不掌握BigDecimal的四大坑你敢用吗？

BigDecimal 是 Java 中的一个类，这个相信大家都是知道的。它的作用就是可以表示任意精度的十进制数，BigDecimal 提供了精确的数字运算，适用于需要高精度计算的场景，例如金融、货币或者税收等涉及到金钱的地方。

与 double 和 float 不同的是，BigDecimal 对象在计算的过程中不会丢失精度，那么下面我们就来看下第一个坑，浮点精度的坑。

一、浮点精度的坑

我们先来看一个例子：

    public static void main(String[] args) {

        BigDecimal num1 = new BigDecimal("0.1");
        BigDecimal num2 = new BigDecimal("0.10");

        // false
        System.out.println(num1.equals(num2));
        // 0
        System.out.println(num1.compareTo(num2));

    }

compareTo 方法比较中，a.compareTo(b)

返回：

• -1: a小于b

• 0: a等于b

• 1: a大于b。

在上方的代码中，我们使用 new BigDecimal 的形式 new 了两个 BigDecimal 对象，分别是 0.1 和0.10。

我们分别使用了 equals 与 compareTo 进行比较，当使用 equals 进行比较时，返回了 false，这是因为 equals 不仅比较了值是否相等，还比较了精度是否相等，源码中是这样写的：

 public boolean equals(Object x) {
        if (!(x instanceof BigDecimal))
            return false;
        BigDecimal xDec = (BigDecimal) x;
        if (x == this)
            return true;
        if (scale != xDec.scale)
            return false;
        long s = this.intCompact;
        long xs = xDec.intCompact;
        if (s != INFLATED) {
            if (xs == INFLATED)
                xs = compactValFor(xDec.intVal);
            return xs == s;
        } else if (xs != INFLATED)
            return xs == compactValFor(this.intVal);

        return this.inflated().equals(xDec.inflated());
    }

所以在使用 equals 进行比较两个 BigDecimal 的大小时，一定要注意这一点了。

简单概括一下，如果比较两个 BigDecimal 对象的大小，那就使用 compareTo 方法；如果严格比较精度的大小，那就使用 equals 方法进行比较。

上面我们知道了如何比较两个 BigDecimal 对象的大小，equals 比较的还有他们的精度，那么精度又是如何设置的呢，这块有没有坑呢？

二、设置精度的坑

有的同学可能会说了，设置精度还有啥坑啊，设置了精度就好了吗，哎对，就是这个意思，在做 BigDecimal 对象计算的时候，一定要设置精度。相反，有的同学就不喜欢设置精度，那么这 BUG 不就来了吗。

来看一个例子：

    public static void main(String[] args) {

        BigDecimal num1 = new BigDecimal("1");
        BigDecimal num2 = new BigDecimal("3");

        BigDecimal result = num1.divide(num2); // 默认舍入模式为 UNNECESSARY，会抛出 ArithmeticException


    }

上述的代码在执行结束之后会报错 ArithmeticException ，这是因为默认舍入模式为 UNNECESSARY，所以会抛出 ArithmeticException。

Exception in thread "main" java.lang.ArithmeticException: Non-terminating decimal expansion; no exact representable decimal result.

要解决这个异常也很容易，只需要加上精度即可。

    public static void main(String[] args) {

        BigDecimal num1 = new BigDecimal("1");
        BigDecimal num2 = new BigDecimal("3");

        BigDecimal result = num1.divide(num2, 2,RoundingMode.HALF_UP);
        // 输出：0.33
        System.out.println(result);


    }

那么出现这个异常的原因是什么你考虑过吗？为什么加了精度就不报错了呢？

这个异常在源码中也有说明：

大概意思就是如果在做 divide 运算时，如果商是一个无限小数，而操作的结果是一个精确的数字，那么就会抛出该异常。

对于舍入模式，可以参考代码中的 RoundingMode 枚举类。一共有8种模式，此处就不再详细说了，感兴趣的可以去代码中看一下，如果你想在文章中也想看到这种的，欢迎留言。

不知道大家注意到一点没有，就是上面做除法运算的时候，也就是 BigDecimal result = num1.divide(num2, 2,RoundingMode.HALF_UP); 这行代码的位置，使用了一个新的变量 result 来接收结果值，因为 BigDecimal 是不可变的，因此每次进行运算都会创建一个新的 BigDecimal 对象，所以这一点也是需要注意的，创建的多了可能会产生大量的垃圾对象。

讲完了精度与运算，那么你初始化的方式对吗？

三、初始化的坑

先来看代码：

BigDecimal num = new BigDecimal(0.1); // 使用双精度浮点数构造
System.out.println(num); // 输出: 0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625

BigDecimal num2 = new BigDecimal("0.1"); // 使用字符串构造
System.out.println(num2); // 输出: 0.1

在使用 new BigDecimal 构造器进行初始化的时候，如果有初始值，最好使用字符串的构造方法进行初始化。

在使用 double 的构造器进行新建时，本身传入的 0.1 就是浮点类型了，为了不丢失精度，在使用 new BigDecimal 新建时就把这个近似值完整的保留下来了。

或者就是 另外一种初始化方式 BigDecimal.valueOf(0.1);，通过看源码可以发现，在 valueOf 的内部，将 Double 类型直接转为了字符串了，因此也就不会存在精度丢失的问题了。

对于使用 new BigDecimal(0.1) 构造时，源码中也已经说明了这个问题。

大体意思就是生成的 BigDecimal 对象不是我们想要的 0.1，推荐使用 String 类型的构造方法。

上面我们已经学会了如何初始化，如何运算，下一步就是如何用了，例如转字符串，很多同学可能会说，转字符串 toString() 不就好了，如果你也这样想，那你单纯了弟弟。

四、转字符串的坑

还是先看一段代码：

    public static void main(String[] args) {
        BigDecimal a = BigDecimal.valueOf(89382389312389594.33822312317952678768725);
        System.out.println(a.toString()); // 输出：8.93823893123896E+16
        String str = a.setScale(2, RoundingMode.HALF_UP).toString();
        System.out.println(str); // 输出: 89382389312389600.00

    }

上面代码中是一个非常大的数，我想把他转为字符串，可是在使用 toString() 方法时，打印出来的却是科学计数法。

所以如果想使用 toString() 方法进行转字符串时，可以使用设置精度的方法，但是结果还是与我们的预期有所差别，我们想要的是一模一样的打印出来呢？

那么 toPlainString 就上场了，这个方法返回一个字符串的表示形式，包含所有的有效数字。

代码修改如下：

    public static void main(String[] args) {
        BigDecimal a = BigDecimal.valueOf(89382389312389594.99933822312317952678768725);
        System.out.println(a.toPlainString());
    }

修改之后就可以了吗，不可以 ，忘了上面说的吗，使用 String 的构造函数吧兄弟，double 类型的构造函数会丢失精度的。

最终代码如下：

    public static void main(String[] args) {
        BigDecimal a = new BigDecimal("89382389312389594.99933822312317952678768725");
        System.out.println(a.toPlainString());
    }

除了上述两种转字符串的方法外，还有一种，就是 toEngineeringString，这个方法也是返回一个字符串，包含有效数字，但是它会使用工程计数法，科学计数法的一种变体，它使用数字的倍数来表示值，使得指数是 3 的倍数。例如，1000会显示为"1E3"，而不是"1E+3"。

所以总结就是

• toString：返回有效数字，必要的时候使用科学计数法。
• toPlainString: 不实用任何科学计数法。
• toEngineeringString：必要的时候使用工程计数法。

五、总结

本文从精度的比较、除法运算中是否设置精度、对象初始化到转字符串，四个角度来把 BigDecimal 的坑尽可能清晰的描述出来，以及基于这些坑得到的最佳实践。

有些场景下推荐使用 BigDecimal ，但是能不用还是不用，比 double 、float 多出来的性能损失得是你能接受的。如果非得用，那上面这几个坑一定要规避。

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