double、Double与BigDecimal

璩珂

2023-12-01

在电商与金融场景中，对数据的敏感程度较高，一旦出现了精度的问题，涉及到钱，精度问题造成了误差，会造成一定的经济损失，这是大家都不希望看到的。

所以今天，来学习一下，如何正确的使用double、Double与BigDecimal

double与Double

double是一种基本数据类型，创建引用，存放在栈中，8字节，不可为NULL

Double是一个类，创建对象，存放在堆中，可以为NULL

Double是对double类型的封装(也可以说是包装类)，内置很多方法可以实现String到double的转换，以及获取各种double类型的属性值（MAX_VALUE，SIZE等）

double可以自动拆箱和自动装箱，把double类型数据转换成Double，那么这个数据就可以使用Double中的所有方法

另外，由于Double是包装类型（可为NULL），在接口中使用的时候，也只能使用包装类型，不能使用基本数据类型，例如：ThreadLocal<Double>、List<Double>、Map<Double,Object>等

double在使用中，还会有一些隐藏的坑

1.计算时出现不准确的问题

System.out.println(12.3 + 45.6);
// 57.900000000000006
System.out.println(1.14 / 100);
// 0.011399999999999999

double的小数部分容易出现使用二进制无法准确表示

如十进制的0.1，0.2，0.3，0.4 都不能准确表示成二进制

2.判断double是否相等需要注意

在使用 == 判断两个double是否相等时，如果double超过了16位，会出现问题。

16位，不相等

double a = 1.1234567890123451;
double b = 1.1234567890123452;
System.out.println(a == b); // false

17位，相等

double a = 1.12345678901234561;
double b = 1.12345678901234567;
System.out.println(a == b); // true

如果在使用场景中，对数据的敏感程度不高，可以容忍精度损失的情况，例如：计算占比，百分比等情况，本身对数据的结果是未知的，且数据不敏感，推荐使用double，节省了时间和空间

BigDecimal

与Double相同，BigDecimal也是一个类，创建对象，存放在堆中

上文我们说过，double超过了16位就会有一些精度损失的问题，那么BigDecimal就是用来对超过16位有效位的数进行精确的运算，并且BigDecimal可以控制舍入方式和保留位数，可以说非常贴心

因为BigDecimal是一个类，所以在运算中无法直接进行 + – x ÷ 等算术运算符的的操作，而要调用对应的方法

加 add
减 subtract
乘 multiply
除 divide

同样在BigDecimal在使用中也要注意一些问题

1.new BigDecimal(double) 与 BigDecimal.valueOf(double)

BigDecimal bd1 = BigDecimal.valueOf(12.3);
// 12.3
BigDecimal bd2 = new BigDecimal(12.3);
// 12.300000000000000710542735760100185871124267578125

通过上面的例子可以看出，new BigDecimal的方式，可能不是你想要的结果，这种问题，早在在源码中 BigDecimal(double) 构造函数的注释中就有说明，说明如下：

①参数类型为double的构造方法的结果有一定的不可预知性

有人可能认为在Java中写入newBigDecimal(0.1)所创建的BigDecimal正好等于 0.1（非标度值 1，其标度为 1），但是它实际上等于

0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625，这是因为0.1无法准确地表示为 double（或者说对于该情况，不能表示为任何有限长度的二进制小数）

这样，传入到构造方法的值不会正好等于 0.1（虽然表面上等于该值）

②String 构造方法是完全可预知的：写入 newBigDecimal(“0.1”) 将创建一个 BigDecimal，它正好等于预期的 0.1，因此，比较而言，通常建议优先使用String构造方法

③当double必须用作BigDecimal的源时，请注意，此构造方法提供了一个准确转换；它不提供与以下操作相同的结果：先使用Double.toString(double)方法，然后使用BigDecimal(String)构造方法，将double转换为String。要获取该结果，请使用static valueOf(double)方法

另外，BigDecimal.valueOf() 是静态工厂类，永远优先于构造函数，所以，在使用的时候，推荐使用BigDecimal.valueOf(xxx)

2.divide除法

1）除不尽

BigDecimal bd1 = BigDecimal.valueOf(100);
BigDecimal bd2 = BigDecimal.valueOf(3);
System.out.println(bd1.divide(bd2));

除不尽时，会抛出异常：java.lang.ArithmeticException: Non-terminating decimal expansion; no exact representable decimal result.

发生这样的问题，是使用除法divide时，没有指定精度和舍入模式

正确的使用：

// 第二个参数，设置保留位数
// 第三个参数，舍入模式
System.out.println(bd1.divide(bd2, 5, BigDecimal.ROUND_HALF_UP));

关于舍入模式，BigDecimal提供了8种方式

2）除数为0

当除数为0时，也会抛出异常：java.lang.ArithmeticException: / by zero

所以，需要注意除数为0的情况，需要对除数为0进行处理

BigDecimal bd1 = BigDecimal.valueOf(100);
BigDecimal bd2 = BigDecimal.valueOf(0);
System.out.println(bd1.divide(bd2, 8, BigDecimal.ROUND_HALF_UP));

3.比较大小

BigDecimal的比较要使用compareTo() 方法，该方法会返回 int，int 有三种值

返回值为： 0，两者相等

返回值为：-1，前者小于后者

返回值为： 1，前者大于后者

// 返回值 0，相等
System.out.println(BigDecimal.valueOf(100.01).compareTo(BigDecimal.valueOf(100.01)));
// 返回值 -1 ，小于
System.out.println(BigDecimal.valueOf(100.001).compareTo(BigDecimal.valueOf(100.01)));
// 返回值 1 ，大于
System.out.println(BigDecimal.valueOf(100.01).compareTo(BigDecimal.valueOf(100.001)));

效率对比

double与BigDecimal计算累加，效率如下：

	十万	五十万	一百万	五百万	一千万	五千万
double	1ms	2ms	3ms	14ms	17ms	84ms
BigDecimal	12ms	32ms	47ms	236ms	518ms	2446ms

表格中的数据，不准确，只能看个大概，随着数据量增长，double比BigDecimal的效率要快几十倍

优缺点比较与使用场景

最后来总结一下，各个优缺点与使用场景

	优点	缺点	使用场景
double	计算效率高，存在栈中有包装类Double自动拆箱，装箱	精度丢失	对数据的精度敏感程度不高可以容忍精度损失的情况
BigDecimal	精度准确能够设置保留位数，舍入方式	BigDecimal是对象类型，在堆中没有自动拆封箱机制，操作起来较麻烦	需要精准计算

double、Double与BigDecimal

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