一、前言
在 Java 中，基本数据类型 `float` 和 `double` 采用二进制浮点数存储，无法精确表示所有十进制小数（例如 `0.1`），进行算术运算时容易出现精度丢失问题（如 `0.1 + 0.2 != 0.3`）。而 `BigDecimal` 类位于 `java.math` 包中，专门用于处理**高精度的十进制数值运算**，能够完美解决浮点数精度丢失问题，广泛应用于金融、电商、财务等对数值精度要求极高的场景。
二、核心特点
- **精度无损**：基于十进制整数和缩放因子（小数点位置）实现存储，能够精确表示任意十进制小数，不存在二进制浮点数的精度误差。 2. **支持超大数值**：突破了 `float`、`double` 以及基本整数类型的数值范围限制，可存储和运算超大位数的十进制数值。 3. **丰富的运算方法**：提供了加减乘除、取余、幂运算、四舍五入等全套算术运算和数值处理方法，满足复杂的数值计算需求。 4. **不可变性**：与 `String` 类类似，`BigDecimal` 对象一旦创建，其内部存储的数值就无法修改，所有运算操作都会返回一个新的 `BigDecimal` 对象。
三、创建 BigDecimal 对象（推荐方式 & 避坑）
创建 `BigDecimal` 有多种方式，核心是**避免使用 `double` 类型参数的构造器**，防止精度丢失从源头发生。 ### 1. 推荐创建方式 - **方式1：使用 `String` 类型参数的构造器**（最常用、最安全，无精度丢失） ```java BigDecimal bd1 = new BigDecimal("0.1"); BigDecimal bd2 = new BigDecimal("100.000"); BigDecimal bd3 = new BigDecimal("-99.99"); ``` - **方式2：使用静态方法 `valueOf(double val)`**（底层会将 `double` 转换为精确的 `String`，规避直接使用 `double` 构造器的坑） ```java BigDecimal bd4 = BigDecimal.valueOf(0.1); BigDecimal bd5 = BigDecimal.valueOf(123.456); ``` - **方式3：使用静态常量获取常用数值**（JDK 提供的预设常量，性能更高） ```java BigDecimal zero = BigDecimal.ZERO; // 0 BigDecimal one = BigDecimal.ONE; // 1 BigDecimal ten = BigDecimal.TEN; // 10 ``` ### 2. 不推荐创建方式 - 避免使用 `new BigDecimal(double val)` 构造器：由于 `double` 本身存在精度误差，传入后会保留该误差，导致 `BigDecimal` 也无法精确表示。 ```java // 反面示例：结果并非 0.1，而是一个近似值 BigDecimal bdError = new BigDecimal(0.1); System.out.println(bdError); // 输出：0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625 ```
四、核心算术运算方法
`BigDecimal` 不支持使用 `+`、`-`、`*`、`/` 等运算符进行运算，必须通过自身提供的实例方法完成，所有方法均返回新的 `BigDecimal` 对象，原对象保持不变。 ### 1. 加法：`add(BigDecimal augend)` 用于计算两个 `BigDecimal` 的和，参数为被加数。 ```java BigDecimal a = new BigDecimal("10.5"); BigDecimal b = new BigDecimal("20.3"); BigDecimal sum = a.add(b); // 结果：30.8 ``` ### 2. 减法：`subtract(BigDecimal subtrahend)` 用于计算两个 `BigDecimal` 的差，参数为减数。 ```java BigDecimal a = new BigDecimal("50.0"); BigDecimal b = new BigDecimal("18.7"); BigDecimal diff = a.subtract(b); // 结果：31.3 ``` ### 3. 乘法：`multiply(BigDecimal multiplicand)` 用于计算两个 `BigDecimal` 的积，参数为乘数。 ```java BigDecimal a = new BigDecimal("3.14"); BigDecimal b = new BigDecimal("2.5"); BigDecimal product = a.multiply(b); // 结果：7.85 ``` ### 4. 除法：`divide(BigDecimal divisor, int scale, RoundingMode roundingMode)` 除法是最复杂的运算，容易出现除不尽的情况，因此推荐使用带精度和舍入模式的重载方法，避免抛出 `ArithmeticException`（算术异常）。 - 参数说明： 1. `divisor`：除数； 2. `scale`：保留的小数位数； 3. `RoundingMode`：舍入模式（枚举类型，指定小数的取舍规则）。 - 常用舍入模式： - `RoundingMode.HALF_UP`：四舍五入（日常开发最常用，如 0.125 保留 2 位小数为 0.13）； - `RoundingMode.DOWN`：直接舍弃多余小数（如 0.129 保留 2 位小数为 0.12）； - `RoundingMode.UP`：向上进 1（如 0.121 保留 2 位小数为 0.13）； - `RoundingMode.HALF_EVEN`：银行家舍入法（四舍六入五取偶，金融场景常用）。 - 示例： ```java BigDecimal a = new BigDecimal("10"); BigDecimal b = new BigDecimal("3"); // 10 ÷ 3，保留 2 位小数，四舍五入 BigDecimal quotient = a.divide(b, 2, RoundingMode.HALF_UP); // 结果：3.33 ``` ### 5. 其他常用运算 - 取余：`remainder(BigDecimal divisor)`，返回除法运算的余数； - 幂运算：`pow(int n)`，返回当前数值的 n 次幂； - 绝对值：`abs()`，返回当前数值的绝对值； - 取反：`negate()`，返回当前数值的相反数。
五、数值格式化与舍入处理
- 单独设置舍入（针对已有 `BigDecimal`） 使用 `setScale(int scale, RoundingMode roundingMode)` 方法，用于设置数值的小数位数和舍入模式，返回新的 `BigDecimal` 对象。 ```java BigDecimal bd = new BigDecimal("123.456789"); // 保留 2 位小数，四舍五入 BigDecimal formatted1 = bd.setScale(2, RoundingMode.HALF_UP); // 结果：123.46 // 保留 3 位小数，直接舍弃多余部分 BigDecimal formatted2 = bd.setScale(3, RoundingMode.DOWN); // 结果：123.456 ``` ### 2. 复杂格式化（搭配 `DecimalFormat`） 若需要自定义数值格式（如添加千分位、货币符号、百分比格式），可搭配 `java.text.DecimalFormat` 使用。 ```java import java.text.DecimalFormat; BigDecimal amount = new BigDecimal("123456.789"); // 定义格式：千分位分隔，保留 2 位小数 DecimalFormat df = new DecimalFormat("#,###.00"); String formatStr = df.format(amount); // 结果：123,456.79 ```
六、比较大小
`BigDecimal` 不能使用 `==` 进行相等判断（`==` 比较的是对象地址，而非数值），也不推荐使用 `compareTo` 以外的方法，核心使用 `compareTo(BigDecimal val)` 方法。 ### 1. `compareTo` 方法返回值说明 - 返回 `0`：表示当前 `BigDecimal` 与参数 `val` 数值相等； - 返回 `1`：表示当前 `BigDecimal` 大于参数 `val`； - 返回 `-1`：表示当前 `BigDecimal` 小于参数 `val`。 ### 2. 示例 ```java BigDecimal bd1 = new BigDecimal("100.00"); BigDecimal bd2 = new BigDecimal("100"); BigDecimal bd3 = new BigDecimal("99.99"); // 数值相等（忽略小数点后多余的 0） int cmp1 = bd1.compareTo(bd2); // 返回 0 // bd1 大于 bd3 int cmp2 = bd1.compareTo(bd3); // 返回 1 // bd3 小于 bd2 int cmp3 = bd3.compareTo(bd2); // 返回 -1 ``` ### 3. 辅助判断：`equals()` 方法 `equals()` 方法不仅比较数值，还会比较小数位数（缩放因子），仅当数值和小数位数都相同时才返回 `true`，使用时需注意。 ```java BigDecimal bd1 = new BigDecimal("100.00"); BigDecimal bd2 = new BigDecimal("100"); System.out.println(bd1.equals(bd2)); // 输出：false（小数位数不同） System.out.println(bd1.compareTo(bd2) == 0); // 输出：true（仅比较数值） ```
七、类型转换
- 转换为基本数据类型 - `intValue()`：转换为 `int`（超出范围会丢失精度）； - `longValue()`：转换为 `long`； - `doubleValue()`：转换为 `double`（可能出现精度丢失，谨慎使用）； - `BigInteger toBigInteger()`：转换为 `BigInteger`（舍弃小数部分，获取整数部分）。 ### 2. 转换为 `String` 类型 - `toString()`：返回常规的字符串表示形式； - `toPlainString()`：返回无科学计数法的字符串（推荐，避免超大/超小数值显示为科学计数法）。 ```java BigDecimal bd = new BigDecimal("1234567890.123456789"); String str1 = bd.toString(); // 正常输出：1234567890.123456789 BigDecimal bd2 = new BigDecimal("0.000000123"); String str2 = bd2.toPlainString(); // 输出：0.000000123（避免科学计数法） ```
八、使用注意事项
- 优先使用 `String` 构造器或 `valueOf(double)` 方法创建对象，避免 `double` 构造器的精度丢失。 2. `BigDecimal` 是不可变对象，所有运算操作都会生成新对象，避免重复创建无用对象，提升性能。 3. 除法运算必须指定舍入模式和小数位数，否则除不尽时会抛出 `ArithmeticException`。 4. 比较数值是否相等时，优先使用 `compareTo()` 方法，而非 `equals()` 方法（避免小数位数干扰）。 5. 在金融场景中，推荐使用 `RoundingMode.HALF_EVEN`（银行家舍入法），减少长期结算的误差。 6. 若需频繁进行大量 `BigDecimal` 运算，注意对象的复用，避免内存溢出和性能损耗。
九、总结
- `BigDecimal` 是 Java 中处理高精度十进制数值的核心类，解决了 `float`/`double` 的精度丢失问题，适用于精度敏感场景。 2. 核心要点是正确创建对象（规避 `double` 构造器）、熟练使用算术运算方法、合理设置舍入模式。 3. 比较大小用 `compareTo()`，格式化用 `setScale()` 或 `DecimalFormat`，类型转换需注意精度风险。 4. 遵循使用规范，能够有效保证数值运算的准确性和安全性，是金融、财务等开发场景的必备工具类。