在 Java 程序中使用浮点数和小数充满着陷阱。浮点数和小数不象整数一样“循规蹈矩”,不能假定浮点计算一定产生整型或精确的结果,虽然它们的确“应该”那样做。最好将浮点运算保留用作计算本来就不精确的数值,譬如测量。如果需要表示定点数(譬如,几美元和几美分),则使用 BigDecimal。
不要用浮点值表示精确值
一些非整数值(如几美元和几美分这样的小数)需要很精确。浮点数不是精确值,所以使用它们会导致舍入误差。因此,使用浮点数来试图表示象货币量这样的精确数量不是一个好的想法。使用浮点数来进行美元和美分计算会得到灾难性的后果。浮点数最好用来表示象测量值这类数值,这类值从一开始就不怎么精确。
用于较小数的 BigDecimal
从 JDK 1.3 起,Java 开发人员就有了另一种数值表示法来表示非整数:BigDecimal。BigDecimal 是标准的类,在编译器中不需要特殊支持,它可以表示任意精度的小数,并对它们进行计算。在内部,可以用任意精度任何范围的值和一个换算因子来表示 BigDecimal,换算因子表示左移小数点多少位,从而得到所期望范围内的值。因此,用 BigDecimal 表示的数的形式为 unscaledValue*10-scale。
用于加、减、乘和除的方法给 BigDecimal 值提供了算术运算。由于 BigDecimal 对象是不可变的,这些方法中的每一个都会产生新的 BigDecimal 对象。因此,因为创建对象的开销,BigDecimal 不适合于大量的数学计算,但设计它的目的是用来精确地表示小数。如果您正在寻找一种能精确表示如货币量这样的数值,则 BigDecimal 可以很好地胜任该任务。
所有的 equals 方法都不能真正测试相等
如浮点类型一样,BigDecimal 也有一些令人奇怪的行为。尤其在使用 equals() 方法来检测数值之间是否相等时要小心。equals() 方法认为,两个表示同一个数但换算值不同(例如,100.00 和 100.000)的 BigDecimal 值是不相等的。然而,compareTo() 方法会认为这两个数是相等的,所以在从数值上比较两个 BigDecimal 值时,应该使用 compareTo() 而不是 equals()。
另外还有一些情形,任意精度的小数运算仍不能表示精确结果。例如,1 除以 9 会产生无限循环的小数 .111111...。出于这个原因,在进行除法运算时,BigDecimal 可以让您显式地控制舍入。movePointLeft() 方法支持 10 的幂次方的精确除法。
使用 BigDecimal 作为互换类型
SQL-92 包括 DECIMAL 数据类型,它是用于表示定点小数的精确数字类型,它可以对小数进行基本的算术运算。一些 SQL 语言喜欢称此类型为 NUMERIC 类型,其它一些 SQL 语言则引入了 MONEY 数据类型,MONEY 数据类型被定义为小数点右侧带有两位的小数。
如果希望将数字存储到数据库中的 DECIMAL 字段,或从 DECIMAL 字段检索值,则如何确保精确地转换该数字?您可能不希望使用由 JDBC PreparedStatement 和 ResultSet 类所提供的 setFloat() 和 getFloat() 方法,因为浮点数与小数之间的转换可能会丧失精确性。相反,请使用 PreparedStatement 和 ResultSet 的 setBigDecimal() 及 getBigDecimal() 方法。
类似的,象 Castor 这样的 XML 数据绑定工具使用 BigDecimal 会生成小数值属性和元素(在 XSD 模式中支持这种基本数据类型)的 getter 和 setter。
构造 BigDecimal 数
对于 BigDecimal,有几个可用的构造函数。其中一个构造函数以双精度浮点数作为输入,另一个以整数和换算因子作为输入,还有一个以小数的 String 表示作为输入。要小心使用 BigDecimal(double) 构造函数,因为如果不了解它,会在计算过程中产生舍入误差。请使用基于整数或 String 的构造函数。
如果使用 BigDecimal(double) 构造函数不恰当,在传递给 JDBC setBigDecimal() 方法时,会造成似乎很奇怪的 JDBC 驱动程序中的异常。例如,考虑以下 JDBC 代码,该代码希望将数字 0.01 存储到小数字段:
PreparedStatement ps =
connection.prepareStatement("INSERT INTO Foo SET name=?, value=?");
ps.setString(1, "penny");
ps.setBigDecimal(2, new BigDecimal(0.01));
ps.executeUpdate();
在执行这段似乎无害的代码时会抛出一些令人迷惑不解的异常(这取决于具体的 JDBC 驱动程序),因为 0.01 的双精度近似值会导致大的换算值,这可能会使 JDBC 驱动程序或数据库感到迷惑。JDBC 驱动程序会产生异常,但可能不会说明代码实际上错在哪里,除非意识到二进制浮点数的局限性。相反,使用 BigDecimal("0.01") 或 BigDecimal(1, 2) 构造 BigDecimal 来避免这类问题,因为这两种方法都可以精确地表示小数。
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