go语言中decimal的用法及实践

decimal是为了解决Golang中浮点数计算时精度丢失问题而生的一个库，使用decimal库我们可以避免在go中使用浮点数出现精度丢失的问题。

github地址：https://github.com/shopspring/decimal

1. 精度丢失的case

func TestFloat(t *testing.T) {
	a := 1100.1
	b := a * 100
	fmt.Println(b) // should be: 110010 output: 110009.99999999999
}

上面的精度就发生了丢失，浮点数的位数虽然我们看到的是1100.1，但对于浮点数的计算而言却是无限接近于1，但与1不等。

当我们需要对float的数据进行计算的时候，我们可以使用第三方的decimal包来解决这个问题。

2. decimal的应用场景

decimal的应用场景主要出现在对float浮点数进行加减乘除操作的时候，尤其是对于银行金融一块的业务，如果精度丢失，一笔交易上面的损失可以忽略不计，但当交易的规模达到几千万或者亿甚至几十亿的时候，这个时候的损失就会大的吓人了。

3. 使用decimal

使用decimal第一步是引入这个包，decimal，在官方的描述中，这个包的功能描述如下：

Arbitrary-precision fixed-point decimal numbers in go.

Note: Decimal library can “only” represent numbers with a maximum of 2^31 digits after the decimal point.

go中任意精度定点的十进制数

注意：十进制库"只能"表示小数点后最多2^31位的数字。

小数点后2^31位数字，对于绝大多数的项目精度要求是足够的，简而言之，decimal可以解决我们绝大多数的浮点数精度计算场景。

对于上面精度丢失的case，当我们引入decimal包之后，我们可以得到正确的结果。

func TestDecimalOne(t *testing.T){
	a := 1100.1
	b := 100
	d := decimal.NewFromFloat(a)
	result := d.Mul(decimal.NewFromInt(int64(b)))
	fmt.Println(result) // should be: 110010, output: 110010
}

计算结果的精度没有丢失，计算结果正确。

4. decimal其他实用的场景

使用decimal的时候，切记浮点数计算所有数据的初始化必须通过decimal进行，否则还是会导致精度的丢失，为什么这么说呢，看看下面的例子你就明白了。

import (
	"fmt"
	"github.com/shopspring/decimal"
	"testing"
)

func TestDecimal(t *testing.T) {
	x := 0.28
	// this will cause the multi result has error
	// output should be 28, but actually 28.000000000000004(error)
	errorMul := decimal.NewFromFloat(x * 100).String()
}

上面的case就是因为100没有使用decimal进行初始化导致最后计算的精度被扩大了。正确的处理方式如下：

import (
	"fmt"
	"github.com/shopspring/decimal"
	"testing"
)

func TestDecimal(t *testing.T) {
	x := 0.28
	// the correct operate number multi is use the decimal Mul method.
	correctMul := decimal.NewFromFloat(x).Mul(decimal.NewFromInt(100)).String()
    fmt.Println(correctMul) // output: 28
}

4.1 获取结果的整数部分

使用IntPart可以获取到浮点数计算结果的整数部分。

func TestDecimalTwo(t *testing.T){
	a := 0.01234
	b := 100
	// 0.01234 * 100 = 1.234, int part=1, output=1
	fmt.Println(decimal.NewFromFloat(a).Mul(decimal.NewFromInt(int64(b))).IntPart())
}

4.2 小数点后填充

使用IntPart可以对计算后的数据进行小数点位数的补零填充。

func TestDecimalThree(t *testing.T){
	a := 0.012
	b := 100
	x := decimal.NewFromFloat(a).Mul(decimal.NewFromInt(int64(b)))
	// 小数点后的位数填充, 0.012*100=1.2, 填充3位,因为已经有一位了,填充两个0, 1.200
	fmt.Println(x.StringFixed(3))
}

4.3 比较数字的大小

浮点数的比较decimal提供了一些比较有用的函数方法，这里列举了一部分。

import (
	"fmt"
	"github.com/shopspring/decimal"
	"testing"
)

func TestDecimalFour(t *testing.T) {
	a := decimal.NewFromFloat(-1.11)
	b := decimal.NewFromInt(3)
	c, _ := decimal.NewFromString("2.023")
	// 是否是负数
	fmt.Println(a.IsNegative())
	// 取绝对值
	fmt.Println(a.Abs())
	// 比较是否相等
	fmt.Println(a.Equal(b))
	// 比较小于
	fmt.Println(a.LessThan(b))
	// 比较小于等于
	fmt.Println(a.LessThanOrEqual(b))
	// 比较大于等于
	fmt.Println(b.GreaterThanOrEqual(a))
	// 是否是0
	fmt.Println(c.IsZero())
}

5 小结

decimal对于浮点数的计算提供了极大的便利性，让我们在使用浮点数进行大小计算的时候不用担心精度丢失的问题，尤其是对于金融行业，精度丢失造成资损就是很重大的生产事故了。

对decimal有一些基本的了解，当我们在工作中有场景需要使用到浮点数的计算的时候，可以直接使用decimal来帮助我们快速完善计算的逻辑。