处理大数字BigInteger与BigDecimal

关键技术剖析：

² BigInteger：支持任意精度的整数，可以精确地表示任意大小的整数值，同时在运算过程中不会丢失任何信息。

² BigDecimal：可以精确地表示任意精度的小数，同时在运算过程中不会丢失任何信息。

 

源码：

import java.math.BigDecimal;

import java.math.BigInteger;

 

 

public class BigNumber {

 

//默认除法运算精度,即保留小数点多少位 

private static final int DEFAULT_DIV_SCALE = 10;

 

//这个类不能实例化 

private BigNumber() {

}

 

 

public static double add(double v1, double v2) {

BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));

BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));

return (b1.add(b2)).doubleValue();

}

 

 

public static double sub(double v1, double v2) {

BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));

BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));

return (b1.subtract(b2)).doubleValue();

}

 

 

public static double mul(double v1, double v2) {

BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));

BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));

return (b1.multiply(b2)).doubleValue();

}

 

 

public static double div(double v1, double v2) {

return div(v1, v2, DEFAULT_DIV_SCALE);

}

 

 

public static double div(double v1, double v2, int scale) {

if (scale < 0) {

System.err.println("除法精度必须大于0!");

return 0;

}

BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));

BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));

return (b1.divide(b2, scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP)).doubleValue();

}

 

 

public static BigInteger getFactorial(int n) {

if (n < 0) {

System.err.println("n必须大于等于0！");

return new BigInteger("-1");

} else if (n == 0) {

return new BigInteger("0");

}

//将数组换成字符串后构造BigInteger

BigInteger result = new BigInteger("1");

for (; n > 0; n--) {

//将数字n转换成字符串后，再构造一个BigInteger对象，与现有结果做乘法

result = result.multiply(new BigInteger(new Integer(n).toString()));

}

return result;

}

 

public static void main(String[] args) {

 

// 如果我们编译运行下面这个程序会看到什么？

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);

// 0.060000000000000005

// 0.5800000000000001

// 401.49999999999994

// 1.2329999999999999

 

//计算阶乘，可以将n设得更大

int n = 30;

System.out.println("计算n的阶乘" + n + "! = " + BigNumber.getFactorial(n));

 

//用double构造BigDecimal

BigDecimal bd1 = new BigDecimal(0.1);

System.out.println("(bd1 = new BigDecimal(0.1)) = " + bd1.toString());

//用String构造BigDecimal

BigDecimal bd2 = new BigDecimal("0.1");

System.out.println("(bd2 = new BigDecimal("0.1")) = "

+ bd2.toString());

 

BigDecimal bd3 = new BigDecimal("0.10");

//equals方法比较两个BigDecimal对象是否相等，相等返回true，不等返回false

System.out.println("bd2.equals(bd3) = " + bd2.equals(bd3));//false

//compareTo方法比较两个BigDecimal对象的大小，相等返回0，小于返回-1，大于返回1。

System.out.println("bd2.compareTo(bd3) = " + bd2.compareTo(bd3));//0

 

//进行精确计算

System.out.println("0.05 + 0.01 = " + BigNumber.add(0.05, 0.01));

System.out.println("1.0 - 0.42 = " + BigNumber.add(1.0, 0.42));

System.out.println("4.015 * 100 =" + BigNumber.add(4.015, 100));

System.out.println("123.3 / 100 = " + BigNumber.add(123.3, 100));

}

}

 

运行结果：

0.060000000000000005
0.5800000000000001
401.49999999999994
1.2329999999999999
计算n的阶乘30! = 265252859812191058636308480000000
(bd1 = new BigDecimal(0.1)) = 0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625
(bd2 = new BigDecimal("0.1")) = 0.1
bd2.equals(bd3) = false
bd2.compareTo(bd3) = 0
0.05 + 0.01 = 0.06
1.0 - 0.42 = 1.42
4.015 * 100 =104.015
123.3 / 100 = 223.3

源码分析：

² BigInteger与BigDecimal都是不可变的（immutable）的，在进行每一步运算时，都会产生一个新的对象，由于创建对象会引起开销，因此它们不适合于大量的数学运算，应尽量使用long、float、double等基本类型做科学计算或者工程计算。设计BigInteger与BigDecimal的目的是用来精确地表示大整数和小数，常用于商业计算中。

² BigDecimal够造方法的参数类型有4种，其中的两个用BigInteger构造，另一个是用double构造，还有一个使用String构造。应该避免使用double构造BigDecimal，因为：有些数字用double根本无法精确表示，传给BigDecimal构造方法时就已经不精确了。比如，new BigDecimal(0.1)得到的值是0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625。使用new BigDecimal("0.1")得到的值是0.1。因此，如果需要精确计算，用String构造BigDecimal，避免用double构造，尽管它看起来更简单！ 

² equals()方法认为0.1和0.1是相等的，返回true，而认为0.10和0.1是不等的，结果返回false。方法compareTo()则认为0.1与0.1相等，0.10与0.1也相等。所以在从数值上比较两个BigDecimal值时，应该使用compareTo()而不是 equals()。