精确运算避免使用float和double

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，感受说的不够透彻，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，因为二进制的局限性，有时候没法获得准确的结果。

例如：System.out.println(2.0-1.1)将输出0.8999999999999999，而不是0.9，固然这在科学计算中可有可无，经过四舍五入就能够轻松解决问题，可是在禁止出现舍入偏差的运算中（好比金融计算）就不适用了。

在二进制中没法精确地表示10的任何负数次方值，好比0.1，这和十进制中没法精确表示1/3一个道理，因此越到像金融货币计算的问题，咱们不得不舍弃float和double，而改BigDecimal类。

在《Effective Java》这本书中也提到这个原 则，float和double只能用来作科学计算或者是工程计算，在商业计算中咱们要用java.math.BigDecimal，并且非要用 String来够造BigDecimal不可！在《Effective Java》一书中的例子是用String来够造BigDecimal的，可是书上 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

固然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;
   
    //全部方法均用静态方法实现，不容许实例化
    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
     * 当发生除不尽的状况时，精确到小数点之后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
     * 当发生除不尽的状况时，精确到小数点之后scale位，后面的位数进行四舍五入。
     * @param v1 被除数
     * @param v2 除数
     * @param scale 表示须要精确到小数点之后几位
     * @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 须要四舍五入的数字
     * @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！