你所不知道的 BigDecimal

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前言

  在Java中，咱们一般使用 BigDecimal 类型来表示金额，特别是在金融，财务系统中，使用的特别多。例如：转帐金额，手续费等等。今天就一块儿来认识下BigDecimal。

为何是BigDecimal ？

  在此以前，咱们先来说讲为何要使用 BigDecimal ？而不是Float，Double类型？其实光从表现形式来看，Float，Double，BigDecimal 类型都能表示小数。其区别在于精确计算时，Float 与 Double 类型都会损失精度，固然了，BigDecimal 使用不正确时，也会损失精度。在金融系统中，金额计算是最基本的运算，精度的丢失是绝对不能容忍的。接下来，咱们来看看下面的例子：

Float 类型：

public void testFloat(){
    float a = 1.1f;
    float b = 0.8f;
    System.out.println("a-b = "+(a-b));
    System.out.println("a+b = "+(a+b));
    System.out.println("a*b = "+(a*b));
    System.out.println("a/b = "+(a/b));
}

结果以下：

a-b = 0.3
a+b = 1.9000001
a*b = 0.88000005
a/b = 1.375

Double 类型：

public void testDouble(){
    double a = 1.1;
    double b = 0.8;
    System.out.println("a-b = "+(a-b));
    System.out.println("a+b = "+(a+b));
    System.out.println("a*b = "+(a*b));
    System.out.println("a/b = "+(a/b));
}

结果以下：

a-b = 0.30000000000000004
a+b = 1.9000000000000001
a*b = 0.8800000000000001
a/b = 1.375

BigDecmial 错误使用：

public void testBigDecimal(){
    BigDecimal a = new BigDecimal(1.1);
    BigDecimal b = new BigDecimal(0.8);
    System.out.println("a-b = "+(a.subtract(b)));
    System.out.println("a+b = "+(a.add(b)));
    System.out.println("a*b = "+(a.multiply(b)));
    System.out.println("a/b = "+(a.divide(b)));
}

结果以下：

a-b = 0.3000000000000000444089209850062616169452667236328125
a+b = 1.9000000000000001332267629550187848508358001708984375
a*b = 0.8800000000000001199040866595169103100567462588676208086428264139311483660321755451150238513946533203125

java.lang.ArithmeticException: Non-terminating decimal expansion; no exact representable decimal result.

正确使用方法：

public void testBigDecimalNormal(){
    BigDecimal a = new BigDecimal("1.1");
    BigDecimal b = new BigDecimal("0.8");
    System.out.println("a-b = "+(a.subtract(b)));
    System.out.println("a+b = "+(a.add(b)));
    System.out.println("a*b = "+(a.multiply(b)));
    System.out.println("a/b = "+(a.divide(b)));
}

结果以下：

a-b = 0.3
a+b = 1.9
a*b = 0.88
a/b = 1.375

经过上面的例子，咱们能够清晰的看出。除了正确使用BigDecimal类型外，其他的在计算过程当中，均损失精度。所以咱们能够得出如下结论：

1. 在须要精度计算数值时，不该该使用float，double 类型，进行计算。

2. BigDecimal 应该使用 String 构造函数，禁止使用double构造函数。

使用细节

  其实，在使用BigDecimal过程，也有许多须要注意的细节。

1. 科学计数法问题

@Test
    public void testBigDecimalResult(){
        BigDecimal b = new BigDecimal("0.0000001");
        System.out.println(b.toString());
        System.out.println(b.toPlainString());
    }

执行结果：

1E-7
0.0000001

结论：当 BigDecimal的值 小于必定值时(测试时发现：小于等于0.0000001)时，则会被记为科学计数法。可使用 toPlainString()
方法显示原来的值。

   2. 去除多余的 0

@Test
    public void testBigDecimalStripZeros(){
        BigDecimal b = new BigDecimal("0.000000100000000");
        System.out.println(b.stripTrailingZeros().toString());
        System.out.println(b.stripTrailingZeros().toPlainString());
    }

使用场景：去除多余的0，当金额有小数位限制时，使用该方法可以去除掉无效的0，从而达到自动修复无效参数的目的。

结论：stripTrailingZeros() 方法的本质是去除掉多余的0，其返回数据类型是BigDecimal，一样的在使用时须要注意科学技术法的问题。

   3. 保留小数位

@Test
    public void testBigDecimalStripZeros(){
        BigDecimal d = new BigDecimal("1.2222");
        d.setScale(2);
        System.out.println(d.toPlainString());
    }

运行结果：

java.lang.ArithmeticException: Rounding necessary

缘由：在setScale()方法中的roundingMode属性设置为了ROUND_UNNECESSARY，代码以下：

public BigDecimal setScale(int newScale) {
        return setScale(newScale,);
    }

而在：

java.math.BigDecimal.commonNeedIncrement(BigDecimal.java:4179) 

中ROUND_UNNECESSARY 类型偏偏会抛出异常。代码显示以下：

private static boolean commonNeedIncrement(int roundingMode, int qsign,
                                        int cmpFracHalf, boolean oddQuot) {
        switch(roundingMode) {
        case ROUND_UNNECESSARY:
            throw new ArithmeticException("Rounding necessary");

        case ROUND_UP: // Away from zero
            return true;
    ...

小结

  经过上面的例子，如今咱们已经知道了BigDecimal的一些使用细节。其实呀，这些都是血淋淋的教训换来的经验，每个小细节对应的都是一个个事故，记忆犹新。这里推荐你们都抽时间看看《Java开发手册》，就能避免掉不少坑。

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上面的问题，在《Java开发手册》中一样有写到：

【强制】为了防止精度损失，禁止使用构造方法BigDecimal(double)的方式把double值转化为BigDecimal对象。

说明：BigDecimal(double) 存在精度损失风险，在精确计算或值比较的场景中可能会致使业务逻辑异常。如：
BigDecimal g = new BigDecimal(0.1f); 实际的存储值为：0.10000000149

正例：优先推荐入参为String 的构造函数，或使用BigDecimal的valueOf方法。

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