浅谈Java基础知识之BigDecimal

一、基本使用

使用示例：

// 初始化
BigDecimal bd1=new BigDecimal("456");
BigDecimal bd2=new BigDecimal("123");

// 加
BigDecimal add=bd1.add(bd2);
// 减
BigDecimal subtract=bd1.subtract(bd2);  
// 乘
BigDecimal multiply=bd1.multiply(bd2); 
// 除
BigDecimal divide=bd1.divide(bd2);     

// 指数运算, 2 is exponent
BigDecimal powerValue=bd2.pow(2);     

// 四舍五入
multiply.setScale(1, RoundingMode.HALF_EVEN);

二、舍入模式

枚举类 java.math.RoundingMode 定义了8种数据的舍入模式，在 BigDecimal 中，可以用 BigDecimal.setScale(int newScale, RoundingMode roundingMode) 来设置数据的精度和舍入模式。

• ROUND_UP：向远离零的方向舍入。
• 若舍入位为非零，则对舍入部分的前一位数字加1；若舍入位为零，则直接舍弃。即为向外取整模式。
• ROUND_DOWN：向接近零的方向舍入。
• 不论舍入位是否为零，都直接舍弃。即为向内取整模式。
• ROUND_CEILING：向正无穷大的方向舍入。
• 若 BigDecimal 为正，则舍入行为与 ROUND_UP 相同；若为负，则舍入行为与 ROUND_DOWN 相同。即为向上取整模式。
• ROUND_FLOOR：向负无穷大的方向舍入。
• 若 BigDecimal 为正，则舍入行为与 ROUND_DOWN 相同；若为负，则舍入行为与 ROUND_UP 相同。即为向下取整模式。
• ROUND_HALF_UP：向“最接近的”整数舍入。
• 若舍入位大于等于5，则对舍入部分的前一位数字加1；若舍入位小于5，则直接舍弃。即为四舍五入模式。
• ROUND_HALF_DOWN：向“最接近的”整数舍入。
• 若舍入位大于5，则对舍入部分的前一位数字加1；若舍入位小于等于5，则直接舍弃。即为五舍六入模式。
• ROUND_HALF_EVEN：向“最接近的”整数舍入。
• 若（舍入位大于5）或者（舍入位等于5且前一位为奇数），则对舍入部分的前一位数字加1；
• 若（舍入位小于5）或者（舍入位等于5且前一位为偶数），则直接舍弃。即为银行家舍入模式。
• ROUND_UNNECESSARY
• 断言请求的操作具有精确的结果，因此不需要舍入。
• 如果对获得精确结果的操作指定此舍入模式，则抛出ArithmeticException。

三、注意事项

1.大量的数学计算时，使用 基本数据类型 而不是BigInteger 和 BigDecimal 。

原因：由于是不可变(immutable)的，在进行每一步运算时，都会产生一个新的对象，引起开销。
建议：应尽量用 long , float , double 等基本类型做科学计算或者工程计算。
设计的目的是用来精确地表示大整数和小数，例如进行金额等比较敏感的数据运算。

2.构造 BigDecimal 时，使用 String 而不是 double 。

原因：有些数字用 double 根本无法精确表示，传给 BigDecimal 构造方法时就已经不精确了。例如：new BigDecimal(0.1)得到的值是0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625。
建议：使用 new BigDecimal(“0.1”) 得到的值是 0.1。
BigDecimal 有4个构造方法，其中的两个用 BigInteger 构造，一个用 double 构造，一个用 String 构造。

3.比较两个 BigDecimal 值时，使用 compareTo() 而不是 equals()。

原因： equals() 方法认为 0.1 和 0.1 是相等的，返回true；认为 0.10 和 0.1 是不等的，返回false。
compareTo() 方法则认为 0.1 与 0.1 相等，0.10 与 0.1 也相等。

4.另外还有一些情形，任意精度的小数运算仍不能表示精确结果。例如，1 除以 9 会产生无限循环的小数 .111111…。
出于这个原因，在进行除法运算时，BigDecimal可以让您显式地控制舍入。

四、异常处理 ArithmeticException异常

在使用BigDecimal数据类型进行计算时，会有三种情况抛出 ArithmeticException，分别是：

1.当除数为 0 时，这种情况比较常见，所以我们在进行除法运算之前先判断下除数是否为 0；

2.如果运算的结果是无线循环的小数，并且在除的时候没有对结果设置精确的位数；
BigDecimal divide 方法结果为无限小数问题 10/3=3.3333333333333333…

public static void main(String[] args) {
	BigDecimal a = new BigDecimal("10");
	BigDecimal o = new BigDecimal("3");
	System.out.print(a.divide(o,2, BigDecimal.ROUND_DOWN).doubleValue());
}

Note：不设置精度范围会出现异常

3.当我们设置了结果的舍入模式是 ROUND_UNNECESSARY 模式时：
如果确保了计算的结果是精确的，则不会抛出异常；否则，就会抛出ArithmeticException 异常。

4.只设置精度(小数点后面的位数，scale)，但没有设置舍入模式(roundingModel)时，会不知道如何对小数舍入而报错。
所以在设置精度时要连舍入模式一起设置。

// wrong code
 bd = new BigDecimal(1.5); // is actually 1.4999....
 bd.setScale(1); // throws ArithmeticException
 
 // wright code
 a = new BigDecimal("2.5"); // digit left of 5 is even, so round down
 b = new BigDecimal("1.5"); // digit left of 5 is odd, so round up
 a.setScale(0, BigDecimal.ROUND_HALF_EVEN).toString() // => 2
 b.setScale(0, BigDecimal.ROUND_HALF_EVEN).toString() // => 2

5.指数运算，指数 exponent 为负数时
If you are raising things to negative exponents, you must specify a MathContext in BigDecimal.pow(int, MathContext) so it knows how much precision to use – otherwise, BigDecimal will try to compute it to infinite precision, which is not possible for some values.

//wrong code
BigDecimal powerValue=bd2.pow(-27);// -27 is exponent

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