你所不知道的 BigDecimal

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前言

  在Java中，咱們一般使用 BigDecimal 類型來表示金額，特別是在金融，財務系統中，使用的特別多。例如：轉帳金額，手續費等等。今天就一塊兒來認識下BigDecimal。

爲何是BigDecimal ？

  在此以前，咱們先來說講爲何要使用 BigDecimal ？而不是Float，Double類型？其實光從表現形式來看，Float，Double，BigDecimal 類型都能表示小數。其區別在於精確計算時，Float 與 Double 類型都會損失精度，固然了，BigDecimal 使用不正確時，也會損失精度。在金融系統中，金額計算是最基本的運算，精度的丟失是絕對不能容忍的。接下來，咱們來看看下面的例子：

Float 類型：

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));
}

結果以下：

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

Double 類型：

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));
}

結果以下：

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

BigDecmial 錯誤使用：

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)));
}

結果以下：

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

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

正確使用方法：

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)));
}

結果以下：

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

經過上面的例子，咱們能夠清晰的看出。除了正確使用BigDecimal類型外，其他的在計算過程當中，均損失精度。所以咱們能夠得出如下結論：

1. 在須要精度計算數值時，不該該使用float，double 類型，進行計算。

2. BigDecimal 應該使用 String 構造函數，禁止使用double構造函數。

使用細節

  其實，在使用BigDecimal過程，也有許多須要注意的細節。

1. 科學計數法問題

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

執行結果：

1E-7
0.0000001

結論：當 BigDecimal的值 小於必定值時(測試時發現：小於等於0.0000001)時，則會被記爲科學計數法。可使用 toPlainString()
方法顯示原來的值。

   2. 去除多餘的 0

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

使用場景：去除多餘的0，當金額有小數位限制時，使用該方法可以去除掉無效的0，從而達到自動修復無效參數的目的。

結論：stripTrailingZeros() 方法的本質是去除掉多餘的0，其返回數據類型是BigDecimal，一樣的在使用時須要注意科學技術法的問題。

   3. 保留小數位

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

運行結果：

java.lang.ArithmeticException: Rounding necessary

緣由：在setScale()方法中的roundingMode屬性設置爲了ROUND_UNNECESSARY，代碼以下：

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

而在：

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

中ROUND_UNNECESSARY 類型偏偏會拋出異常。代碼顯示以下：

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;
    ...

小結

  經過上面的例子，如今咱們已經知道了BigDecimal的一些使用細節。其實呀，這些都是血淋淋的教訓換來的經驗，每個小細節對應的都是一個個事故，記憶猶新。這裏推薦你們都抽時間看看《Java開發手冊》，就能避免掉不少坑。

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上面的問題，在《Java開發手冊》中一樣有寫到：

【強制】爲了防止精度損失，禁止使用構造方法BigDecimal(double)的方式把double值轉化爲BigDecimal對象。

說明：BigDecimal(double) 存在精度損失風險，在精確計算或值比較的場景中可能會致使業務邏輯異常。如：
BigDecimal g = new BigDecimal(0.1f); 實際的存儲值爲：0.10000000149

正例：優先推薦入參爲String 的構造函數，或使用BigDecimal的valueOf方法。

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