处理大数字BigInteger与BigDecimal

    xiaoxiao2021-04-19  150

    关键技术剖析:

    ² BigInteger:支持任意精度的整数,可以精确地表示任意大小的整数值,同时在运算过程中不会丢失任何信息。

    ² BigDecimal:可以精确地表示任意精度的小数,同时在运算过程中不会丢失任何信息。

     

    源码:

    import java.math.BigDecimal;

    import java.math.BigInteger;

     

     

    public class BigNumber {

     

    //默认除法运算精度,即保留小数点多少位 

    private static final int DEFAULT_DIV_SCALE = 10;

     

    //这个类不能实例化 

    private BigNumber() {

    }

     

     

    public static double add(double v1, double v2) {

    BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));

    BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));

    return (b1.add(b2)).doubleValue();

    }

     

     

    public static double sub(double v1, double v2) {

    BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));

    BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));

    return (b1.subtract(b2)).doubleValue();

    }

     

     

    public static double mul(double v1, double v2) {

    BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));

    BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));

    return (b1.multiply(b2)).doubleValue();

    }

     

     

    public static double div(double v1, double v2) {

    return div(v1, v2, DEFAULT_DIV_SCALE);

    }

     

     

    public static double div(double v1, double v2, int scale) {

    if (scale < 0) {

    System.err.println("除法精度必须大于0!");

    return 0;

    }

    BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));

    BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));

    return (b1.divide(b2, scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP)).doubleValue();

    }

     

     

    public static BigInteger getFactorial(int n) {

    if (n < 0) {

    System.err.println("n必须大于等于0!");

    return new BigInteger("-1");

    else if (n == 0) {

    return new BigInteger("0");

    }

    //将数组换成字符串后构造BigInteger

    BigInteger result = new BigInteger("1");

    for (; n > 0; n--) {

    //将数字n转换成字符串后,再构造一个BigInteger对象,与现有结果做乘法

    result = result.multiply(new BigInteger(new Integer(n).toString()));

    }

    return result;

    }

     

    public static void main(String[] args) {

     

    // 如果我们编译运行下面这个程序会看到什么?

    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);

    // 0.060000000000000005

    // 0.5800000000000001

    // 401.49999999999994

    // 1.2329999999999999

     

    //计算阶乘,可以将n设得更大

    int n = 30;

    System.out.println("计算n的阶乘" + n + "! = " + BigNumber.getFactorial(n));

     

    //用double构造BigDecimal

    BigDecimal bd1 = new BigDecimal(0.1);

    System.out.println("(bd1 = new BigDecimal(0.1)) = " + bd1.toString());

    //用String构造BigDecimal

    BigDecimal bd2 = new BigDecimal("0.1");

    System.out.println("(bd2 = new BigDecimal("0.1")) = "

    + bd2.toString());

     

    BigDecimal bd3 = new BigDecimal("0.10");

    //equals方法比较两个BigDecimal对象是否相等,相等返回true,不等返回false

    System.out.println("bd2.equals(bd3) = " + bd2.equals(bd3));//false

    //compareTo方法比较两个BigDecimal对象的大小,相等返回0,小于返回-1,大于返回1。

    System.out.println("bd2.compareTo(bd3) = " + bd2.compareTo(bd3));//0

     

    //进行精确计算

    System.out.println("0.05 + 0.01 = " + BigNumber.add(0.05, 0.01));

    System.out.println("1.0 - 0.42 = " + BigNumber.add(1.0, 0.42));

    System.out.println("4.015 * 100 =" + BigNumber.add(4.015, 100));

    System.out.println("123.3 / 100 = " + BigNumber.add(123.3, 100));

    }

    }

     

    运行结果:

    0.060000000000000005 0.5800000000000001 401.49999999999994 1.2329999999999999 计算n的阶乘30! = 265252859812191058636308480000000 (bd1 = new BigDecimal(0.1)) = 0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625 (bd2 = new BigDecimal("0.1")) = 0.1 bd2.equals(bd3) = false bd2.compareTo(bd3) = 0 0.05 + 0.01 = 0.06 1.0 - 0.42 = 1.42 4.015 * 100 =104.015 123.3 / 100 = 223.3

    源码分析:

    ² BigIntegerBigDecimal都是不可变的(immutable)的,在进行每一步运算时,都会产生一个新的对象,由于创建对象会引起开销,因此它们不适合于大量的数学运算,应尽量使用longfloatdouble等基本类型做科学计算或者工程计算。设计BigIntegerBigDecimal的目的是用来精确地表示大整数和小数,常用于商业计算中。

    ² BigDecimal够造方法的参数类型有4种,其中的两个用BigInteger构造,另一个是用double构造,还有一个使用String构造。应该避免使用double构造BigDecimal,因为:有些数字用double根本无法精确表示,传给BigDecimal构造方法时就已经不精确了。比如,new BigDecimal(0.1)得到的值是0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625。使用new BigDecimal("0.1")得到的值是0.1。因此,如果需要精确计算,用String构造BigDecimal,避免用double构造,尽管它看起来更简单! 

    ² equals()方法认为0.10.1是相等的,返回true,而认为0.100.1是不等的,结果返回false。方法compareTo()则认为0.10.1相等,0.100.1也相等。所以在从数值上比较两个BigDecimal值时,应该使用compareTo()而不是 equals()

    ² 另外还有一些情形,任意精度的小数运算仍不能表示精确结果。例如,1除以9会产生无限循环的小数 .111111...。出于这个原因,在进行除法运算时,BigDecimal可以让您显式地控制舍入。

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