Java的BigDecimal也会存在丢失精度的问题

# 先说结论

> 务必使用**BigDecimal.valueOf**(1.01)，或者使用 **new BigDecimal("1.01")** ———— _而不要使用**new BigDecimal(1.01)**_
>
> 查看源码可以知道，**BigDecimal.valueOf(double val)** 的底层是 **return new BigDecimal(Double.toString(val));**

如下图，源码中 “是把 double 先转换成字符串，再转 BigDecimal” 。源码文档中也说明了参数直接为 double 的精度问题。
第二句中说了建议使用**new BigDecimal(String val)**的方式，而不要使用 new BigDecimal(Double val)；
而且最后一句也说了建议使用 BigDecimal.valueOf(double)方式；

![](/media/202308/2023-08-31_1000410.016592828142093063.png)

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# 正文

我们基本已经形成了常识，需要用到金钱的地方要用 BigDecimal 而不是其他，而我们也都知道浮点型变量在进行计算的时候会出现丢失精度的问题。

那么，你知道其实 BigDecimal 也会丢失精度吗？而使用 BigDecimal 的背后又有什么值得去探究的地方吗？今天，告诉你，知其然，也知其所以然。

如下一段代码：

```java
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);
```

输出：
0.060000000000000005
0.5800000000000001
401.49999999999994
1.2329999999999999

可以看到在 Java 中进行浮点数运算的时候，会出现丢失精度的问题。那么我们如果在进行商品价格计算的时候，就会出现问题。

很有可能造成我们手中有 0.06 元，却无法购买一个 0.05 元和一个 0.01 元的商品。

因为如上所示，他们两个的总和为 0.060000000000000005。

这无疑是一个很严重的问题，尤其是当电商网站的并发量上去的时候，出现的问题将是巨大的。可能会导致无法下单，或者对账出现问题。所以接下来我们就可以使用 Java 中的 BigDecimal 类来解决这类问题。

**普及一下：**

Java 中 float 的精度为 6-7 位有效数字。double 的精度为 15-16 位。

### API

构造器：

```java
构造器                   描述
BigDecimal(int)       创建一个具有参数所指定整数值的对象。
BigDecimal(double)    创建一个具有参数所指定双精度值的对象。
BigDecimal(long)      创建一个具有参数所指定长整数值的对象。
BigDecimal(String)    创建一个具有参数所指定以字符串表示的数值的对象。
```

函数：

```java
方法                    描述
add(BigDecimal)       BigDecimal对象中的值相加，然后返回这个对象。
subtract(BigDecimal)  BigDecimal对象中的值相减，然后返回这个对象。
multiply(BigDecimal)  BigDecimal对象中的值相乘，然后返回这个对象。
divide(BigDecimal)    BigDecimal对象中的值相除，然后返回这个对象。
toString()            将BigDecimal对象的数值转换成字符串。
doubleValue()         将BigDecimal对象中的值以双精度数返回。
floatValue()          将BigDecimal对象中的值以单精度数返回。
longValue()           将BigDecimal对象中的值以长整数返回。
intValue()            将BigDecimal对象中的值以整数返回。
```

由于一般的数值类型，例如 double 不能准确的表示 16 位以上的数字。

### BigDecimal 精度也丢失

我们在使用 BigDecimal 时，使用它的 BigDecimal(String) 构造器创建对象才有意义。其他的如 BigDecimal b = new BigDecimal(1) 这种，还是会发生精度丢失的问题。如下代码：

```java
BigDecimal a = new BigDecimal(1.01);
BigDecimal b = new BigDecimal(1.02);
BigDecimal c = new BigDecimal("1.01");
BigDecimal d = new BigDecimal("1.02");
System.out.println(a.add(b));
System.out.println(c.add(d));
```

输出：
2.0300000000000000266453525910037569701671600341796875
2.03

可见论丢失精度 BigDecimal 显的更为过分。但是使用 Bigdecimal 的 BigDecimal(String) 构造器的变量在进行运算的时候却没有出现这种问题。

究其原因计算机组成原理里面都有，它们的编码决定了这样的结果。

long 可以准确存储 19 位数字，而 double 只能准备存储 16 位数字。

double 由于有 exp 位，可以存 16 位以上的数字，但是需要以低位的不精确作为代价。如果需要高于 19 位数字的精确存储，则必须用 BigInteger 来保存，当然会牺牲一些性能。

所以我们一般使用 BigDecimal 来解决商业运算上丢失精度的问题的时候，声明 BigDecimal 对象的时候一定要使用它构造参数为 String 的类型的构造器。

同时这个原则 Effective Java 和 MySQL 必知必会中也都有提及。float 和 double 只能用来做科学计算和工程计算。商业运算中我们要使用 BigDecimal。

而且我们从源码的注释中官方也给出了说明，如下是 BigDecimal 类的 double 类型参数的构造器上的一部分注释说明：

```java
* The results of this constructor can be somewhat unpredictable.
* One might assume that writing {@codenew BigDecimal(0.1)} in
* Java creates a {@code BigDecimal} which is exactly equal to
* 0.1 (an unscaled value of 1, with a scale of 1), but it is  
* actually equal to
* 0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625.
* This is because 0.1 cannot be represented exactly as a
* {@codedouble} (or, for that matter, as a binary fraction of
* any finite length).  Thus, the value that is being passed
* <i>in</i> to the constructor is not exactly equal to 0.1,
* appearances notwithstanding.
……
* When a {@codedouble} must be used as a source for a
* {@code BigDecimal}, note that this constructor provides an
* exact conversion; it does not give the same result as
* converting the {@codedouble} to a {@code String} using the
* {@link Double#toString(double)} method and then using the
* {@link #BigDecimal(String)} constructor.  To get that result,
* use the {@codestatic} {@link #valueOf(double)} method.
* </ol>
public BigDecimal(double val) {
    this(val,MathContext.UNLIMITED);
}
```

第一段也说的很清楚它只能计算的无限接近这个数，但是无法精确到这个数。

第二段则说，如果要想准确计算这个值，那么需要把 double 类型的参数转化为 String 类型的。并且使用 BigDecimal(String) 这个构造方法进行构造。去获取结果。

### 正确运用 BigDecimal

另外，BigDecimal 所创建的是对象，我们不能使用传统的 +、-、\*、/ 等算术运算符直接对其对象进行数学运算，而必须调用其相对应的方法。方法中的参数也必须是 BigDecimal 的对象，由刚才我们所罗列的 API 也可看出。

在一般开发过程中，我们数据库中存储的数据都是 float 和 double 类型的。在进行拿来拿去运算的时候还需要不断的转化，这样十分的不方便。这里我写了一个工具类：

```java
/**
 * @author: Ji YongGuang.
 * @date: 19:50 2017/12/14.
 */
publicclass BigDecimalUtil {

private BigDecimalUtil() {

}

public static BigDecimal add(double v1, double v2) {// v1 + v2
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));
        return b1.add(b2);
    }

public static BigDecimal sub(double v1, double v2) {
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));
        return b1.subtract(b2);
    }

public static BigDecimal mul(double v1, double v2) {
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));
        return b1.multiply(b2);
    }

public static BigDecimal div(double v1, double v2) {
        BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));
        BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));
        // 2 = 保留小数点后两位   ROUND_HALF_UP = 四舍五入
        return b1.divide(b2, 2, BigDecimal.ROUND_HALF_UP);// 应对除不尽的情况
    }
}
```

该工具类提供了 double 类型的基本的加减乘除运算。直接调用即可。