1.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
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)
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
使用示例：
image.png
image.png
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。

3.BigDecimal常用方法详解

3.1、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
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. int a = bigdemical.compareTo(bigdemical2)

返回结果分析：

  1. a = -1,表示bigdemical小于bigdemical2；
  2. a = 0,表示bigdemical等于bigdemical2；
  3. a = 1,表示bigdemical大于bigdemical2；

举例：a大于等于b

  1. new bigdemica(a).compareTo(new bigdemical(b)) >= 0

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。
image.png
结果：
image.png
BigDecimal格式化保留2为小数，不足则补0
image.png
结果为：

  1. 3.44
  2. 0.00
  3. 0.00
  4. 0.00
  5. 0.01
  6. 0.21

5.BigDecimal常见异常

5.1、除法的时候出现异常

  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.BigDecimal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。
6.2、工具类推荐

  1. package com.vivo.ars.util;
  2. import java.math.BigDecimal;
  4. /**
  5.  * 用于高精确处理常用的数学运算
  6.  */
  7. public class ArithmeticUtils {
  8.     //默认除法运算精度
  9.     private static final int DEF_DIV_SCALE = 10;
  11.     /**
  12.      * 提供精确的加法运算
  13.      *
  14.      * @param v1 被加数
  15.      * @param v2 加数
  16.      * @return 两个参数的和
  17.      */
  19.     public static double add(double v1, double v2) {
  20.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));
  21.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));
  22.         return b1.add(b2).doubleValue();
  23.     }
  25.     /**
  26.      * 提供精确的加法运算
  27.      *
  28.      * @param v1 被加数
  29.      * @param v2 加数
  30.      * @return 两个参数的和
  31.      */
  32.     public static BigDecimal add(String v1, String v2) {
  33.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
  34.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
  35.         return b1.add(b2);
  36.     }
  38.     /**
  39.      * 提供精确的加法运算
  40.      *
  41.      * @param v1    被加数
  42.      * @param v2    加数
  43.      * @param scale 保留scale 位小数
  44.      * @return 两个参数的和
  45.      */
  46.     public static String add(String v1, String v2, int scale) {
  47.         if (scale < 0) {
  48.             throw new IllegalArgumentException(
  49.                     "The scale must be a positive integer or zero");
  50.         }
  51.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
  52.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
  53.         return b1.add(b2).setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();
  54.     }
  56.     /**
  57.      * 提供精确的减法运算
  58.      *
  59.      * @param v1 被减数
  60.      * @param v2 减数
  61.      * @return 两个参数的差
  62.      */
  63.     public static double sub(double v1, double v2) {
  64.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));
  65.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));
  66.         return b1.subtract(b2).doubleValue();
  67.     }
  69.     /**
  70.      * 提供精确的减法运算。
  71.      *
  72.      * @param v1 被减数
  73.      * @param v2 减数
  74.      * @return 两个参数的差
  75.      */
  76.     public static BigDecimal sub(String v1, String v2) {
  77.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
  78.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
  79.         return b1.subtract(b2);
  80.     }
  82.     /**
  83.      * 提供精确的减法运算
  84.      *
  85.      * @param v1    被减数
  86.      * @param v2    减数
  87.      * @param scale 保留scale 位小数
  88.      * @return 两个参数的差
  89.      */
  90.     public static String sub(String v1, String v2, int scale) {
  91.         if (scale < 0) {
  92.             throw new IllegalArgumentException(
  93.                     "The scale must be a positive integer or zero");
  94.         }
  95.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
  96.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
  97.         return b1.subtract(b2).setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();
  98.     }
  100.     /**
  101.      * 提供精确的乘法运算
  102.      *
  103.      * @param v1 被乘数
  104.      * @param v2 乘数
  105.      * @return 两个参数的积
  106.      */
  107.     public static double mul(double v1, double v2) {
  108.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));
  109.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));
  110.         return b1.multiply(b2).doubleValue();
  111.     }
  113.     /**
  114.      * 提供精确的乘法运算
  115.      *
  116.      * @param v1 被乘数
  117.      * @param v2 乘数
  118.      * @return 两个参数的积
  119.      */
  120.     public static BigDecimal mul(String v1, String v2) {
  121.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
  122.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
  123.         return b1.multiply(b2);
  124.     }
  126.     /**
  127.      * 提供精确的乘法运算
  128.      *
  129.      * @param v1    被乘数
  130.      * @param v2    乘数
  131.      * @param scale 保留scale 位小数
  132.      * @return 两个参数的积
  133.      */
  134.     public static double mul(double v1, double v2, int scale) {
  135.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));
  136.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));
  137.         return round(b1.multiply(b2).doubleValue(), scale);
  138.     }
  140.     /**
  141.      * 提供精确的乘法运算
  142.      *
  143.      * @param v1    被乘数
  144.      * @param v2    乘数
  145.      * @param scale 保留scale 位小数
  146.      * @return 两个参数的积
  147.      */
  148.     public static String mul(String v1, String v2, int scale) {
  149.         if (scale < 0) {
  150.             throw new IllegalArgumentException(
  151.                     "The scale must be a positive integer or zero");
  152.         }
  153.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
  154.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
  155.         return b1.multiply(b2).setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();
  156.     }
  158.     /**
  159.      * 提供（相对）精确的除法运算，当发生除不尽的情况时，精确到
  160.      * 小数点以后10位，以后的数字四舍五入
  161.      *
  162.      * @param v1 被除数
  163.      * @param v2 除数
  164.      * @return 两个参数的商
  165.      */
  167.     public static double div(double v1, double v2) {
  168.         return div(v1, v2, DEF_DIV_SCALE);
  169.     }
  171.     /**
  172.      * 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
  173.      * 定精度，以后的数字四舍五入
  174.      *
  175.      * @param v1    被除数
  176.      * @param v2    除数
  177.      * @param scale 表示表示需要精确到小数点以后几位。
  178.      * @return 两个参数的商
  179.      */
  180.     public static double div(double v1, double v2, int scale) {
  181.         if (scale < 0) {
  182.             throw new IllegalArgumentException("The scale must be a positive integer or zero");
  183.         }
  184.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));
  185.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));
  186.         return b1.divide(b2, scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue();
  187.     }
  189.     /**
  190.      * 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
  191.      * 定精度，以后的数字四舍五入
  192.      *
  193.      * @param v1    被除数
  194.      * @param v2    除数
  195.      * @param scale 表示需要精确到小数点以后几位
  196.      * @return 两个参数的商
  197.      */
  198.     public static String div(String v1, String v2, int scale) {
  199.         if (scale < 0) {
  200.             throw new IllegalArgumentException("The scale must be a positive integer or zero");
  201.         }
  202.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
  203.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(v1);
  204.         return b1.divide(b2, scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();
  205.     }
  207.     /**
  208.      * 提供精确的小数位四舍五入处理
  209.      *
  210.      * @param v     需要四舍五入的数字
  211.      * @param scale 小数点后保留几位
  212.      * @return 四舍五入后的结果
  213.      */
  214.     public static double round(double v, int scale) {
  215.         if (scale < 0) {
  216.             throw new IllegalArgumentException("The scale must be a positive integer or zero");
  217.         }
  218.         BigDecimal b = new BigDecimal(Double.toString(v));
  219.         return b.setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue();
  220.     }
  222.     /**
  223.      * 提供精确的小数位四舍五入处理
  224.      *
  225.      * @param v     需要四舍五入的数字
  226.      * @param scale 小数点后保留几位
  227.      * @return 四舍五入后的结果
  228.      */
  229.     public static String round(String v, int scale) {
  230.         if (scale < 0) {
  231.             throw new IllegalArgumentException(
  232.                     "The scale must be a positive integer or zero");
  233.         }
  234.         BigDecimal b = new BigDecimal(v);
  235.         return b.setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();
  236.     }
  238.     /**
  239.      * 取余数
  240.      *
  241.      * @param v1    被除数
  242.      * @param v2    除数
  243.      * @param scale 小数点后保留几位
  244.      * @return 余数
  245.      */
  246.     public static String remainder(String v1, String v2, int scale) {
  247.         if (scale < 0) {
  248.             throw new IllegalArgumentException(
  249.                     "The scale must be a positive integer or zero");
  250.         }
  251.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
  252.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
  253.         return b1.remainder(b2).setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();
  254.     }
  256.     /**
  257.      * 取余数  BigDecimal
  258.      *
  259.      * @param v1    被除数
  260.      * @param v2    除数
  261.      * @param scale 小数点后保留几位
  262.      * @return 余数
  263.      */
  264.     public static BigDecimal remainder(BigDecimal v1, BigDecimal v2, int scale) {
  265.         if (scale < 0) {
  266.             throw new IllegalArgumentException(
  267.                     "The scale must be a positive integer or zero");
  268.         }
  269.         return v1.remainder(v2).setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
  270.     }
  272.     /**
  273.      * 比较大小
  274.      *
  275.      * @param v1 被比较数
  276.      * @param v2 比较数
  277.      * @return 如果v1 大于v2 则 返回true 否则false
  278.      */
  279.     public static boolean compare(String v1, String v2) {
  280.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
  281.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
  282.         int bj = b1.compareTo(b2);
  283.         boolean res;
  284.         if (bj > 0)
  285.             res = true;
  286.         else
  287.             res = false;
  288.         return res;
  289.     }
  290. }