胜利油田三流合一项目中一直存在一个问题,就是每次报表统计的物资金额和实际的金额要差那么几分钱,和实际金额不一致,让客户觉得总是不那么舒服,原因是因为我们使用java的浮点类型double来定义物资金额,并且在报表统计中我们经常要进行一些运算,但Java中浮点数(double、float)的计算是非精确计算,请看下面一个例子:
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);
你的期望输出是什么?可实际的输出确实这样的:
0.060000000000000005
0.5800000000000001
401.49999999999994
1.2329999999999999
这个问题就非常严重了,如果你有123.3元要购买商品,而计算机却认为你只有123.29999999999999元,钱不够,计算机拒绝交易。
2、四舍五入
是否可以四舍五入呢?当然可以,习惯上我们本能就会这样考虑,但四舍五入意味着误差,商业运算中可能意味着错误,同时Java中也没有提供保留指定位数的四舍五入方法,只提供了一个Math.round(double d)和Math.round(float f)的方法,分别返回长整型和整型值。round方法不能设置保留几位小数,我们只能象这样(保留两位):
public double round(double value){ return Math.round( value * 100 ) / 100.0; }
但非常不幸的是,上面的代码并不能正常工作,给这个方法传入4.015它将返回4.01而不是4.02,如我们在上面看到的
4.015 * 100 = 401.49999999999994
因此如果我们要做到精确的四舍五入,这种方法不能满足我们的要求。
还有一种方式是使用java.text.DecimalFormat,但也存在问题,format采用的舍入模式是ROUND_HALF_DOWN(舍入模式在下面有介绍),比如说4.025保留两位小数会是4.02,因为.025距离” nearest neighbor”(.02和.03)长度是相等,向下舍入就是.02,如果是4.0251那么保留两位小数就是4.03。
System.out.println(new java.text.DecimalFormat("0.00").format(4.025)); System.out.println(new java.text.DecimalFormat("0.00").format(4.0251));
输出是
4.02
4.03
3、浮点数输出(科学记数法)
Java浮点型数值在大于9999999.0就自动转化为科学记数法来表示,我们看下面的例子:
System.out.println(999999999.04);
System.out.println(99999999.04);
System.out.println(10000000.01);
System.out.println(9999999.04);
输出的结果如下:
9.9999999904E8
9.999999904E7
1.000000001E7
9999999.04
但有时我们可能不需要科学记数法的表示方法,需要转换为字符串,还不能直接用toString()等方法转换,很烦琐。
BigDecimal介绍(详看附件)
8种舍入模式(Rounding mode):
在银行、帐户、计费等商业领域,BigDecimal提供了精确的数值计算。其中8种舍入方式值得掌握。
1、ROUND_UP
舍入远离零的舍入模式。
在丢弃非零部分之前始终增加数字(始终对非零舍弃部分前面的数字加1)。
注意,此舍入模式始终不会减少计算值的大小。
2、ROUND_DOWN
接近零的舍入模式。
在丢弃某部分之前始终不增加数字(从不对舍弃部分前面的数字加1,即截短)。
注意,此舍入模式始终不会增加计算值的大小。
3、ROUND_CEILING
接近正无穷大的舍入模式。
如果 BigDecimal 为正,则舍入行为与 ROUND_UP 相同;
如果为负,则舍入行为与 ROUND_DOWN 相同。
注意,此舍入模式始终不会减少计算值。
4、ROUND_FLOOR
接近负无穷大的舍入模式。
如果 BigDecimal 为正,则舍入行为与 ROUND_DOWN 相同;
如果为负,则舍入行为与 ROUND_UP 相同。
注意,此舍入模式始终不会增加计算值。
5、ROUND_HALF_UP
向“最接近的”数字舍入,如果与两个相邻数字的距离相等,则为向上舍入的舍入模式。
如果舍弃部分 >= 0.5,则舍入行为与 ROUND_UP 相同;否则舍入行为与 ROUND_DOWN 相同。
注意,这是我们大多数人在小学时就学过的舍入模式(四舍五入)。
6、ROUND_HALF_DOWN
向“最接近的”数字舍入,如果与两个相邻数字的距离相等,则为上舍入的舍入模式。
如果舍弃部分 > 0.5,则舍入行为与 ROUND_UP 相同;否则舍入行为与 ROUND_DOWN 相同(五舍六入)。
7、ROUND_HALF_EVEN
向“最接近的”数字舍入,如果与两个相邻数字的距离相等,则向相邻的偶数舍入。
如果舍弃部分左边的数字为奇数,则舍入行为与 ROUND_HALF_UP 相同;
如果为偶数,则舍入行为与 ROUND_HALF_DOWN 相同。
注意,在重复进行一系列计算时,此舍入模式可以将累加错误减到最小。
此舍入模式也称为“银行家舍入法”,主要在美国使用。四舍六入,五分两种情况。
如果前一位为奇数,则入位,否则舍去。
以下例子为保留小数点1位,那么这种舍入方式下的结果。
1.15>1.2 1.25>1.2
8、ROUND_UNNECESSARY
断言请求的操作具有精确的结果,因此不需要舍入。
如果对获得精确结果的操作指定此舍入模式,则抛出ArithmeticException。
工具类提供:
这里我们提供了一个工具类,定义浮点数的加、减、乘、除和四舍五入等运算方法。以供参考。
package com.test; import java.math.BigDecimal; /** * <li>由于Java的简单类型不能够精确的对浮点数进行运算,这个工具类提供精 确的浮点数运算,包括加减乘除和四舍五入。</li> * <li>推荐使用 String 参数类型,这样计算结果是最精确的</li> */ public class Arith { // 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 Arith() { } /** * 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(Double.toString(v1)); BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2)); return b1.add(b2).doubleValue(); } /** * 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(String v1, String v2) { BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1); BigDecimal b2 = new BigDecimal(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(Double.toString(v1)); BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2)); return b1.subtract(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(String v1, String v2) { BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1); BigDecimal b2 = new BigDecimal(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(Double.toString(v1)); BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2)); return b1.multiply(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(String v1, String v2) { BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1); BigDecimal b2 = new BigDecimal(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位元,以后的数字四捨五入。 * @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 divide(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。舍入模式采用ROUND_HALF_UP * @param v1 * @param v2 * @param scale 表示需要精确到小数点以后几位 * @return double 两个参数的商<br/> */ public static double divide(double v1,double v2, int scale) { return divide(v1, v2, scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP); } /** * 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。舍入模式采用用户指定舍入模式 * @param v1 * @param v2 * @param scale 表示需要精确到小数点以后几位 * @param round_mode 表示用户指定的舍入模式 * @return double 两个参数的商<br/> */ public static double divide(double v1,double v2,int scale, int round_mode){ if(scale < 0) { throw new IllegalArgumentException("The scale must be a positive integer or zero"); } BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1)); BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2)); return b1.divide(b2, scale, round_mode).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位元,以后的数字四捨五入。 * @param v1 被除数 * @param v2 除数 * @return 两个参数的商 */ public static double div(String v1, String v2) { return divide(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。舍入模式采用ROUND_HALF_UP * @param v1 * @param v2 * @param scale 表示需要精确到小数点以后几位 * @return double 两个参数的商<br/> */ public static double divide(String v1,String v2, int scale) { return divide(v1, v2, scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP); } /** * 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。舍入模式采用用户指定舍入模式 * @param v1 * @param v2 * @param scale 表示需要精确到小数点以后几位 * @param round_mode 表示用户指定的舍入模式 * @return double 两个参数的商<br/> */ public static double divide(String v1,String v2,int scale, int round_mode){ if(scale < 0) { throw new IllegalArgumentException("The scale must be a positive integer or zero"); } BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1); BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2); return b1.divide(b2, scale, round_mode).doubleValue(); } /** * 提供精确的小数位四舍五入处理,舍入模式采用ROUND_HALF_UP * @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) { return round(v, scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP); } /** * 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 * @param round_mode 指定的舍入模式 * @return double 四舍五入后的结果<br/> */ public static double round(double v, int scale, int round_mode) { if(scale<0) { throw new IllegalArgumentException("The scale must be a positive integer or zero"); } BigDecimal b = new BigDecimal(Double.toString(v)); return b.setScale(scale, round_mode).doubleValue(); } /** * 提供精确的小数位四舍五入处理,舍入模式采用ROUND_HALF_UP * @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(String v, int scale) { return round(v, scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP); } /** * 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 * @param round_mode 指定的舍入模式 * @return double 四舍五入后的结果<br/> */ public static double round(String v, int scale, int round_mode) { if(scale<0) { throw new IllegalArgumentException("The scale must be a positive integer or zero"); } BigDecimal b = new BigDecimal(v); return b.setScale(scale, round_mode).doubleValue(); } }