Java中实现精确的浮点数运算

我们知道，在 Java 中直接对浮点数进行运算会出现精度丢失的现象，那么如何解决这一问题呢？
我们需要借助 BigDecimal 来帮助我们进行浮点数的运算

1、如有需要，直接复制以下代码 ArithmeticUtils.java：

import java.math.BigDecimal;

/**
 * 精确的浮点数运算
 *
 * @author lizhou
 */
public class ArithmeticUtils {

    /**
     * 默认除法运算精度
     */
    private static final int DEF_DIV_SCALE = 10;

    /**
     * 这个类不能实例化
     */
    private ArithmeticUtils() {
    }

    /**
     * 提供精确的加法运算。
     *
     * @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 = new BigDecimal(String.valueOf(v1));
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(String.valueOf(v2));
        return b1.add(b2).doubleValue();
    }

    /**
     * 提供精确的减法运算。
     *
     * @param v1 被减数
     * @param v2 减数
     * @return 两个参数的差
     */
    public static double sub(double v1, double v2) {
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(String.valueOf(v1));
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(String.valueOf(v2));
        return b1.subtract(b2).doubleValue();
    }

    /**
     * 提供精确的乘法运算。
     *
     * @param v1 被乘数
     * @param v2 乘数
     * @return 两个参数的积
     */
    public static double mul(double v1, double v2) {
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(String.valueOf(v1));
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(String.valueOf(v2));
        return b1.multiply(b2).doubleValue();
    }

    /**
     * 提供（相对）精确的除法运算，当发生除不尽的情况时，精确到 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 div(double v1, double v2) {
        return div(v1, v2, DEF_DIV_SCALE);
    }

    /**
     * 提供（相对）精确的除法运算。当发生除不尽的情况时，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 表示表示需要精确到小数点以后几位。
     * @return 两个参数的商
     */
    public static double div(double v1, double v2, int scale) {
        if (scale < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("The scale must be a positive integer or zero");
        }
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(String.valueOf(v1));
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(String.valueOf(v2));
        if (b1.compareTo(BigDecimal.ZERO) == 0) {
            return BigDecimal.ZERO.doubleValue();
        }
        return b1.divide(b2, scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue();
    }

    /**
     * 提供精确的小数位四舍五入处理。
     *
     * @param v     需要四舍五入的数字
     * @param scale 小数点后保留几位
     * @return 四舍五入后的结果
     */
    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 = new BigDecimal(String.valueOf(v));
        BigDecimal one = new BigDecimal("1");
        return b.divide(one, scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue();
    }
}

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