Java中的Double类型计算

Java

一、问题的提出：

如果我们编译运行下面这个程序会看到什么？

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public class Test{
    public static void main(String args[]){
        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);
    }
};

你没有看错！结果确实是

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0.060000000000000005
0.5800000000000001
401.49999999999994
1.2329999999999999

Java中的简单浮点数类型float和double不能够进行运算。不光是Java，在其它很多编程语言中也有这样的问题。在大多数情况下，计算的结果是准确的，但是多试几次（可以做一个循环）就可以试出类似上面的错误。现在终于理解为什么要有BCD码了。
这个问题相当严重，如果你有9.999999999999元，你的计算机是不会认为你可以购买10元的商品的。
在有的编程语言中提供了专门的货币类型来处理这种情况，但是Java没有。现在让我们看看如何解决这个问题。

四舍五入
我们的第一个反应是做四舍五入。Math类中的round方法不能设置保留几位小数，我们只能象这样（保留两位）：

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public double round(double value){
    return Math.round(value*100)/100.0;
}

非常不幸，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，不能利用简单类型做任何运算

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java.text.DecimalFormat也不能解决这个问题：
System.out.println(new java.text.DecimalFormat("0.00").format(4.025));

输出是4.02

二、精确计算

在《Effective Java》这本书中也提到这个原则，float和double只能用来做科学计算或者是工程计算，在商业计算中我们要用 java.math.BigDecimal

我们如果需要精确计算，非要用String来够造BigDecimal不可！在《Effective Java》一书中的例子是用String来够造BigDecimal的

下面提供计算的代码：

（注意：divide方法中推荐使用枚举RoundingMode.HALF_UP）

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package com.wetalk.wbs.bas.util;

import java.io.Serializable;
import java.math.BigDecimal;
import java.math.RoundingMode;

/**
 * double的计算不精确，会有类似0.0000000000000002的误差，正确的方法是使用BigDecimal或者用整型
 * 整型地方法适合于货币精度已知的情况，比如12.11+1.10转成1211+110计算，最后再/100即可
 * 以下是摘抄的BigDecimal方法:
 */
public class DoubleUtil implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = -3345205828566485102L;
    // 默认除法运算精度
    private static final Integer DEF_DIV_SCALE = 2;

    /**
     * 提供精确的加法运算。
     *
     * @param value1 被加数
     * @param value2 加数
     * @return 两个参数的和
     */
    public static Double add(Double value1, Double value2) {
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(value1));
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(value2));
        return b1.add(b2).doubleValue();
    }

    /**
     * 提供精确的减法运算。
     *
     * @param value1 被减数
     * @param value2 减数
     * @return 两个参数的差
     */
    public static double sub(Double value1, Double value2) {
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(value1));
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(value2));
        return b1.subtract(b2).doubleValue();
    }

    /**
     * 提供精确的乘法运算。
     *
     * @param value1 被乘数
     * @param value2 乘数
     * @return 两个参数的积
     */
    public static Double mul(Double value1, Double value2) {
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(value1));
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(value2));
        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 dividend 被除数
     * @param divisor  除数
     * @return 两个参数的商
     */
    public static Double divide(Double dividend, Double divisor) {
        return divide(dividend, divisor, 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 dividend 被除数
     * @param divisor  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 divide(Double dividend, Double divisor, Integer scale) {
        if (scale < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("The scale must be a positive integer or zero");
        }
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(dividend));
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(divisor));
        return b1.divide(b2, scale,RoundingMode.HALF_UP).doubleValue();
    }

    /**
     * 提供指定数值的（精确）小数位四舍五入处理。
     *
     * @param value 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 value,int scale){
        if(scale<0){
            throw new IllegalArgumentException("The scale must be a positive integer or zero");
        }
        BigDecimal b = new BigDecimal(Double.toString(value));
        BigDecimal one = new BigDecimal("1");
        return b.divide(one,scale, RoundingMode.HALF_UP).doubleValue();
    }
}