Python 官方文档:入门教程 => 点击学习
目录概述精度丢失适用场景常用方法加减乘除设置精度和舍入策略常见问题创建BigDecimal对象toStringcomparTo 和 equals不能除尽时ArithmeticExce
作为JAVA程序员,应该或多或少跟BigDecimal打过交道。JAVA在java.math包中提供的api类BigDecimal,用来对超过16位有效位的数进行精确的运算。
先从1个问题说起,看如下代码
System.out.println(0.1 + 0.2);
最后打印出的结果是0.30000000000000004
,而不是预期的0.3。
有经验的开发同学应该一下子看出来这就是因为double丢失精度导致。更深层次的原因,是因为我们的计算机底层是二进制的,只有0和1,对于整数来说,从低到高的每1位代表了1、2、4、8、16...这样的2的正次数幂,只要位数足够,每个整数都可以分解成这样的2的正次数幂组合,例如7D=111B
,13D=1101B
。但是到了小数这里,就会发现2的负次数幂值是0.5、0.25、0.125、0.0625这样的值,但是并不是每个小数都可以分解成这样的2的负次数幂组合,例如你无法精确凑出0.1。所以,double的0.1其实并不是精确的0.1,只是通过几个2的负次数幂值凑的近似的0.1,所以会出现前面0.1 + 0.2 = 0.30000000000000004
这样的结果。
双精度浮点型变量double可以处理16位有效数,但是某些场景下,即使已经做到了16位有效位的数还是不够,比如涉及金额计算,差一点就会导致账目不平。
既然BigDecimal主要用于数值计算,那么最基础的方法就是加减乘除。BigDecimal没有对应的数值类的基本数据类型,所以不能直接使用+
、-
、*
、/
这样的符号来进行计算,而要使用BigDecimal内部的方法。
public BigDecimal add(BigDecimal augend)
public BigDecimal subtract(BigDecimal subtrahend)
public BigDecimal multiply(BigDecimal multiplicand)
public BigDecimal divide(BigDecimal divisor)
需要注意的是,BigDecimal是不可变的,所以,add
、subtract
、multiply
、divide
方法都是有返回值的,返回值是一个新的BigDecimal对象,原来的BigDecimal值并没有变。
可以通过setScale方法来设置精度和舍入策略。
public BigDecimal setScale(int newScale, RoundingMode roundingMode)
第1个参数newScale代表精度,即小数点后位数;第2个参数roundingMode代表舍入策略,RoundingMode是一个枚举,用来替代原来在BigDecimal定义的常量,原来在BigDecimal定义的常量已经标记为Deprecated
。在RoundingMode类中也通过1个valueOf
方法来给出映射关系
public static RoundingMode valueOf(int rm) {
return switch (rm) {
case BigDecimal.ROUND_UP -> UP;
case BigDecimal.ROUND_DOWN -> DOWN;
case BigDecimal.ROUND_CEILING -> CEILING;
case BigDecimal.ROUND_FLOOR -> FLOOR;
case BigDecimal.ROUND_HALF_UP -> HALF_UP;
case BigDecimal.ROUND_HALF_DOWN -> HALF_DOWN;
case BigDecimal.ROUND_HALF_EVEN -> HALF_EVEN;
case BigDecimal.ROUND_UNNECESSARY -> UNNECESSARY;
default -> throw new IllegalArgumentException("argument out of range");
};
}
我们逐一看一下每个值的含义
BigDecimal pi = BigDecimal.valueOf(3.141);
System.out.println(pi.setScale(2, RoundingMode.UP));
BigDecimal pi = BigDecimal.valueOf(3.14159);
System.out.println(pi.setScale(4, RoundingMode.DOWN));
BigDecimal pi = BigDecimal.valueOf(3.14159);
System.out.println(pi.setScale(2, RoundingMode.HALF_UP));
下面的代码结果是3.142
BigDecimal pi = BigDecimal.valueOf(3.14159);
System.out.println(pi.setScale(3, RoundingMode.HALF_UP));
BigDecimal pi = BigDecimal.valueOf(3.1400);
System.out.println(pi.setScale(2, RoundingMode.UNNECESSARY));
下面代码抛出ArithmeticException
BigDecimal pi = BigDecimal.valueOf(3.1400);
System.out.println(pi.setScale(1, RoundingMode.UNNECESSARY));
先看下面代码
BigDecimal a = new BigDecimal(0.1);
System.out.println(a);
实际输出的结果是0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625
。其实这跟我们开篇引出的精度丢失是同一个问题,这里构造方法中的参数0.1是double类型,本身无法精确表示0.1,虽然BigDecimal并不会导致精度丢失,但是在更加上游的源头,double类型的0.1已经丢失了精度,这里用一个已经丢失精度的0.1来创建不会丢失精度的BigDecimal,精度还是会丢失。类似于使用2K的清晰度重新录制了一遍原始只有360P的视频,清晰度也不会优于原始的360P。
所以,我们应该尽量避免使用double来创建BigDecimal,确实源头是double的,我们可以使用valueOf方法,这个方法会先调用Double.toString(val)
来转成String,这样就不会产生精度丢失,下面的代码结果就是0.1
BigDecimal a = BigDecimal.valueOf(0.1);
System.out.println(a);
顺便说一下,BigDecimal还内置了ZERO
、ONE
、TEN
这样的常量可以直接使用。
这个问题比较隐蔽,在数据比较小的时候不会遇到,但是看如下代码
BigDecimal a = BigDecimal.valueOf(987654321987654321.123456789123456789);
System.out.println(a);
最后实际输出的结果是9.8765432198765427E+17
。原因是System.out.println会自动调用BigDecimal的toString
方法,而这个方法会在必要时使用科学计数法,如果不想使用科学计数法,可以使用BigDecimal的toPlainString
方法。另外提一下,BigDecimal还提供了一个toEngineeringString
方法,这个方法也会使用科学技术法,不一样的是,这里面的10都是3、6、9这样的幂,对应我们在查看大数的时候,很多都是每3位会增加1个逗号。
这个问题出现的不多,有经验的开发同学在比较数值的时候,会自然而然使用comparTo方法。这里说一下BigDecimal的equals方法除了比较数值之外,还会比较scale精度,不同精度不会equles。
例如下面代码分别会返回0
和false
BigDecimal a = new BigDecimal("0.1");
BigDecimal b = new BigDecimal("0.10");
System.out.println(a.compareTo(b));
System.out.println(a.equals(b));
上面提到的加减乘除的4个方法中,除法会比较特殊,因为可能出现除不尽的情况,这时如果没有设置精度,就会抛出ArithmeticException,因为这个是否能除尽是跟具体数值相关的,这会导致偶现的bug,更加难以排查。
例如下面代码就会抛出ArithmeticException异常
BigDecimal a = new BigDecimal(1);
BigDecimal b = new BigDecimal(3);
System.out.println(a.divide(b));
应对的方法是,在除法运算时,注意设置结果的精度和舍入模式,下面的代码就能正常输出结果0.33
BigDecimal a = new BigDecimal(1);
BigDecimal b = new BigDecimal(3);
System.out.println(a.divide(b, 2, RoundingMode.HALF_UP));
BigDecimal主要用于double因为精度丢失而不满足的某些特殊业务场景,例如会计金额计算。在可以忍受略微不精确的场景还是使用内部提供的add
、subtract
、multiply
、divide
方法来进行基础的加减乘除运算,运算后会返回新的对象,原始的对象并不会改变。在使用BigDecimal的过程中,要注意创建对象、toString、比较数值、不能除尽时需要设置精度等问题。
以上就是java BigDecimal精度丢失及常见问分析的详细内容,更多关于java BigDecimal精度丢失的资料请关注编程网其它相关文章!
--结束END--
本文标题: javaBigDecimal精度丢失及常见问分析
本文链接: https://www.lsjlt.com/news/194117.html(转载时请注明来源链接)
有问题或投稿请发送至: 邮箱/279061341@qq.com QQ/279061341
下载Word文档到电脑,方便收藏和打印~
2024-03-01
2024-03-01
2024-03-01
2024-02-29
2024-02-29
2024-02-29
2024-02-29
2024-02-29
2024-02-29
2024-02-29
回答
回答
回答
回答
回答
回答
回答
回答
回答
回答
0