Java之BigDecimal

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1.前言

　　编程人员都应该知道计算机计算浮点数是不精确的，结果是近似数值，当然具体值还是和计算机操作的实现有关。因此，如果对于计算结果不需要过于精准的时候，使用浮点数类型是没什么问题的，但是如果要求精确值的话（比如计算利息），就不能使用这种不精确的结果了，而要选择java提供的用于计算精确浮点数的类BigDecimal。本文基于JDK1.8介绍此类的一般用法和源码实现。

　　BigDecimal类注解的第一段就介绍了一些基本信息：不可变的、任意精度的十进制数。一个BigDecimal由任意精度的非刻度值整数和32位整数的刻度组成。如果值大于等于0，标度就是小数点后的位数，如果值小于0，值就是：非标度值*10^（-标度值）。这样说不好理解，后面会说明白构成。

　　注意：上述的不可变指的并不是这个类被final修饰，而是指BigDecimal每次计算都是产生了一个新的对象，这点要注意。

2.用例

　　　　 @Test
	public void test() {
		BigDecimal b = new BigDecimal(1.22);
		System.out.println(b.unscaledValue());
		System.out.println(b.scale());
		System.out.println(b);
		String a = "2199999999999999733546474089962430298328399658203125";
		System.out.println(a.length());
	}

　　上述例子运行的结果是：

　　由此可以看出以下几点：1.double类型是不精确的；2.上面所说的非刻度值就是指去掉了小数点的浮点数；3.刻度值指的就是小数点后面的位数了。

　　正数的时候计算值是非刻度值+小数点位数构成，如12345 4就是1.2345，四位小数；负数的时候则是-12345*10^(-4)结果是-1.2345。

        @Test
	public void testMathContext() {
		BigDecimal add = new BigDecimal("1.17");
		BigDecimal a = new BigDecimal("12.324", new MathContext(3, RoundingMode.UP));
		BigDecimal b = new BigDecimal("12.324", new MathContext(2, RoundingMode.UP));
		BigDecimal d = new BigDecimal("12.324", new MathContext(1, RoundingMode.UP));
		BigDecimal c = new BigDecimal("12.324", new MathContext(0, RoundingMode.UP));
		System.out.println(a);
		System.out.println(a.add(add)); // a变成12.4
		System.out.println(b.add(add));	// a变成14
		System.out.println(d.add(add)); // a变成20
		System.out.println(c.add(add));
		
	}

　　上面一个例子展示了MathContext的用法，补充介绍了具体含义，这里说下第一个参数的作用，可以看出是设置了MathContext的那个BigDecimal在运算之前发生了变化。

3.源码解读

　　关键字段：

private final BigInteger intVal;    // 无刻度整数（无小数点）
private final int scale;            // 刻度值
private transient int precision;　　// 无小数点的整数的位数
private final transient long intCompact;　　//intVal如果其值小于Long.MAX_VALUE就可以紧凑的存储在这个字段方便计算

　　BigDecimal有很多种构造方法：

　　实际上也就是相互调用，主要的也就几个实现：首先所有具有BigInteger参数的构造方法都十分简单，大部分都是简单的赋值罢了。最多就是计算了一下intCompact的值：

　　上述就是就是一个压缩过程，如果不能压缩就存一个标志位。

　　入参为char和String的构造函数，最终调的都是方法：public BigDecimal(char[] in, int offset, int len, MathContext mc)。其它的int、long、double也都比较简单，int类型的时候intValue的值是null。总而言之，所有的构造方法，经过一系列运算，最终是要得到上面所列的四个关键字段的值。这些计算基本是位运算。值得一提的是可以通过静态valueof()方法来创建BigDecimal，过程大同小异。

　　BigDecimal的运算函数：

　　　　add();　　　　// 加

　　　　subtract()　　// 减

　　　　multiply()　　// 乘

　　　　divide()　　　// 除

　　　　reminder()　　//取余

　　　　pow()　　　　// 幂次方

　　　　abs()　　　　// 绝对值

　　　　negate()　　// 相反值（-this）

　　等等，这里就不一一介绍了。

4.补充

　　之前构造函数中会看见MathContext这个参数，这里补充介绍一下相关内容。MathContext:制定BigDecimal运算操作的运算规则。其主要是通过两个属性来控制的：

　　　　final int precision;　　// 被用于计算的位数，0就是不限制位数

　　　　final RoundingMode roundingMode;　　// 运算时的舍入规则，有很多，可以看源码上的注释，有举例说明。

　　默认使用的是无限制，ROUND_HALF_UP（无符号形式的四舍五入）：1.1->1; 1.5->2.0; -1.1->-1.0; -1.5->-2.0