bigdecimal.multiply 精度丢失._Java 中浮点数的精度丢失问题以及解决方案

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我是靠谱客的博主甜美便当，最近开发中收集的这篇文章主要介绍bigdecimal.multiply 精度丢失._Java 中浮点数的精度丢失问题以及解决方案，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

我们都知道，计算机是使用二进制存储数据的。而平常生活中，大多数情况下我们都是使用的十进制，因此计算机显示给我们看的内容大多数也是十进制的，这就使得很多时候数据需要在二进制与十进制之间进行转换。对于整数来说，两种进制可以做到一一对应。而对于小数来讲就不是这样的啦。

1、Java 中 double 类型操作精度丢失问题

在使用 Java 中 double 进行运算时，经常出现精度丢失的问题，总是在一个正确的结果左右偏 0.0000**1。

先来看 Java 中 double 类型数值加、减、乘、除计算式实例：

public class Test{
    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：

我们发现，计算出来的值和我们预期结果不一致。原因在于我们的计算机是二进制的。浮点数没有办法使用二进制进行精确表示。

计算机的 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。

浮点运算很少是精确的，只要是超过精度能表示的范围就会产生误差。往往产生误差不是因为数的大小，而是因为数的精度。因此，产生的结果接近但不等于想要的结果。尤其在使用 float 和 double 作精确运算的时候要特别小心。

2、BigDecimal 类基本介绍

那么我们如何才能够获取我们想要的预期结果呢？特别是在处理金额交易计算上。

其实 Java 的浮点数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。

使用步骤：

用 float 或者 double 变量构建 BigDecimal 对象。通常使用 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。
通过调用 BigDecimal 的加，减，乘，除等相应的方法进行算术运算。
把 BigDecimal 对象转换成 float，double，int 等类型。

BigDecimal 类 的构造函数：

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

BigDecimal 类的加，减，乘，除等相应的方法：

BigDecimal add(BigDecimal augend)  //加法运算
BigDecimal subtract(BigDecimal subtrahend) //减法运算
BigDecimal multiply(BigDecimal multiplicand) //乘法运算
BigDecimal divide(BigDecimal divisor) //除法运算

注：详情可参考API或是查看源码

3、浮点数精度丢失的解决方案

既然我们知道方法了，那么我们直接套用上面的方法来解决一下上述的问题。

菜鸟误区：

修改以上示例代码，如下：

import java.math.*;

public class Test{
    public static void main(String [] args){
        double d1 = 0.06;
        double d2 = 0.01;
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(d1);
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(d2);
        
        System.out.println(b1.add(b2).doubleValue());
        
        double d3 = 1.0;
        double d4 = 0.42;
        BigDecimal b3 = new BigDecimal(d3);
        BigDecimal b4 = new BigDecimal(d4);
        System.out.println(b3.subtract(b4).doubleValue());
        
        double d5 = 4.015;
        double d6 = 100;
        BigDecimal b5 = new BigDecimal(d5);
        BigDecimal b6 = new BigDecimal(d6);
        System.out.println(b5.multiply(b6).doubleValue());
        
        double d7 = 303.1;
        double d8 = 1000;
        BigDecimal b7 = new BigDecimal(d7);
        BigDecimal b8 = new BigDecimal(d8);
        System.out.println(b7.divide(b8).doubleValue());    
    }
}

运行结果：

我们发现结果还是不对。上述实例我们调用的构造方法为 BigDecimal(double var)。

注意：
1、BigDecimal(double var) 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 new BigDecimal(0.1) 所创建的 BigDecimal 正好等于 0.1，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、BigDecimal(String var) 的 String 参数构造方法是完全可预知的：写入 new BigDecimal("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。

解决方案：

通过上面的示例我们发现：使用 BigDecimal(double val) 构造函数时仍会存在精度丢失问题，建议使用 BigDecimal(String val)。这就需要先把 double 转换为字符串然后在作为BigDecimal(String val) 构造函数的参数。转换为 BigDecimal 对象之后再进行加减乘除操作，这样精度就不会出现问题了。

正确的解决示例修改代码：

import java.math.*;

public class Test{
    public static void main(String [] args){
        double d1 = 0.06;
        double d2 = 0.01;
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(d1));
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(d2));
        
        System.out.println(b1.add(b2).doubleValue());
        
        double d3 = 1.0;
        double d4 = 0.42;
        BigDecimal b3 = new BigDecimal(Double.toString(d3));
        BigDecimal b4 = new BigDecimal(Double.toString(d4));
        System.out.println(b3.subtract(b4).doubleValue());
        
        double d5 = 4.015;
        double d6 = 100;
        BigDecimal b5 = new BigDecimal(Double.toString(d5));
        BigDecimal b6 = new BigDecimal(Double.toString(d6));
        System.out.println(b5.multiply(b6).doubleValue());
        
        double d7 = 303.1;
        double d8 = 1000;
        BigDecimal b7 = new BigDecimal(Double.toString(d7));
        BigDecimal b8 = new BigDecimal(Double.toString(d8));
        System.out.println(b7.divide(b8).doubleValue());    
    }
}