Java中浮点数的处理

来源：互联网发布：2016qq邮件钓鱼源码编辑：程序博客网时间：2024/05/09 11:18

1、介绍
2、格式化浮点数
3、java.math.BigDecimal

1、介绍

      在Java中float和double类型的数据，无法精确表示计算结果。这是由于float和double是不精确的计算。
      例：
        System.out.println(0.05+0.01);
        System.out.println(1.0-0.42);
        System.out.println(4.015*100);
        System.out.println(123.3/100);
        System.out.println(0.05);
      得到如下结果：
        0.060000000000000005
        0.5800000000000001
       401.49999999999994
       1.2329999999999999

如何实现浮点数字的精确计算，下面从2个方面讨论，一是从四舍五入，二是从使用BigDecimal工具类来实现精确计算。

2、格式化浮点数

1)Math.round()

Math类中的round方法实现的四舍五入无法精确到小数，如果经过×100的计算后再四舍五入还是没有办法保证得到精确的结果。

2)java.text.DecimalFormat

          DecimalFormat可以按照一定的格式格式化数字，常用的格式化字符是#、0等。
          例：
            System.out.println(new java.text.DecimalFormat("0.00").format(3.125));
            System.out.println(new java.text.DecimalFormat("0.00").format(3.135));
         但是得到的结果是：
           3.12
           3.14
         这是因为DecimalFormat是使用half-even 舍入（ROUND_HALF_EVEN），简单的说就是向当四舍五入的5的时候向最近的偶数靠。

所以使用DecimalForamt也无法得到可靠的浮点数。

3、java.math.BigDecimal

BigDecimal提供的一个不变的、任意精度的有符号十进制数对象，可以用它来实现浮点数的精确计算。

1）构造函数说明

BigDecimal提供了多个构造函数，和浮点数有关的有：
         BigDecimal(double val) Translates a double into a BigDecimal.
         BigDecimal(String val)   Translates the String repre sentation of a BigDecimal into a BigDecimal.
      但是用double参数来创建对象得到不精确的值，只有通过String来创建对象。
      例：
        BigDecimal bd1=new BigDecimal(0.05);
        System.out.println(bd1.toString());
        BigDecimal bd2=new BigDecimal("0.05");
        System.out.println(bd2.toString());
    得到结果：
        0.05000000000000000277555756156289135105907917022705078125
        0.05
    所以，需要使用String来创建对象，如果是double数，可以先转为String

2）基本计算

    利用BigDecimal的
add       加法
subtract   减法
multiply    乘法
divide     除法
setscale   四舍五入下面程序说明基本计算的方法

//以下代码使用java.math.BigDecimal来实现浮点数的精确计算

//+

BigDecimal bd3=new BigDecimal(String.valueOf(0.05));

BigDecimal bd4=new BigDecimal(String.valueOf(0.01));

System.out.println((bd3.add(bd4)).doubleValue());

//-

BigDecimal bd5=new BigDecimal(String.valueOf(0.05));

BigDecimal bd6=new BigDecimal(String.valueOf(0.01));

System.out.println((bd5.subtract(bd6)).doubleValue());

//*

BigDecimal bd7=new BigDecimal(String.valueOf(0.05));

BigDecimal bd8=new BigDecimal(String.valueOf(0.01));

System.out.println((bd7.multiply(bd8)).doubleValue());

///这里没有考虑数据错误的可能情况

//定义了精确位数

int scale=10;

BigDecimal bd9=new BigDecimal(String.valueOf(0.05));

BigDecimal bd10=new BigDecimal(String.valueOf(0.03));

System.out.println((bd9.divide(bd10,scale,BigDecimal.ROUND_HALF_EVEN)).doubleValue());

//四舍五入

scale=4;

BigDecimal bd11=new BigDecimal(String.valueOf(3.1415926));
System.out.println(bd11.setScale(scale,BigDecimal.ROUND_HALF_DOWN).toString());

在程序中多次用到了BigDecimal的精确模式这个参数，下面说明如下：

ROUND_CEILING
       Rounding mode to round towards positive infinity.
       向正无穷方向舍入
    ROUND_DOWN
       Rounding mode to round towards zero.
       向零方向舍入
    ROUND_FLOORRounding mode to round towards negative infinity.

       向负无穷方向舍入
    ROUND_HALF_DOWN
       Rounding mode to round towards "nearest neighbor" unless both neighbors are equidistant, in which case round down.
       向（距离）最近的一边舍入，除非两边（的距离）是相等,如果是这样，向下舍入, 例如1.55 保留一位小数结果为1.5
    ROUND_HALF_EVEN
       Rounding mode to round towards the "nearest neighbor" unless both neighbors are equidistant, in which case, round towards the even neighbor.
       向（距离）最近的一边舍入，除非两边（的距离）是相等,如果是这样，如果保留位数是奇数，使用ROUND_HALF_UP ，如果是偶数，使用ROUND_HALF_DOWN
    ROUND_HALF_UP
       Rounding mode to round towards "nearest neighbor" unless both neighbors are equidistant, in which case round up.
       向（距离）最近的一边舍入，除非两边（的距离）是相等,如果是这样，向上舍入, 1.55保留一位小数结果为1.6
    ROUND_UNNECESSARYRounding mode to assert that the requested operation has an exact result, hence no rounding is necessary.

       计算结果是精确的，不需要舍入模式
    ROUND_UP
       Rounding mode to round away from zero.
       向远离0的方向舍入

下面是本文的示例代码：

System.out.println(0.05+0.01);

System.out.println(1.0-0.42);

System.out.println(4.015*100);

System.out.println(123.3/100);

System.out.println(0.05);

//可以利用DecimalFormat类来格式化浮点数，但是得到的结果也有可能是错误的值

System.out.println(new java.text.DecimalFormat("0.00").format(3.125));

System.out.println(new java.text.DecimalFormat("0.00").format(3.135));

//以下代码是java.math.BigDecimal的构造函数

BigDecimal bd1=new BigDecimal(0.05);

System.out.println(bd1.toString());

BigDecimal bd2=new BigDecimal("0.05");

System.out.println(bd2.toString());