日常开发踩坑：你的数值计算真的如你所愿吗？

读者在日常业务开发中或多或少会涉及到一些数值计算逻辑，尤其是金融行业需要特别严谨，通常由数值引起的问题都是潜移默化的且难以发现，拿“数值偏差”来说，初期的微小偏差是很难察觉的，当这种偏差累积成量级的数值错误而引起生产事故则为时已晚。

本篇就针对这一部分踩过的坑为读者做科普和预警。

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浮点数的精度偏差：1减0.8真的等于0.2吗？

测试一下：

System.out.println(1 - 0.8);

控制台输出：

0.19999999999999996

显然结果并非我们所想，原因是十进制数在计算机底层是以二进制数保存的（0、1），浮点数的精度偏差就产生于这个进制转换过程。

既然浮点数会产生精度偏差，那么使用Java提供的精度运算类BigDecimal就能避免偏差吗？

尝试修改代码：

System.out.println(new BigDecimal(1).subtract(new BigDecimal(0.8)));

控制台输出：

0.1999999999999999555910790149937383830547332763671875

是否又出你所料，BigDecimal确实在精度上有所提升，不过并不是想要的正确结果，所以再次修改代码：

System.out.println(new BigDecimal("1").subtract(new BigDecimal("0.8")))

控制台输出：

0.2

脱坑指南一

想要避免浮点数运算的精度偏差，需使用java.math包下提供的精度运算类BigDecimal，且必须使用字符串类型参数初始化BigDecimal。

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浮点数的判断：用equals判断真的奏效了吗？

对于浮点数的判断通常有两种情况：1、值相等，2、值相等且精度相等。下面用equals分别测试一下：

System.out.println(new BigDecimal("1.0").equals(new BigDecimal("1")))
System.out.println(new BigDecimal("1.0").equals(new BigDecimal("1.0")))

控制台输出：

false
true

结果很直观，对于浮点数来说，equals的判定条件是值相等且精度也要相等，否则无法奏效。

那么如果只想判断值是否相等应该怎么做呢？使用compareTo方法：

System.out.println(new BigDecimal("1.0").compareTo(new BigDecimal("1"))==0);

控制台输出：

true

脱坑指南二

想要仅对浮点数的值判等用compareTo方法，值+精度判等用equals方法。

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数值溢出：运算时数值超过类型最大值不会报错吗？

通过代码测试一下，第二行数值溢出了，首先没有编译错误：

Integer integer = Integer.MAX_VALUE;
System.out.println(integer + 1);
System.out.println(integer + 1 == Integer.MIN_VALUE);

控制台输出，也没有任何异常：

-2147483648
true

所以内存溢出不会报错，数值将回到对应数据类型的最小值重新轮回。既然问题已经产生，应该如何解决呢？

脱坑指南三

Plan A：使用Math类提供的带有溢出异常捕获的运算方法xxExact

方法源码，对溢出主动捕获异常

Plan B：使用范围更大的数据类型BigInteger，可能有读者会问“如果这个类型也不够用溢出了呢”，只能说这样问下去的话问题永远也没有答案了。

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总结：三个坑点

1、浮点数的精度偏差

方案： 使用BigDecimal做浮点数运算，且构造入参要使用字符串类型

2、浮点数的判等问题

方案：仅对浮点数的值判等用compareTo方法，值+精度判等用equals方法

3、隐性的数值溢出问题

方案1：使用Math类提供的带有溢出异常捕获的运算方法xxExact做数值运算

方案2：使用范围更大的数据类型BigInteger