使用BigDecimal进行精确运算

AlphaGooo 发布于2019-08-19 10:12 / 1781人阅读

摘要：浮点数没有办法是用二进制进行精确表示。我们的表示浮点数由两个部分组成指数和尾数，这样的表示方法一般都会失去一定的精确度，有些浮点数运算也会产生一定的误差。浮点数的值实际上是由一个特定的数学公式计算得到的。

首先我们先来看如下代码示例：

public class Test_1 {
    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(0.06+0.01);
        System.out.println(1.0-0.42);
        System.out.println(4.015*100);
        System.out.println(303.1/1000);
    }
    
}

运行结果如下。

0.06999999999999999

0.5800000000000001

401.49999999999994

0.30310000000000004

你认为你看错了，但结果却是是这样的。问题在哪里呢？原因在于我们的计算机是二进制的。浮点数没有办法是用二进制进行精确表示。我们的CPU表示浮点数由两个部分组成：指数和尾数，这样的表示方法一般都会失去一定的精确度，有些浮点数运算也会产生一定的误差。如：2.4的二进制表示并非就是精确的2.4。反而最为接近的二进制表示是 2.3999999999999999。浮点数的值实际上是由一个特定的数学公式计算得到的。

其实java的float只能用来进行科学计算或工程计算，在大多数的商业计算中，一般采用java.math.BigDecimal类来进行精确计算。

在使用BigDecimal类来进行计算的时候，主要分为以下步骤：

1、用float或者double变量构建BigDecimal对象。

2、通过调用BigDecimal的加，减，乘，除等相应的方法进行算术运算。

3、把BigDecimal对象转换成float，double，int等类型。

一般来说，可以使用BigDecimal的构造方法或者静态方法的valueOf()方法把基本类型的变量构建成BigDecimal对象。

BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(0.48));
BigDecimal b2 = BigDecimal.valueOf(0.48);

对于常用的加，减，乘，除，BigDecimal类提供了相应的成员方法。

public BigDecimal add(BigDecimal value);                        //加法
public BigDecimal subtract(BigDecimal value);                   //减法 
public BigDecimal multiply(BigDecimal value);                   //乘法
public BigDecimal divide(BigDecimal value);                     //除法

进行相应的计算后，我们可能需要将BigDecimal对象转换成相应的基本数据类型的变量，可以使用floatValue()，doubleValue()等方法。

下面是一个工具类，该工具类提供加，减，乘，除运算。

public class Arith {
    /**
     * 提供精确加法计算的add方法
     * @param value1 被加数
     * @param value2 加数
     * @return 两个参数的和
     */
    public static double add(double value1, double value2){
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.valueOf(value1));
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.valueOf(value2));
        return b1.add(b2).doubleValue();
    }
    
    /**
     * 提供精确减法运算的sub方法
     * @param value1 被减数
     * @param value2 减数
     * @return 两个参数的差
     */
    public static double sub(double value1, double value2){
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.valueOf(value1));
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.valueOf(value2));
        return b1.subtract(b2).doubleValue();
    }
    
    /**
     * 提供精确乘法运算的mul方法
     * @param value1 被乘数
     * @param value2 乘数
     * @return 两个参数的积
     */
    public static double mul(double value1, double value2){
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.valueOf(value1));
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.valueOf(value2));
        return b1.multiply(b2).doubleValue();
    }
    
    /**
     * 提供精确的除法运算方法div
     * @param value1 被除数
     * @param value2 除数
     * @param scale 精确范围
     * @return 两个参数的商
     * @throws IllegalAccessException
     */
    public static double div(double value1, double value2, int scale) throws IllegalAccessException{
        //如果精确范围小于0，抛出异常信息
        if(scale<0){         
            throw new IllegalAccessException("精确度不能小于0");
        }
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.valueOf(value1));
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.valueOf(value2));
        return b1.divide(b2, scale).doubleValue();    
    }

        /**
         * 舍余
         * @param value1 被除数
         * @param value2 除数
         * @param scale 精确范围
         * @return 两个参数的商
         * @throws IllegalAccessException
         */
        public static BigDecimal div2(double value1, double value2, int scale) throws IllegalAccessException{
                BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.valueOf(value1));
                BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.valueOf(value2));
                return b1.divide(b2, scale, RoundingMode.FLOOR);
        }
}

海外云主机 GPU服务器精确运算 js里进行数字运算 c语言进行大数据运算如何使用云服务器进行分配

文章版权归作者所有，未经允许请勿转载,若此文章存在违规行为，您可以联系管理员删除。

转载请注明本文地址：https://www.ucloud.cn/yun/75622.html

高精度数学运算

摘要：使用，保证精度的同时，能精准的进行四舍六入计算。类精确的数学运算使用来实现精准度因为精度的原因构造方法的结果有一定的不可预知性，例如因此建议使用。算法规则四舍六入五考虑，五后非零就进一，五后皆零看奇偶，五前为偶应舍去，五前为奇要进一。四舍六入计算算法规则: 四舍六入五考虑，五后非零就进一，五后皆零看奇偶，五前为偶应舍去，五前为奇要进一。使用BigDecimal，保证精度的...

liaosilzu2007 2019-08-15 17:54 评论0 收藏0
拯救你丢失的精度——BigInteger和BigDecimal类(入门)

摘要：返回的是是一个整数的最小值。笔记这个构造函数的结果可能有些不可预测。这是因为不能像或者作为任何有限长度的二进制分数精确地表示。当必须用作源为，注意，此构造提供了一个精确的转换它不会将转换为使用方法，然后使用构造函数相同的结果。第三阶段 JAVA常见对象的学习 BigInteger和BigDecimal类 BigInteger类 (一) 构造方法： //针对超过整数范围的运算(整数最大...

TerryCai 2019-08-19 11:45 评论0 收藏0
BigDecimal 学习

摘要：然而表示这个是的锅，我不背。的表示一共的数字位能存储个，表示存储两位小数。因为默认是保留两位小数，超过了精度，所以保存近似值。大范围低精度存储。很准确，采用科学计数法，损失精度，但能存储更大范围的数据，但是精度有损失。 BigDecimal 为什么要使用这个呢？简单点说就是商业要求精度计算，而double计算出来的结果，往往出人意料。例子 Double运算 showImg(https...

linkFly 2019-08-19 10:57 评论0 收藏0
java学习(五) —— 常用API类概述

摘要：成员方法类概述用于产生随机数成员方法正则表达式相关方法判断功能分割功能替换功能获取功能和类的使用类概述包含一些有用的类字段和方法。注意它不能被实例化，因为此类构造器是私有的成员方法类类概述表示特定的瞬间，精确到毫秒。前言我们都知道，JDK包含了JRE，而JRE中也提供了各种功能的java类，现在我们就对这些类有个简单了解，然后灵活运用。常用类：Object类/Scanner类，...

Tecode 2019-08-19 11:07 评论0 收藏0
Java编程基础15——正则表达式&常用工具类

摘要：正则表达式的概述和简单使用正则表达式是指一个用来描述或者匹配一系列符合某个语法规则的字符串的单个字符串。例如，在表达式中，存在四个这样的组组零始终代表整个表达式。 1_正则表达式的概述和简单使用 A:正则表达式是指一个用来描述或者匹配一系列符合某个语法规则的字符串的单个字符串。其实就是一种规则。有自己特殊的应用。作用:比如注册邮箱,邮箱有用户名和密码,一般会对其限制长度,这个...

miqt 2019-08-19 11:11 评论0 收藏0