丸辣！BigDecimal又踩坑了
原创
丸辣！BigDecimal又踩坑了
前言
小菜之前在国内的一家电商公司自研电商项目，在那个项目中是以人民币的分为最小单位使用Long来进行计算
现在小菜在跨境电商公司也接到了类似的计算需求，在小菜火速完成提交代码后，却被技术leader给叫过去臭骂了一顿
技术leader让小菜将类型改为BigDecimal，小菜苦思不得其解，于是下班后发奋图强，准备搞懂BigDecimal后再对代码进行修改
...
在 Java 中，浮点类型在进行运算时可能会产生精度丢失的问题
尤其是当它们表示非常大或非常小的数，或者需要进行高精度的金融计算时
为了解决这个问题，Java 提供了 BigDecimal 类
BigDecimal 使用各种字段来满足高精度计算，为了后续的描述，这里只需要记住两个字段
precision字段：存储数据十进制的位数，包括小数部分
scale字段：存储小数的位数
BigDecimal的使用方式再后续踩坑中进行描述，最终总结出BigDecimal的最佳实践
BigDecimal的坑
创建实例的坑
错误示例：
在BigDecimal有参构造使用浮点型，会导致精度丢失
BigDecimal d1 = new BigDecimal(6.66);正确的使用方法应该是在有参构造中使用字符串，如果一定要有浮点数则可以使用BigDecimal.valueOf
private static void createInstance() {
//错误用法
BigDecimal d1 = new BigDecimal(6.66);
//正确用法
BigDecimal d2 = new BigDecimal("6.66");
BigDecimal d3 = BigDecimal.valueOf(6.66);
//6.660000000000000142108547152020037174224853515625
System.out.println(d1);
//6.66
System.out.println(d2);
//6.66
System.out.println(d3);
}toString方法的坑
当数据量太大时，使用BigDecimal.valueOf的实例，使用toString方法时会采用科学计数法，导致结果异常
BigDecimal d2 = BigDecimal.valueOf(123456789012345678901234567890.12345678901234567890);
//1.2345678901234568E+29
System.out.println(d2);如果要打印正常结果就要使用toPlainString，或者使用字符串进行构造
private static void toPlainString() {
BigDecimal d1 = new BigDecimal("123456789012345678901234567890.12345678901234567890");
BigDecimal d2 = BigDecimal.valueOf(123456789012345678901234567890.12345678901234567890);
//123456789012345678901234567890.12345678901234567890
System.out.println(d1);
//123456789012345678901234567890.12345678901234567890
System.out.println(d1.toPlainString());
//1.2345678901234568E+29
System.out.println(d2);
//123456789012345678901234567890.12345678901234567890
System.out.println(d2.toPlainString());
}比较大小的坑
比较大小常用的方法有equals和compareTo
equals用于判断两个对象是否相等
compareTo比较两个对象大小，结果为0相等、1大于、-1小于
BigDecimal使用equals时，如果两数小数位数scale不相同，那么就会认为它们不相同，而compareTo则不会比较小数精度
private static void compare() {
BigDecimal d1 = BigDecimal.valueOf(1);
BigDecimal d2 = BigDecimal.valueOf(1.00);
// false
System.out.println(d1.equals(d2));
// 0
System.out.println(d1.compareTo(d2));
}在BigDecimal的equals方法中能看到，小数位数scale不相等则返回false
public boolean equals(Object x) {
if (!(x instanceof BigDecimal))
return false;
BigDecimal xDec = (BigDecimal) x;
if (x == this)
return true;
//小数精度不相等 返回 false
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());
}因此,BigDecimal比较时常用compareTo，如果要比较小数精度才使用equals
运算的坑
常见的运算包括加、减、乘、除，如果不了解原理的情况就使用会存在大量的坑
在运算得到结果后，小数位数可能与原始数据发生改变，加、减运算在这种情况下类似
当原始数据为1.00（2位小数位数）和5.555（3位小数位数）相加/减时，结果的小数位数变成3位
private static void calc() {
BigDecimal d1 = BigDecimal.valueOf(1.00);
BigDecimal d2 = BigDecimal.valueOf(5.555);
//1.0
System.out.println(d1);
//5.555
System.out.println(d2);
//6.555
System.out.println(d1.add(d2));
//-4.555
System.out.println(d1.subtract(d2));
}在加、减运算的源码中，会选择两数中小数位数(scale)最大的当作结果的小数位数(scale)
private static BigDecimal add(final long xs, int scale1, final long ys, int scale2) {
//用差值来判断使用哪个scale
long sdiff = (long) scale1 - scale2;
if (sdiff == 0) {
//scale相等时
return add(xs, ys, scale1);
} else if (sdiff < 0) {
int raise = checkScale(xs,-sdiff);
long scaledX = longMultiplyPowerTen(xs, raise);
if (scaledX != INFLATED) {
//scale2大时用scale2
return add(scaledX, ys, scale2);
} else {
BigInteger bigsum = bigMultiplyPowerTen(xs,raise).add(ys);
//scale2大时用scale2
return ((xs^ys)>=0) ? // same sign test
new BigDecimal(bigsum, INFLATED, scale2, 0)
: valueOf(bigsum, scale2, 0);
}
} else {
int raise = checkScale(ys,sdiff);
long scaledY = longMultiplyPowerTen(ys, raise);
if (scaledY != INFLATED) {
//scale1大用scale1
return add(xs, scaledY, scale1);
} else {
BigInteger bigsum = bigMultiplyPowerTen(ys,raise).add(xs);
//scale1大用scale1
return ((xs^ys)>=0) ?
new BigDecimal(bigsum, INFLATED, scale1, 0)
: valueOf(bigsum, scale1, 0);
}
}
}再来看看乘法
原始数据还是1.00（2位小数位数）和5.555（3位小数位数），当进行乘法时得到结果的小数位数为5.5550（4位小数）
private static void calc() {
BigDecimal d1 = BigDecimal.valueOf(1.00);
BigDecimal d2 = BigDecimal.valueOf(5.555);
//1.0
System.out.println(d1);
//5.555
System.out.println(d2);
//5.5550
System.out.println(d1.multiply(d2));
}实际上1.00会被优化成1.0（上面代码示例的结果也显示了），在进行乘法时会将scale进行相加，因此结果为1+3=4位
public BigDecimal multiply(BigDecimal multiplicand) {
//小数位数相加
int productScale = checkScale((long) scale + multiplicand.scale);
if (this.intCompact != INFLATED) {
if ((multiplicand.intCompact != INFLATED)) {
return multiply(this.intCompact, multiplicand.intCompact, productScale);
} else {
return multiply(this.intCompact, multiplicand.intVal, productScale);
}
} else {
if ((multiplicand.intCompact != INFLATED)) {
return multiply(multiplicand.intCompact, this.intVal, productScale);
} else {
return multiply(this.intVal, multiplicand.intVal, productScale);
}
}
}而除法没有像前面所说的运算方法有规律性，因此使用除法时必须要指定保留小数位数以及舍入方式
进行除法时可以立马指定保留的小数位数和舍入方式（如代码d5）也可以除完再设置保留小数位数和舍入方式（如代码d3、d4）
private static void calc() {
BigDecimal d1 = BigDecimal.valueOf(1.00);
BigDecimal d2 = BigDecimal.valueOf(5.555);
BigDecimal d3 = d2.divide(d1);
BigDecimal d4 = d3.setScale(2, RoundingMode.HALF_UP);
BigDecimal d5 = d2.divide(d1, 2, RoundingMode.HALF_UP);
//5.555
System.out.println(d3);
//5.56
System.out.println(d4);
//5.56
System.out.println(d5);
}RoundingMode枚举类提供各种各样的舍入方式，RoundingMode.HALF_UP是常用的四舍五入
除了除法必须指定小数位数和舍入方式外，建议其他运算也主动设置进行兜底，以防意外的情况出现
计算价格的坑
在电商系统中，在订单中会有购买商品的价格明细
比如用完优惠卷后总价为10.00，而买了三件商品，要计算每件商品花费的价格
这种情况下10除3是除不尽的，那我们该如何解决呢？
可以将除不尽的余数加到最后一件商品作为兜底
private static void priceCalc() {
//总价
BigDecimal total = BigDecimal.valueOf(10.00);
//商品数量
int num = 3;
BigDecimal count = BigDecimal.valueOf(num);
//每件商品价格
BigDecimal price = total.divide(count, 2, RoundingMode.HALF_UP);
//3.33
System.out.println(price);
//剩余的价格 加到最后一件商品 兜底
BigDecimal residue = total.subtract(price.multiply(count));
//最后一件价格
BigDecimal lastPrice = price.add(residue);
//3.34
System.out.println(lastPrice);
}总结
普通的计算可以以最小金额作为计算单位并且用Long进行计算，而面对汇率、计算量大的场景可以采用BigDecimal作为计算单位
创建BigDecimal有两种常用的方式，字符串作为构造的参数以及浮点型作为静态方法valueOf的参数，后者在数据大/小的情况下toString方法会采用科学计数法，因此最好使用字符串作为构造器参数的方式
BigDecimal比较大小时，如果需要小数位数精度都相同就采用equals方法，忽略小数位数比较可以使用compareTo方法
BigDecimal进行运算时，加减运算会采用原始两个数据中精度最长的作为结果的精度，乘法运算则是将两个数据的精度相加得到结果的精度，而除法没有规律，必须指定小数位数和舍入模式，其他运算方式也建议主动设置小数位数和舍入模式进行兜底
当遇到商品平摊价格除不尽的情况时，可以将余数加到最后一件商品的价格进行兜底
最后（不要白嫖，一键三连求求拉~）
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