前言

有多少小伙伴是被标题 骗 吸引进来的呢，我可不是标题党，今天的文章呢确实跟”金钱“有联系。

可是咱们说的不是过度追求金钱而掉入圈套，而是要说一说在Java程序中，各种跟金钱运算有关的圈套。

日常工作中咱们经常会涉及到各种金额这样浮点数的运算。

一旦涉及到金额的运算就必须慎之又慎，一旦有精度丢掉，或者其他运算错误就或许形成无可挽回的丢失。

一 、 存在的圈套

这一末节咱们先将圈套列出来，下一末节分别给出解决计划。

咱们先来看看到底有哪些坑等着咱们去踩

1.1 浮点运算精度丢掉圈套

public class BigDecimalDemo {
    public static void main(String[] args) {
        float a = 1.0f - 0.9f;
        float b = 0.9f - 0.8f;
        System.out.println("a= "+a);
        System.out.println("b= "+b);
    }
}
//输出成果
a= 0.100000024
b= 0.099999964

1.2 浮点数等值判别圈套

① 根本类型与包装类型判别浮点数是否持平

public class BigDecimalDemo {
    public static void main(String[] args) {
        float a = 1.0F - 0.9F;
        float b = 0.9F - 0.8F;
        System.out.println("经过==判别a与b是否持平："+ (a == b));
        Float x = Float.valueOf(a);
        Float y = Float.valueOf(b);
        System.out.println("经过equals办法判别x与y是否持平："+ x.equals(y));
    }
}
//输出成果
经过==判别a与b是否持平false
经过equals办法判别x y是否持平false

②BigDecimal类经过equals 办法判别是否持平

public class BigDecimalDemo {
    public static void main(String[] args) {
        BigDecimal a = new BigDecimal("2");
        BigDecimal b = new BigDecimal("2.0");
        System.out.println(a.equals(b));
    }
}
//输出成果
false

1.3 BigDecimal 结构办法中的圈套

public class BigDecimalDemo {
    public static void main(String[] args) {
        BigDecimal a = new BigDecimal(0.1f);
        System.out.println("a= "+ a);
    }
}
//输出成果
a= 0.100000001490116119384765625

1.4 BigDecimal 除法圈套

假如两数相除无法除尽，抛出 ArithmeticException 反常

public class BigDecimalDemo {
    public static void main(String[] args) {
        BigDecimal a = new BigDecimal("0.2");
        BigDecimal b = new BigDecimal("0.3");
        System.out.println(a.divide(b));
    }
}
//输出成果
Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: Non-terminating decimal expansion; no exact representable decimal result.
	at java.math.BigDecimal.divide(BigDecimal.java:1693)
	at com.xiezhr.BigDecimalDemo.main(BigDecimalDemo.java:17)

二、避免圈套

2.1 浮点数运算避坑

① 咱们先来看看为什么浮点数(也便是float 和double 关键字界说的数) 运算的时候精度会丢掉？

咱们直到核算机是以二进制的办法进行数据存储的，在表明一个数字时，宽度时有限的。

十进制的 0.1 转为二进制，得到一个无限循环小数：0.00011… （看不懂的自觉点回去翻一翻大一的《核算机基础》课本）

无限循环的小数存储在核算机时，只能被切断，所以就会导致小数精度发生丢失的状况。

这便是为什么浮点数没有办法用二进制准确表明。

②咱们怎么来填1.1 中的坑呢？

public class BigDecimalDemo {
    public static void main(String[] args) {
        BigDecimal a = new BigDecimal("1.0");
        BigDecimal b = new BigDecimal("0.9");
        BigDecimal c = new BigDecimal("0.9");
        BigDecimal d = new BigDecimal("0.8");
        System.out.println("a-b = "+a.subtract(b));
        System.out.println("c-d = "+c.subtract(d));
    }
}
//输出成果
a-b = 0.1
c-d = 0.1

2.2 浮点数等值判别避坑

日常开发中肯守时免不了比较两个浮点数大小的，这儿呢就把1.2中的坑给填上

① 指定一个差错规模，若两个浮点数的差值在差错规模内，则以为两个浮点数时持平的

public class BigDecimalDemo {
    public static void main(String[] args) {
        float a = 1.0F - 0.9F;
        float b = 0.9F - 0.8F;
        //表明10的-6次方
        float diff = 1e-6f;
        if (Math.abs(a - b )< diff) {
            System.out.println("a与b持平");
        }
    }
}
//输出成果
a与b持平

② 运用BigDecimal界说值，再进行运算操作,最后运用compareTo 办法比较

public class BigDecimalDemo {
    public static void main(String[] args) {
        BigDecimal a = new BigDecimal("1.0");
        BigDecimal b = new BigDecimal("0.9");
        BigDecimal c = new BigDecimal("0.8");
        BigDecimal x = a.subtract(b);
        BigDecimal y = b.subtract(c);
        if(x.compareTo(y)==0){
            System.out.println("x与y持平");
        }
    }
}
//输出成果
x与y持平

2.3 BigDecimal 结构办法避坑

圈套的发生：

  • double的结构办法的成果有一定的不可预知性,

    newBigDecimal(1.0)所创建的实际上等于0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625。

    因为0.1无法准确地表明为 double，传入到结构办法的值不会正好等于 0.1

  • String 结构办法是彻底可预知的

​ 写入 newBigDecimal("0.1") 将创建一个 BigDecimal，它正好等于预期的 0.1

这儿来填1.3中的坑，这儿有两种计划

《阿里巴巴Java开发手册》1.4 OOP 规约中提到

⓫ 【强制】 禁止运用结构办法BigDecimal(double)的办法把double值 转化为BigDecimal 目标

阐明： BigDecimal(double) 存在精度丢失危险，在准确核算或值比较的场景中，或许会导致事务逻辑呈现反常。

如：BigDecimal g = new BigDecimal(0.1f); 实际存储值为：0.100000001490116119384765625

正例： 优先推荐入参为String 的结构办法，或运用BigDecimal 的 valueOf 办法。

此办法内部其实履行了Double 的toString, 而Double 的 toString 按double 的实际能表达的精度对尾数进行了切断。

BigDecimal good1 = new BigDecimal("0.1");
BigDecimal good2 = BigDecimal.valueOf(0.1);

①将BigDecimal(double) ==》BigDecimal(String)

public class BigDecimalDemo {
    public static void main(String[] args) {
        BigDecimal a = new BigDecimal(Double.toString(0.1));
        System.out.println("a=" + a);
    }
}
//输出成果
a=0.1

②运用BigDecimal类的valueOf 办法

public class BigDecimalDemo {
    public static void main(String[] args) {
        BigDecimal a =  BigDecimal.valueOf(0.1);
        System.out.println("a=" + a);
    }
}
//输出成果
a=0.1

2.4 BigDecimal 除法避坑

咱们运用带有3个参数的divide 办法来填1.4中的坑

BigDecimal.divide(BigDecimal divisor, int scale, RoundingMode roundingMode) 办法的详细运用咱们再下一末节中再详细说

public class BigDecimalDemo {
    public static void main(String[] args) {
        BigDecimal a = new BigDecimal("0.2");
        BigDecimal b = new BigDecimal("0.3");
		//这儿就简单的看作四舍五入就行了
        System.out.println("a除以b等于："+ a.divide(b, 2, RoundingMode.HALF_UP));
    }
}
//输出成果
a除以b等于：0.67

三、BigDecimal 常用办法

  • 常用结构办法

Java中的金钱陷阱

  • 常用办法

Java中的金钱陷阱

3.1 加法运算 add

public class BigDecimalDemo {
    public static void main(String[] args) {
       BigDecimal a = new BigDecimal(Double.toString(0.1));
       BigDecimal b = BigDecimal.valueOf(0.2);
        System.out.println("a + b ="+a.add(b));
    }
}
//输出成果
a + b =0.3

3.2 减法运算 subtract

public class BigDecimalDemo {
    public static void main(String[] args) {
       BigDecimal a = new BigDecimal(Double.toString(3.5));
       BigDecimal b = BigDecimal.valueOf(2.1);
        System.out.println("a - b ="+a.subtract(b));
    }
}
//输出成果
a - b =1.4

3.3 乘法运算 multiply

public class BigDecimalDemo {
    public static void main(String[] args) {
       BigDecimal a = new BigDecimal(Double.toString(2.5));
       BigDecimal b = BigDecimal.valueOf(3.26);
        System.out.println("a * b ="+a.multiply(b));
    }
}
//输出成果
a * b =8.150

3.4 除法运算 divide

BigDecimal除法或许呈现不能整除的状况,比方 1.2/1.3，

这时会报错java.lang.ArithmeticException: Non-terminating decimal expansion; no exact representable decimal result.

这个之前也说过，这儿呢再详细说说divide 办法

BigDecimal divide(BigDecimal divisor, int scale, int roundingMode)

  • divisor : 表明除数

  • scale: 表明小数点后保存位数

  • roundingMode: 表明舍入形式。roundingMode是一个枚举类,有八种舍入形式

    咱们以0.333 和-0.333保存2位小数为例，选用不同形式后得成果为

    –形式 –形式阐明 图形阐明
    UP 远离0的舍入形式【0.333–>0.34 -0.333 –>-0.34】
    Java中的金钱陷阱
    DOWN 接近0的舍入形式【0.333–>0.33 -0.333 –>-0.33】
    Java中的金钱陷阱
    CEILING CEILING英文是天花板的意思，能够理解为向”大“舍入【0.333–>0.34 -0.333 –>-0.33】
    Java中的金钱陷阱
    FLOOR FLOOR有地板的意思，能够理解为向”小“舍入【0.333–>0.33 -0.333 –>-0.34】
    Java中的金钱陷阱
    HALF_UP 向“最接近的”数字舍入，假如与两个相邻数字的间隔持平，则为向上舍入的舍入其实便是四舍五入【>=0.5 入，<0.5的舍去】
    HALF_DOWN 向“最接近的”数字舍入，假如与两个相邻数字的间隔持平，则为上舍入的舍入，其实便是五舍六入 【>0.5 的入，<=0.5 的舍去】
    HALF_EVEN 向“最接近的”数字舍入，假如与两个相邻数字的间隔持平，则向相邻的偶数舍入【0.135–>0.14 0.125–>0.12】
    UNNECESSARY 断语请求的操作具有准确的成果，因此不需要舍入 
public class BigDecimalDemo {
    public static void main(String[] args) {
            BigDecimal numA = new BigDecimal("1");
            BigDecimal numB = new BigDecimal("-1");
            BigDecimal numC = new BigDecimal("3");
            // 保存两位小数，舍入形式为UP
            System.out.println("1/3保存两位小数（UP） = " + numA.divide(numC, 2, RoundingMode.UP));
            System.out.println("-1/3保存两位小数（UP） = " + numB.divide(numC, 2, RoundingMode.UP));
            // 保存两位小数，舍入形式为DOWN
            System.out.println("1/3保存两位小数（DOWN） = " + numA.divide(numC, 2, RoundingMode.DOWN));
            System.out.println("-1/3保存两位小数（DOWN） = " + numB.divide(numC, 2, RoundingMode.DOWN));
            // 保存两位小数，舍入形式为CEILING
            System.out.println("1/3保存两位小数（CEILING） = " + numA.divide(numC, 2, RoundingMode.CEILING));
            System.out.println("-1/3保存两位小数（CEILING） = " + numB.divide(numC, 2, RoundingMode.CEILING));
            // 保存两位小数，舍入形式为FLOOR
            System.out.println("1/3保存两位小数（FLOOR） = " + numA.divide(numC, 2, RoundingMode.FLOOR));
            System.out.println("-1/3保存两位小数（FLOOR） = " + numB.divide(numC, 2, RoundingMode.FLOOR));
            BigDecimal numD = new BigDecimal("1");
            BigDecimal numE = new BigDecimal("-1");
            BigDecimal numF = new BigDecimal("8");
            // 保存两位小数，舍入形式为HALF_UP
            System.out.println("1/8(=0.125)保存两位小数（HALF_UP） = " + numD.divide(numF, 2, RoundingMode.HALF_UP));
            System.out.println("-1/8(=0.125)保存两位小数（HALF_UP） = " + numE.divide(numF, 2, RoundingMode.HALF_UP));
            // 保存两位小数，舍入形式为HALF_DOWN
            System.out.println("1/8(=0.125)保存两位小数（HALF_DOWN） = " + numD.divide(numF, 2, RoundingMode.HALF_DOWN));
            System.out.println("-1/8(=0.125)保存两位小数（HALF_DOWN） = " + numE.divide(numF, 2, RoundingMode.HALF_DOWN));
            // 保存两位小数，舍入形式为HALF_EVEN
            System.out.println("0.54/4(=0.135)保存两位小数（HALF_EVEN） = " + new BigDecimal("0.54").divide(new BigDecimal("4"), 2, RoundingMode.HALF_EVEN));
            System.out.println("1/8(=0.125)保存两位小数（HALF_EVEN） = " + numE.divide(numF, 2, RoundingMode.HALF_EVEN));
            //UNNECESSARY,会报反常
            System.out.println("1/8(=0.125) = " + numE.divide(numF,  RoundingMode.UNNECESSARY));
        }
}
//输出成果
1/3保存两位小数（UP） = 0.34
-1/3保存两位小数（UP） = -0.34
1/3保存两位小数（DOWN） = 0.33
-1/3保存两位小数（DOWN） = -0.33
1/3保存两位小数（CEILING） = 0.34
-1/3保存两位小数（CEILING） = -0.33
1/3保存两位小数（FLOOR） = 0.33
-1/3保存两位小数（FLOOR） = -0.34
1/8(=0.125)保存两位小数（HALF_UP） = 0.13
-1/8(=0.125)保存两位小数（HALF_UP） = -0.13
1/8(=0.125)保存两位小数（HALF_DOWN） = 0.12
-1/8(=0.125)保存两位小数（HALF_DOWN） = -0.12
0.54/4(=0.135)保存两位小数（HALF_EVEN） = 0.14
1/8(=0.125)保存两位小数（HALF_EVEN） = -0.12
Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: Rounding necessary

3.5 值转化

public class BigDecimalDemo {
    public static void main(String[] args) {
            BigDecimal a = new BigDecimal(Double.toString(2.3));
            BigDecimal b = new BigDecimal(10200000);
            System.out.println("BigDecimal转字符串："+a.toString());
            System.out.println("BigDecimal转double："+a.doubleValue());
            System.out.println("BigDecimal转float："+a.floatValue());
            System.out.println("BigDecimal转长整型："+b.longValue());
            System.out.println("BigDecimal转int："+b.intValue());
    }
}
//输出成果
BigDecimal转字符串：2.3
BigDecimal转double：2.3
BigDecimal转float：2.3
BigDecimal转长整型：10200000
BigDecimal转int：10200000

3.6 绝对值 abs

public class BigDecimalDemo {
    public static void main(String[] args) {
            BigDecimal a = new BigDecimal(Double.toString(2.35));
            BigDecimal b = BigDecimal.valueOf(-2.35);
            System.out.println("a的绝对值是：" + a.abs());
            System.out.println("b的绝对值是：" + b.abs());
    }
}
//输出成果
a的绝对值是：2.35
b的绝对值是：2.35

3.7 等值比较

《阿里巴巴Java开发手册》榜首章 1.4 OOP规约 中提到

❾**【强制】** 浮点数之间的等值判别，根本数据类型不能用==进行比较，包装数据类型不能用equals办法判别。

阐明： 浮点数选用“尾数+阶码”的编码办法，类似于科学计数法的“有用数字+指数“ 的表明办法。

二级制无法准确表明大部分十进制小数，详细原理参考《码出高效，Java开发手册》

反例：
    float a = 1.0f - 0.9f;
    float b = 0.9f - 0.8 f;
	if(a==b){
        //预期进入此代码块，履行其他事务逻辑
        //但事实上a==b 的成果为false
    }
	Float x = Float.valueOf(a);
	Float y = Float.valueOf(b);
	if(x.equals(y)){
        // 预期进入此代码块，履行其他事务逻辑
        //但事实上x.equals(y)的成果为false
    }
正例：
    1）指定一个差错规模，若两个浮点数的差值在此规模之内，则以为是持平的。
    float a = 1.0f - 0.9f;
    float b = 0.9f - 0.8f;
	//10的-6次方
	float diff = 1e-6f;
	if(Math.abs(a-b)<diff){
        System.out.println("true");
    }
	2)运用BigDecimal界说值，再进行浮点数的运算操作。
    BigDecimal a = BigDecimal("0.1");
    BigDecimal b = BigDecimal("0.9");
    BigDecimal c = BigDecimal("0.8");
	BigDecimal x = a.subtract(b);
	BigDecimal y = b.subtract(c);
	/**
	*BigDecimal的等值比较应运用compareTo()办法，而不是equals() 办法。
	*阐明：equals()办法会比较值和精度（1.0 与1.00 回来成果为false）,
	*而compareTo()则会疏忽精度。
	**/
	if (x.compareTo(y)==0){
        System.out.println("true");
    }

等值比较用compareTo(BigDecimal val) 办法

a.compareTo(b)

  • -1：表明a小于b
  • 0：表明a等于b
  • 1：表明a大于b
public class BigDecimalDemo {
    public static void main(String[] args) {
            BigDecimal a = new BigDecimal("0.5");
            BigDecimal b = new BigDecimal("0.8");
            BigDecimal c = new BigDecimal("0.3");
            BigDecimal d = new BigDecimal("0.5");
            System.out.println("a与b比较成果:"+a.compareTo(b));
            System.out.println("a与c比较成果:"+a.compareTo(c));
            System.out.println("a与d比较成果:"+a.compareTo(d));
    }
}
//输出成果
a与b比较成果:-1
a与c比较成果:1
a与d比较成果:0

四、BigDecimal格式化

NumberFormat类的format()办法能够运用BigDecimal目标作为参数，

能够对超出16位有用数字的钱银值，百分值，以及一般数值进行格式化控制

public class BigDecimalDemo {
    public static void main(String[] args) {
            NumberFormat money = NumberFormat.getCurrencyInstance(); //树立钱银格式化引证
            NumberFormat percent = NumberFormat.getPercentInstance();  //树立百分比格式化引证
            percent.setMaximumFractionDigits(3); //百分比小数点最多3位
            BigDecimal loanAmount = new BigDecimal("15000.48"); //借款金额
            BigDecimal interestRate = new BigDecimal("0.008"); //利率
            BigDecimal interest = loanAmount.multiply(interestRate); //相乘
            System.out.println("借款金额:" + money.format(loanAmount));
            System.out.println("利率:" + percent.format(interestRate));
            System.out.println("利息:" + money.format(interest));
    }
}
//输出成果
借款金额:￥15,000.48
利率:0.8%
利息:￥120.00

五、BigDecimal 东西类

为了愈加方便的运用BigDecimal 咱们能够将其常用办法封装成东西类

package com.xiezhr.util;
import java.math.BigDecimal;
import java.math.RoundingMode;
/**
 * 简化BigDecimal核算的小东西类
 */
public class BigDecimalUtil {
    /**
     * 默认除法运算精度
     */
    private static final int DEF_DIV_SCALE = 10;
    private BigDecimalUtil() {
    }
    /**
     * 供给准确的加法运算。
     *
     * @param v1 被加数
     * @param v2 加数
     * @return 两个参数的和
     */
    public static double add(double v1, double v2) {
        BigDecimal b1 = BigDecimal.valueOf(v1);
        BigDecimal b2 = BigDecimal.valueOf(v2);
        return b1.add(b2).doubleValue();
    }
    /**
     * 供给准确的减法运算。
     *
     * @param v1 被减数
     * @param v2 减数
     * @return 两个参数的差
     */
    public static double subtract(double v1, double v2) {
        BigDecimal b1 = BigDecimal.valueOf(v1);
        BigDecimal b2 = BigDecimal.valueOf(v2);
        return b1.subtract(b2).doubleValue();
    }
    /**
     * 供给准确的乘法运算。
     *
     * @param v1 被乘数
     * @param v2 乘数
     * @return 两个参数的积
     */
    public static double multiply(double v1, double v2) {
        BigDecimal b1 = BigDecimal.valueOf(v1);
        BigDecimal b2 = BigDecimal.valueOf(v2);
        return b1.multiply(b2).doubleValue();
    }
    /**
     * 供给（相对）准确的除法运算，当发生除不尽的状况时，准确到
     * 小数点以后10位，以后的数字四舍五入。
     *
     * @param v1 被除数
     * @param v2 除数
     * @return 两个参数的商
     */
    public static double divide(double v1, double v2) {
        return divide(v1, v2, DEF_DIV_SCALE);
    }
    /**
     * 供给（相对）准确的除法运算。当发生除不尽的状况时，由scale参数指
     * 定精度，以后的数字四舍五入。
     *
     * @param v1    被除数
     * @param v2    除数
     * @param scale 表明表明需要准确到小数点以后几位。
     * @return 两个参数的商
     */
    public static double divide(double v1, double v2, int scale) {
        if (scale < 0) {
            throw new IllegalArgumentException(
                    "The scale must be a positive integer or zero");
        }
        BigDecimal b1 = BigDecimal.valueOf(v1);
        BigDecimal b2 = BigDecimal.valueOf(v2);
        return b1.divide(b2, scale, RoundingMode.HALF_UP).doubleValue();
    }
    /**
     * 供给准确的小数位四舍五入处理。
     *
     * @param v     需要四舍五入的数字
     * @param scale 小数点后保存几位
     * @return 四舍五入后的成果
     */
    public static double round(double v, int scale) {
        if (scale < 0) {
            throw new IllegalArgumentException(
                    "The scale must be a positive integer or zero");
        }
        BigDecimal b = BigDecimal.valueOf(v);
        BigDecimal one = new BigDecimal("1");
        return b.divide(one, scale, RoundingMode.HALF_UP).doubleValue();
    }
    /**
     * 供给准确的类型转化(Float)
     *
     * @param v 需要被转化的数字
     * @return 回来转化成果
     */
    public static float convertToFloat(double v) {
        BigDecimal b = new BigDecimal(v);
        return b.floatValue();
    }
    /**
     * 供给准确的类型转化(Int)不进行四舍五入
     *
     * @param v 需要被转化的数字
     * @return 回来转化成果
     */
    public static int convertsToInt(double v) {
        BigDecimal b = new BigDecimal(v);
        return b.intValue();
    }
    /**
     * 供给准确的类型转化(Long)
     *
     * @param v 需要被转化的数字
     * @return 回来转化成果
     */
    public static long convertsToLong(double v) {
        BigDecimal b = new BigDecimal(v);
        return b.longValue();
    }
    /**
     * 回来两个数中大的一个值
     *
     * @param v1 需要被比照的榜首个数
     * @param v2 需要被比照的第二个数
     * @return 回来两个数中大的一个值
     */
    public static double returnMax(double v1, double v2) {
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
        return b1.max(b2).doubleValue();
    }
    /**
     * 回来两个数中小的一个值
     *
     * @param v1 需要被比照的榜首个数
     * @param v2 需要被比照的第二个数
     * @return 回来两个数中小的一个值
     */
    public static double returnMin(double v1, double v2) {
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
        return b1.min(b2).doubleValue();
    }
    /**
     * 准确比照两个数字
     *
     * @param v1 需要被比照的榜首个数
     * @param v2 需要被比照的第二个数
     * @return 假如两个数一样则回来0，假如榜首个数比第二个数大则回来1，反之回来-1
     */
    public static int compareTo(double v1, double v2) {
        BigDecimal b1 = BigDecimal.valueOf(v1);
        BigDecimal b2 = BigDecimal.valueOf(v2);
        return b1.compareTo(b2);
    }
}

六、避坑小结

  • 商业核算运用BigDecimal
  • 尽量运用参数类型为String的结构函数
  • BigDecimal都是不可变的，在进行每一步运算时，都会发生一个新的目标，所以在做加减乘除运算时千万要保存操作后的值

经过本期内容，你还会掉金钱圈套里么？

本期内容到此就结束了，咱们下期再见。(●’◡’●)