param v1 被减数
* @param v2 减数
* @return v1-v2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();
}
/**
* 实现浮点数的乘法运算功能
* @param v1 被乘数
* @param v2 乘数
* @return v1×v2的积
*/
public static double multi(double v1,double v2) {
BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));
BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));
return b1.multiply(b2).doubleValue();
}
/**
* 实现浮点数的除法运算功能
* 当发生除不尽的情况时,精确到小数点以后DEF_DIV_SCALE位(默认为10位),后面的位数进行四舍五入。
* @param v1 被除数
* @param v2 除数
* @return v1/v2的商
*/
public static double div(double v1,double v2) {
BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));
BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));
return b1.divide(b2,DEF_DIV_SCALE,BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue();
}
/**
* 实现浮点数的除法运算功能
* 当发生除不尽的情况时,精确到小数点以后scale位,后面的位数进行四舍五入。
* @param v1 被除数
* @param v2 除数
* @param scale 表示需要精确到小数点以后几位
* @return v1/v2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();
}
/**
* 提供精确的小数位四舍五入功能
* @param v 需要四舍五入的数字
* @param scale 小数点后保留几位
* @return 四舍五入后的结果
*/
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();
}
}
总结一句话:精确运算要用String构造的BigDecimal,不要用float和double!
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