1. 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。

2. BigDecimal常用构造函数

2.1 常用构造函数

  1. BigDecimal(int)：创建一个具有参数所指定整数值的对象
  2. BigDecimal(double)：创建一个具有参数所指定双精度值的对象
  3. BigDecimal(long)：创建一个具有参数所指定长整数值的对象
  4. BigDecimal(String)：创建一个具有参数所指定以字符串表示的数值的对象


2.2 使用问题分析

代码：
  1. BigDecimal a =new BigDecimal(0.1);
  2. System.out.println("a values is:"+a);
  3. System.out.println("=====================");
  4. BigDecimal b =new BigDecimal("0.1");
  5. System.out.println("b values is:"+b);
  7. /**
  8.  * a values is:0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625
  9.  * =====================
  10.  * b values is:0.1
  11.  */

要点分析：
  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。


3. BigDecimal常用方法详解

3.1 常用方法

  1. add(BigDecimal)：BigDecimal对象中的值相加，返回BigDecimal对象。
  2. subtract(BigDecimal)：BigDecimal对象中的值相减，返回BigDecimal对象。
  3. multiply(BigDecimal)：BigDecimal对象中的值相乘，返回BigDecimal对象。
  4. divide(BigDecimal)：BigDecimal对象中的值相除，返回BigDecimal对象。
  5. toString()：将BigDecimal对象中的值转换成字符串。
  6. doubleValue()：将BigDecimal对象中的值转换成双精度数。
  7. floatValue()：将BigDecimal对象中的值转换成单精度数。
  8. longValue()：将BigDecimal对象中的值转换成长整数。
  9. intValue()：将BigDecimal对象中的值转换成整数。

3.2 BigDecimal大小比较

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

  1. BigDecimal a1 =new BigDecimal(0.1);
  2. BigDecimal a2 =new BigDecimal(0.2);
  3. int a = a1.compareTo(a2);
  4. /**
  5.  * a = -1,表示bigdemical小于bigdemical2；
  6.  * a = 0,表示bigdemical等于bigdemical2；
  7.  * a = 1,表示bigdemical大于bigdemical2；
  8. */

4. BigDecimal格式化

由于NumberFormat类的format()方法可以使用BigDecimal对象作为其参数，可以利用BigDecimal对超出16位有效数字的货币值，百分值，以及一般数值进行格式化控制。
以利用BigDecimal对货币和百分比格式化为例。首先，创建BigDecimal对象，进行BigDecimal的算术运算后，分别建立对货币和百分比格式化的引用，最后利用BigDecimal对象作为format()方法的参数，输出其格式化的货币值和百分比。

  1. package example;
  3. import java.math.BigDecimal;
  4. import java.text.NumberFormat;
  6. public class BigDecimalTest {
  8.     public static void main(String[] args) {
  9.         // TODO Auto-generated method stub
  10.         NumberFormat currency = NumberFormat.getCurrencyInstance(); //建立货币格式化引用 
  11.         NumberFormat percent = NumberFormat.getPercentInstance();  //建立百分比格式化引用 
  12.         percent.setMaximumFractionDigits(3); //百分比小数点最多3位 
  14.         BigDecimal loanAmount = new BigDecimal("15000.48"); //贷款金额
  15.         BigDecimal interestRate = new BigDecimal("0.008"); //利率   
  16.         BigDecimal interest = loanAmount.multiply(interestRate); //相乘
  18.         System.out.println("贷款金额:\t" + currency.format(loanAmount)); 
  19.         System.out.println("利率:\t" + percent.format(interestRate)); 
  20.         System.out.println("利息:\t" + currency.format(interest)); 
  21.     }
  22. }
  23. /**
  24.  * 贷款金额:    ￥15,000.48
  25.  * 利率:    0.8%
  26.  * 利息:    ￥120.00
  27. */


5. BigDecimal常见异常

5.1 除法的时候出现异常

错误数据：
  1. java.lang.ArithmeticException: Non-terminating decimal expansion; no exact representable decimal result

原因分析：

通过BigDecimal的divide方法进行除法时当不整除，出现无限循环小数时，就会抛异常：
java.lang.ArithmeticException: Non-terminating decimal expansion; no exact representable decimal result.

解决方法：

divide方法设置精确的小数点，如：divide(xxxxx,2)

6. 封装工具类

  1. package example;
  3. import java.math.BigDecimal;
  5. /**
  6.  * 用于高精确处理常用的数学运算
  7.  */
  9. public class ArithmeticUtils {
  10.     //默认除法运算精度
  11.     private static final int DEF_DIV_SCALE = 10;
  13.     /**
  14.      * 提供精确的加法运算
  15.      *
  16.      * @param v1 被加数
  17.      * @param v2 加数
  18.      * @return 两个参数的和
  19.      */
  21.     public static double add(double v1, double v2) {
  22.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));
  23.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));
  24.         return b1.add(b2).doubleValue();
  25.     }
  27.     /**
  28.      * 提供精确的加法运算
  29.      *
  30.      * @param v1 被加数
  31.      * @param v2 加数
  32.      * @return 两个参数的和
  33.      */
  34.     public static BigDecimal add(String v1, String v2) {
  35.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
  36.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
  37.         return b1.add(b2);
  38.     }
  40.     /**
  41.      * 提供精确的加法运算
  42.      *
  43.      * @param v1    被加数
  44.      * @param v2    加数
  45.      * @param scale 保留scale 位小数
  46.      * @return 两个参数的和
  47.      */
  48.     public static String add(String v1, String v2, int scale) {
  49.         if (scale < 0) {
  50.             throw new IllegalArgumentException(
  51.                     "The scale must be a positive integer or zero");
  52.         }
  53.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
  54.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
  55.         return b1.add(b2).setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();
  56.     }
  58.     /**
  59.      * 提供精确的减法运算
  60.      *
  61.      * @param v1 被减数
  62.      * @param v2 减数
  63.      * @return 两个参数的差
  64.      */
  65.     public static double sub(double v1, double v2) {
  66.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));
  67.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));
  68.         return b1.subtract(b2).doubleValue();
  69.     }
  71.     /**
  72.      * 提供精确的减法运算。
  73.      *
  74.      * @param v1 被减数
  75.      * @param v2 减数
  76.      * @return 两个参数的差
  77.      */
  78.     public static BigDecimal sub(String v1, String v2) {
  79.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
  80.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
  81.         return b1.subtract(b2);
  82.     }
  84.     /**
  85.      * 提供精确的减法运算
  86.      *
  87.      * @param v1    被减数
  88.      * @param v2    减数
  89.      * @param scale 保留scale 位小数
  90.      * @return 两个参数的差
  91.      */
  92.     public static String sub(String v1, String v2, int scale) {
  93.         if (scale < 0) {
  94.             throw new IllegalArgumentException(
  95.                     "The scale must be a positive integer or zero");
  96.         }
  97.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
  98.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
  99.         return b1.subtract(b2).setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();
  100.     }
  102.     /**
  103.      * 提供精确的乘法运算
  104.      *
  105.      * @param v1 被乘数
  106.      * @param v2 乘数
  107.      * @return 两个参数的积
  108.      */
  109.     public static double mul(double v1, double v2) {
  110.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));
  111.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));
  112.         return b1.multiply(b2).doubleValue();
  113.     }
  115.     /**
  116.      * 提供精确的乘法运算
  117.      *
  118.      * @param v1 被乘数
  119.      * @param v2 乘数
  120.      * @return 两个参数的积
  121.      */
  122.     public static BigDecimal mul(String v1, String v2) {
  123.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
  124.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
  125.         return b1.multiply(b2);
  126.     }
  128.     /**
  129.      * 提供精确的乘法运算
  130.      *
  131.      * @param v1    被乘数
  132.      * @param v2    乘数
  133.      * @param scale 保留scale 位小数
  134.      * @return 两个参数的积
  135.      */
  136.     public static double mul(double v1, double v2, int scale) {
  137.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));
  138.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));
  139.         return round(b1.multiply(b2).doubleValue(), scale);
  140.     }
  142.     /**
  143.      * 提供精确的乘法运算
  144.      *
  145.      * @param v1    被乘数
  146.      * @param v2    乘数
  147.      * @param scale 保留scale 位小数
  148.      * @return 两个参数的积
  149.      */
  150.     public static String mul(String v1, String v2, int scale) {
  151.         if (scale < 0) {
  152.             throw new IllegalArgumentException(
  153.                     "The scale must be a positive integer or zero");
  154.         }
  155.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
  156.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
  157.         return b1.multiply(b2).setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();
  158.     }
  160.     /**
  161.      * 提供（相对）精确的除法运算，当发生除不尽的情况时，精确到
  162.      * 小数点以后10位，以后的数字四舍五入
  163.      *
  164.      * @param v1 被除数
  165.      * @param v2 除数
  166.      * @return 两个参数的商
  167.      */
  169.     public static double div(double v1, double v2) {
  170.         return div(v1, v2, DEF_DIV_SCALE);
  171.     }
  173.     /**
  174.      * 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
  175.      * 定精度，以后的数字四舍五入
  176.      *
  177.      * @param v1    被除数
  178.      * @param v2    除数
  179.      * @param scale 表示表示需要精确到小数点以后几位。
  180.      * @return 两个参数的商
  181.      */
  182.     public static double div(double v1, double v2, int scale) {
  183.         if (scale < 0) {
  184.             throw new IllegalArgumentException("The scale must be a positive integer or zero");
  185.         }
  186.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));
  187.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));
  188.         return b1.divide(b2, scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue();
  189.     }
  191.     /**
  192.      * 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
  193.      * 定精度，以后的数字四舍五入
  194.      *
  195.      * @param v1    被除数
  196.      * @param v2    除数
  197.      * @param scale 表示需要精确到小数点以后几位
  198.      * @return 两个参数的商
  199.      */
  200.     public static String div(String v1, String v2, int scale) {
  201.         if (scale < 0) {
  202.             throw new IllegalArgumentException("The scale must be a positive integer or zero");
  203.         }
  204.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
  205.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(v1);
  206.         return b1.divide(b2, scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();
  207.     }
  209.     /**
  210.      * 提供精确的小数位四舍五入处理
  211.      *
  212.      * @param v     需要四舍五入的数字
  213.      * @param scale 小数点后保留几位
  214.      * @return 四舍五入后的结果
  215.      */
  216.     public static double round(double v, int scale) {
  217.         if (scale < 0) {
  218.             throw new IllegalArgumentException("The scale must be a positive integer or zero");
  219.         }
  220.         BigDecimal b = new BigDecimal(Double.toString(v));
  221.         return b.setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue();
  222.     }
  224.     /**
  225.      * 提供精确的小数位四舍五入处理
  226.      *
  227.      * @param v     需要四舍五入的数字
  228.      * @param scale 小数点后保留几位
  229.      * @return 四舍五入后的结果
  230.      */
  231.     public static String round(String v, int scale) {
  232.         if (scale < 0) {
  233.             throw new IllegalArgumentException(
  234.                     "The scale must be a positive integer or zero");
  235.         }
  236.         BigDecimal b = new BigDecimal(v);
  237.         return b.setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();
  238.     }
  240.     /**
  241.      * 取余数
  242.      *
  243.      * @param v1    被除数
  244.      * @param v2    除数
  245.      * @param scale 小数点后保留几位
  246.      * @return 余数
  247.      */
  248.     public static String remainder(String v1, String v2, int scale) {
  249.         if (scale < 0) {
  250.             throw new IllegalArgumentException(
  251.                     "The scale must be a positive integer or zero");
  252.         }
  253.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
  254.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
  255.         return b1.remainder(b2).setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();
  256.     }
  258.     /**
  259.      * 取余数  BigDecimal
  260.      *
  261.      * @param v1    被除数
  262.      * @param v2    除数
  263.      * @param scale 小数点后保留几位
  264.      * @return 余数
  265.      */
  266.     public static BigDecimal remainder(BigDecimal v1, BigDecimal v2, int scale) {
  267.         if (scale < 0) {
  268.             throw new IllegalArgumentException(
  269.                     "The scale must be a positive integer or zero");
  270.         }
  271.         return v1.remainder(v2).setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
  272.     }
  274.     /**
  275.      * 比较大小
  276.      *
  277.      * @param v1 被比较数
  278.      * @param v2 比较数
  279.      * @return 如果v1 大于v2 则 返回true 否则false
  280.      */
  281.     public static boolean compare(String v1, String v2) {
  282.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
  283.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
  284.         int bj = b1.compareTo(b2);
  285.         boolean res;
  286.         if (bj > 0)
  287.             res = true;
  288.         else
  289.             res = false;
  290.         return res;
  291.     }
  292. }