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JAVA BigDecimal 详解加减乘除小数舍入模式

java.math.BigDecimal

概述

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。

双精度浮点型变量double可以处理16位有效数，但在实际应用中，可能需要对更大或者更小的数进行运算和处理。一般情况下，对于那些不需要准确计算精度的数字，我们可以直接使用Float和Double处理，但是Double.valueOf(String) 和Float.valueOf(String)会丢失精度。所以开发中.

如果我们需要精确计算的结果，则必须使用BigDecimal类来操作。

BigDecimal所创建的是对象，故我们不能使用传统的+、-、*、/ 等算术运算符直接对其对象进行数学运算，而必须调用其相对应的方法。方法中的参数也必须是BigDecimal的对象。构造器是类的特殊方法，专门用来创建对象，特别是带有参数的对象。

BigDecimal常用构造函数

BigDecimal(int)

创建一个具有参数所指定整数值的对象
BigDecimal(double)

创建一个具有参数所指定双精度值的对象
BigDecimal(long)

创建一个具有参数所指定长整数值的对象
BigDecimal(String) 常用

创建一个具有参数所指定以字符串表示的数值的对象

使用示例：

        BigDecimal a =new BigDecimal(0.1);
        System.out.println("a values is:"+a);
        System.out.println("=====================");
        BigDecimal b =new BigDecimal("0.1");
        System.out.println("b values is:"+b);

结果示例：

a values is:0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625
=====================
b values is:0.1

原因分析：

1）参数类型为double的构造方法的结果有一定的不可预知性。有人可能认为在Java中写入newBigDecimal(0.1)所创建的BigDecimal正好等于 0.1（非标度值 1，其标度为 1），但是它实际上等于0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625。这是因为0.1无法准确地表示为 double（或者说对于该情况，不能表示为任何有限长度的二进制小数）。这样，传入到构造方法的值不会正好等于 0.1（虽然表面上等于该值）。

2）String 构造方法是完全可预知的：写入 newBigDecimal(“0.1”) 将创建一个 BigDecimal，它正好等于预期的 0.1。因此，比较而言，通常建议优先使用String构造方法。

3）当double必须用作BigDecimal的源时，请注意，此构造方法提供了一个准确转换；它不提供与以下操作相同的结果：先使用Double.toString(double)方法，然后使用BigDecimal(String)构造方法，将double转换为String。要获取该结果，请使用static valueOf(double)方法。

BigDecimal常用方法详解

常用方法

add(BigDecimal)

BigDecimal对象中的值相加，返回BigDecimal对象

subtract(BigDecimal)

BigDecimal对象中的值相减，返回BigDecimal对象

multiply(BigDecimal)

BigDecimal对象中的值相乘，返回BigDecimal对象

divide(BigDecimal)

BigDecimal对象中的值相除，返回BigDecimal对象

toString()

将BigDecimal对象中的值转换成字符串

doubleValue()

将BigDecimal对象中的值转换成双精度数

floatValue()

将BigDecimal对象中的值转换成单精度数

longValue()

将BigDecimal对象中的值转换成长整数

intValue()

将BigDecimal对象中的值转换成整数

除法特记：

public BigDecimal divide( BigDecimal divisor, int scale, int roundingMode);


divisor 除数， scale 精确小数位， roundingMode 舍入模式

BigDecimal的8种舍入模式

BigDecimal resVal = new BigDecimal("0");

舍入方法：setScale(0，BigDecimal.ROUND_UP) 第一个参数0表示舍入之后的小数位数，第二个参数表示舍入方式

1、ROUND_UP 向上取整（正负远离零的舍入模式）

BigDecimal bdNum = new BigDecimal("23.3693");  
resVal = bdNum.setScale(0, BigDecimal.ROUND_UP);
结果：24

BigDecimal bdNum = new BigDecimal("-23.3693");  
resVal = bdNum.setScale(0, BigDecimal.ROUND_UP);
结果：-24



2、ROUND_DOWN 向下取整（正负接近零的舍入模式）

BigDecimal bdNum = new BigDecimal("23.3693");  
resVal = bdNum.setScale(0, BigDecimal.ROUND_DOWN);
结果：23

BigDecimal bdNum = new BigDecimal("-23.3693");  
resVal = bdNum.setScale(0, BigDecimal.ROUND_DOWN);
结果：-23

3、ROUND_CEILING 向大取整（比原数值大的方向）如果 BigDecimal 为正，则舍入行为与 ROUND_UP 相同; 如果为负，则舍入行为与 ROUND_DOWN 相同。

BigDecimal bdNum = new BigDecimal("23.3693");
resVal = bdNum.setScale(0, BigDecimal.ROUND_CEILING);
结果：24

BigDecimal bdNum = new BigDecimal("-23.3693");
resVal = bdNum.setScale(0, BigDecimal.ROUND_CEILING);
结果：-23

4、ROUND_FLOOR 向小取整（比原数值小的方向）如果 BigDecimal 为正，则舍入行为与 ROUND_DOWN 相同; 如果为负，则舍入行为与 ROUND_UP 相同。

BigDecimal bdNum = new BigDecimal("23.3693");
resVal = bdNum.setScale(0, BigDecimal.ROUND_FLOOR);
结果：23

BigDecimal bdNum = new BigDecimal("-23.3693");
resVal = bdNum.setScale(0, BigDecimal.ROUND_FLOOR);
结果：-24

5、ROUND_HALF_UP (四舍五入) 向“最接近的”数字舍入，如果舍弃部分 >= 0.5，则舍入行为与 ROUND_UP 相同;否则舍入行为与 ROUND_DOWN 相同。

BigDecimal bdNum = new BigDecimal("23.3693");
resVal = bdNum.setScale(0, BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
结果：23

BigDecimal bdNum = new BigDecimal("23.6693");
resVal = bdNum.setScale(0, BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
结果：24

BigDecimal bdNum = new BigDecimal("23.5");
resVal = bdNum.setScale(0, BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
结果：24

6、ROUND_HALF_DOWN (五舍六入) 向“最接近的”数字舍入,如果舍弃部分 <= 0.5，则舍入行为与 ROUND_DOWN 相同; 否则舍入行为与 ROUND_UP 相同。

BigDecimal bdNum = new BigDecimal("23.3693");
resVal = bdNum.setScale(0, BigDecimal.ROUND_HALF_DOWN);
结果：23

BigDecimal bdNum = new BigDecimal("23.6693");
resVal = bdNum.setScale(0, BigDecimal.ROUND_HALF_DOWN);
结果：24

BigDecimal bdNum = new BigDecimal("23.5");
resVal = bdNum.setScale(0, BigDecimal.ROUND_HALF_DOWN);
结果：23

7、ROUND_HALF_EVEN

向“最接近的”数字舍入，如果与两个相邻数字的距离相等，则向相邻的偶数舍入。 如果舍弃部分左边的数字为奇数，则舍入行为与 ROUND_HALF_UP 相同; 如果为偶数，则舍入行为与 ROUND_HALF_DOWN 相同。

四舍六入，五分两种情况。 如果前一位为奇数，则入位，否则舍去。

BigDecimal bdNum = new BigDecimal("23.3693");
resVal = bdNum.setScale(0, BigDecimal.ROUND_HALF_EVEN);
结果：23

BigDecimal bdNum = new BigDecimal("23.6693");
resVal = bdNum.setScale(0, BigDecimal.ROUND_HALF_EVEN);
结果：24

BigDecimal bdNum = new BigDecimal("23.5");// 如果与两个相邻数字的距离相等，则向相邻的偶数舍入
resVal = bdNum.setScale(0, BigDecimal.ROUND_HALF_EVEN);
结果：24  

BigDecimal bdNum = new BigDecimal("22.5");// 如果与两个相邻数字的距离相等，则向相邻的偶数舍入
resVal = bdNum.setScale(0, BigDecimal.ROUND_HALF_EVEN);
结果：22

8、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。

BigDecimal bdNum = new BigDecimal("22.3368");
resVal = bdNum.setScale(4, BigDecimal.ROUND_UNNECESSARY);
结果：22.3368

BigDecimal bdNum = new BigDecimal("22.3368");
resVal = bdNum.setScale(0, BigDecimal.ROUND_UNNECESSARY);
结果：
　　Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: Rounding necessary
　　at java.math.BigDecimal.commonNeedIncrement(BigDecimal.java:4148)
　　at java.math.BigDecimal.needIncrement(BigDecimal.java:4204)
　　at java.math.BigDecimal.divideAndRound(BigDecimal.java:4112)
　　at java.math.BigDecimal.setScale(BigDecimal.java:2452)
　　at com.example.demo622.Demo622ApplicationTests.main(Demo622ApplicationTests.java:213)

BigDecimal 平方根

BigDecimal bdNum1 = new BigDecimal(String.valueOf(Math.sqrt(4)));

　　结果：2.0

BigDecimal 幂次方

BigDecimal res = new BigDecimal("3").pow(2); // 3的2次方

结果： res = 9;

BigDecimal大小比较

java中对BigDecimal比较大小一般用的是bigdemical的compareTo方法

BigDecimal a = new BigDecimal ("1");

BigDecimal b = new BigDecimal ("2");

int val = a.compareTo(b);

System.out.println(val);

　　返回结果分析：

val = -1,表示a小于b；

若 val = 0 ,表示a等于b；

若 val = 1 ,表示a大于b；

BigDecimal总结

6.1、总结

在需要精确的小数计算时再使用BigDecimal，BigDecimal的性能比double和float差，在处理庞大，复杂的运算时尤为明显。故一般精度的计算没必要使用BigDecimal。
尽量使用参数类型为String的构造函数。
BigDecimal都是不可变的（immutable）的，在进行每一次四则运算时，都会产生一个新的对象，所以在做加减乘除运算时要记得要保存操作后的值。

/**
 * BigDecimal高精度数学计算
 */
public class ArithmeticUtils {
    //默认除法运算精度
    private static final int DEF_DIV_SCALE = 10;

    /**
     * 提供精确的加法运算
     *
     * @param v1 被加数
     * @param v2 加数
     * @return 两个参数的和
     */
    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();
    }

    /**
     * 提供精确的加法运算
     *
     * @param v1 被加数
     * @param v2 加数
     * @return 两个参数的和
     */
    public static BigDecimal add(String v1, String v2) {
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
        return b1.add(b2);
    }

    /**
     * 提供精确的加法运算
     *
     * @param v1    被加数
     * @param v2    加数
     * @param scale 保留scale 位小数
     * @return 两个参数的和
     */
    public static String add(String v1, String v2, int scale) {
        if (scale < 0) {
            throw new IllegalArgumentException(
                    "The scale must be a positive integer or zero");
        }
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
        return b1.add(b2).setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();
    }

    /**
     * 提供精确的减法运算
     *
     * @param v1 被减数
     * @param v2 减数
     * @return 两个参数的差
     */
    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();
    }

    /**
     * 提供精确的减法运算。
     *
     * @param v1 被减数
     * @param v2 减数
     * @return 两个参数的差
     */
    public static BigDecimal sub(String v1, String v2) {
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
        return b1.subtract(b2);
    }

    /**
     * 提供精确的减法运算
     *
     * @param v1    被减数
     * @param v2    减数
     * @param scale 保留scale 位小数
     * @return 两个参数的差
     */
    public static String sub(String v1, String v2, int scale) {
        if (scale < 0) {
            throw new IllegalArgumentException(
                    "The scale must be a positive integer or zero");
        }
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
        return b1.subtract(b2).setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();
    }

    /**
     * 提供精确的乘法运算
     *
     * @param v1 被乘数
     * @param v2 乘数
     * @return 两个参数的积
     */
    public static double mul(double v1, double v2) {
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));
        return b1.multiply(b2).doubleValue();
    }

    /**
     * 提供精确的乘法运算
     *
     * @param v1 被乘数
     * @param v2 乘数
     * @return 两个参数的积
     */
    public static BigDecimal mul(String v1, String v2) {
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
        return b1.multiply(b2);
    }

    /**
     * 提供精确的乘法运算
     *
     * @param v1    被乘数
     * @param v2    乘数
     * @param scale 保留scale 位小数
     * @return 两个参数的积
     */
    public static double mul(double v1, double v2, int scale) {
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));
        return round(b1.multiply(b2).doubleValue(), scale);
    }

    /**
     * 提供精确的乘法运算
     *
     * @param v1    被乘数
     * @param v2    乘数
     * @param scale 保留scale 位小数
     * @return 两个参数的积
     */
    public static String mul(String v1, String v2, int scale) {
        if (scale < 0) {
            throw new IllegalArgumentException(
                    "The scale must be a positive integer or zero");
        }
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
        return b1.multiply(b2).setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();
    }

    /**
     * 提供（相对）精确的除法运算，当发生除不尽的情况时，精确到
     * 小数点以后10位，以后的数字四舍五入
     *
     * @param v1 被除数
     * @param v2 除数
     * @return 两个参数的商
     */

    public static double div(double v1, double v2) {
        return div(v1, v2, DEF_DIV_SCALE);
    }

    /**
     * 提供（相对）精确的除法运算。当发生除不尽的情况时，由scale参数指
     * 定精度，以后的数字四舍五入
     *
     * @param v1    被除数
     * @param v2    除数
     * @param scale 表示表示需要精确到小数点以后几位。
     * @return 两个参数的商
     */
    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（相对）精确的除法运算。当发生除不尽的情况时，由scale参数指
     * 定精度，以后的数字四舍五入
     *
     * @param v1    被除数
     * @param v2    除数
     * @param scale 表示需要精确到小数点以后几位
     * @return 两个参数的商
     */
    public static String div(String v1, String v2, int scale) {
        if (scale < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("The scale must be a positive integer or zero");
        }
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(v1);
        return b1.divide(b2, scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();
    }

    /**
     * 提供精确的小数位四舍五入处理
     *
     * @param v     需要四舍五入的数字
     * @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));
        return b.setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue();
    }

    /**
     * 提供精确的小数位四舍五入处理
     *
     * @param v     需要四舍五入的数字
     * @param scale 小数点后保留几位
     * @return 四舍五入后的结果
     */
    public static String round(String v, int scale) {
        if (scale < 0) {
            throw new IllegalArgumentException(
                    "The scale must be a positive integer or zero");
        }
        BigDecimal b = new BigDecimal(v);
        return b.setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();
    }

    /**
     * 取余数
     *
     * @param v1    被除数
     * @param v2    除数
     * @param scale 小数点后保留几位
     * @return 余数
     */
    public static String remainder(String v1, String v2, int scale) {
        if (scale < 0) {
            throw new IllegalArgumentException(
                    "The scale must be a positive integer or zero");
        }
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
        return b1.remainder(b2).setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();
    }

    /**
     * 取余数  BigDecimal
     *
     * @param v1    被除数
     * @param v2    除数
     * @param scale 小数点后保留几位
     * @return 余数
     */
    public static BigDecimal remainder(BigDecimal v1, BigDecimal v2, int scale) {
        if (scale < 0) {
            throw new IllegalArgumentException(
                    "The scale must be a positive integer or zero");
        }
        return v1.remainder(v2).setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
    }

    /**
     * 比较大小
     *
     * @param v1 被比较数
     * @param v2 比较数
     * @return 如果v1 大于v2 则 返回true 否则false
     */
    public static boolean compare(String v1, String v2) {
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
        int bj = b1.compareTo(b2);
        boolean res;
        if (bj > 0)
            res = true;
        else
            res = false;
        return res;
    }
}

https://www.cnblogs.com/zhangyinhua/p/11545305.html

https://blog.csdn.net/haiyinshushe/article/details/82721234

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原文地址：https://www.cnblogs.com/bors/p/bigdecimal.html

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