java后端实现加减乘除和比例计算
java后端实现加减乘除和比例计算
在 java.math 包中提供了 API 类 BigDecimal 用来对超过 16位有效位的数进行精确的运算。
BigDecimal 所创建的是对象，所以不能使用 +、-、*、/、等算术运算符直接对其对象进行数学运算。
首先需要了解 BigDecimal 一共有4种构造方法：
//创建一个具有参数所指定整数值的对象
BigDecimal(int)
//创建一个具有参数所指定双精度值的对象
BigDecimal(double)
//创建一个具有参数所指定整数值的对象
BigDecimal(long)
//创建一个具有参数所指定以字符串表示的数值的对象
BigDecimal(String)
//这里对比了两种形式，第一种直接value写数字的值，第二种用string来表示
BigDecimal num1 = new BigDecimal(0.005);
BigDecimal num2 = new BigDecimal(1000000);
BigDecimal num3 = new BigDecimal(-1000000);
//尽量用字符串的形式初始化
BigDecimal num12 = new BigDecimal("0.005");
BigDecimal num22 = new BigDecimal("1000000");
BigDecimal num32 = new BigDecimal("-1000000");
1、加减乘除
//加法 add()
BigDecimal result1 = num1.add(num2);
BigDecimal result12 = num12.add(num22);
//减法 subtract()
BigDecimal result2 = num1.subtract(num2);
BigDecimal result22 = num12.subtract(num22);
//乘法 multiply()
BigDecimal result3 = num1.multiply(num2);
BigDecimal result32 = num12.multiply(num22);
//绝对值 abs()
BigDecimal result4 = num3.abs();
BigDecimal result42 = num32.abs();
//除法 divide()
//num1、num12 除数， 20 精确小数位， BigDecimal.ROUND_HALF_UP 舍入模式
BigDecimal result5 = num2.divide(num1,20,BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
BigDecimal result52 = num22.divide(num12,20,BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
//去除末尾多余的0：
new BigDecimal("100.000").stripTrailingZeros().toPlainString();
这里把result全部输出可以看到结果
这里出现了差异，这也是为什么初始化建议使用string的原因
※ 注意：
1）System.out.println()中的数字默认是double类型的，double类型小数计算不精准。
2）使用BigDecimal类构造方法传入double类型时，计算的结果也是不精确的！
因为不是所有的浮点数都能够被精确的表示成一个double 类型值，有些浮点数值不能够被精确的表示成 double 类型值，因此它会被表示成与它最接近的 double 类型的值。必须改用传入String的构造方法。这一点在BigDecimal类的构造方法注释中有说明。
除法divide()参数使用
使用除法函数在divide的时候要设置各种参数，要精确的小数位数和舍入模式，不然会出现报错
我们可以看到divide函数配置的参数如下
//即为(BigDecimal divisor 除数, int scale 精确小数位, int roundingMode 舍入模式)
Public BigDecimal divide(BigDecimal divisor, int scale, int roundingMode)
但是舍入模式有很多种 BigDecimal.ROUND_XXXX_XXX， 具体都是什么意思呢
八种舍入模式解释如下
1）ROUND_UP
舍入远离零的舍入模式。
在丢弃非零部分之前始终增加数字(始终对非零舍弃部分前面的数字加1)。
注意，此舍入模式始终不会减少计算值的大小。
2）ROUND_DOWN
接近零的舍入模式。
在丢弃某部分之前始终不增加数字(从不对舍弃部分前面的数字加1，即截短)。
注意，此舍入模式始终不会增加计算值的大小。
3）ROUND_CEILING
接近正无穷大的舍入模式。
如果 BigDecimal 为正，则舍入行为与 ROUND_UP 相同;
如果为负，则舍入行为与 ROUND_DOWN 相同。
注意，此舍入模式始终不会减少计算值。
4）ROUND_FLOOR
接近负无穷大的舍入模式。
如果 BigDecimal 为正，则舍入行为与 ROUND_DOWN 相同;
加粗样式如果为负，则舍入行为与 ROUND_UP 相同。
注意，此舍入模式始终不会增加计算值。
5）ROUND_HALF_UP
向“最接近的”数字舍入，如果与两个相邻数字的距离相等，则为向上舍入的舍入模式。
如果舍弃部分 >= 0.5，则舍入行为与 ROUND_UP 相同;否则舍入行为与 ROUND_DOWN 相同。
注意，这是我们大多数人在小学时就学过的舍入模式(四舍五入)。
6）ROUND_HALF_DOWN
向“最接近的”数字舍入，如果与两个相邻数字的距离相等，则为上舍入的舍入模式。
如果舍弃部分 > 0.5，则舍入行为与 ROUND_UP 相同;否则舍入行为与 ROUND_DOWN 相同(五舍六入)。
7）ROUND_HALF_EVEN
向“最接近的”数字舍入，如果与两个相邻数字的距离相等，则向相邻的偶数舍入。
如果舍弃部分左边的数字为奇数，则舍入行为与 ROUND_HALF_UP 相同;
如果为偶数，则舍入行为与 ROUND_HALF_DOWN 相同。
注意，在重复进行一系列计算时，此舍入模式可以将累加错误减到最小。
此舍入模式也称为“银行家舍入法”，主要在美国使用。四舍六入，五分两种情况。
如果前一位为奇数，则入位，否则舍去。
以下例子为保留小数点1位，那么这种舍入方式下的结果。
1.15>1.2 1.25>1.2
8）ROUND_UNNECESSARY
断言请求的操作具有精确的结果，因此不需要舍入。
如果对获得精确结果的操作指定此舍入模式，则抛出ArithmeticException。
举个例子：计算1÷3的结果（最后一种ROUND_UNNECESSARY在结果为无限小数的情况下会报错）
2、比较大小
//前提为a、b均不能为null
BigDecimal a = new BigDecimal("xx");
BigDecimal b = new BigDecimal("xx");
if(a.compareTo(b) == -1){
System.out.println("a小于b");
}
if(a.compareTo(b) == 0){
System.out.println("a等于b");
}
if(a.compareTo(b) == 1){
System.out.println("a大于b");
}
if(a.compareTo(b) > -1){
System.out.println("a大于等于b");
}
if(a.compareTo(b) < 1){
System.out.println("a小于等于b");
}
3、BigDecimal总结
在需要精确的小数计算时再使用BigDecimal，BigDecimal的性能比double和float差，在处理庞大，复杂的运算时尤为明显。故一般精度的计算没必要使用BigDecimal。尽量使用参数类型为String的构造函数。
BigDecimal都是不可变的（immutable）的， 在进行每一次四则运算时，都会产生一个新的对象 ，所以在做加减乘除运算时要记得要保存操作后的值。
工具类推荐
package com.vivo.ars.util;
import java.math.BigDecimal;
/**
* 用于高精确处理常用的数学运算
*/
public class ArithmeticUtils {
//默认除法运算精度
private static final int DEF_DIV_SCALE = 10;
/**
* 提供精确的加法运算
*
* @param v1 被加数
* @param v2 加数
* @return 两个参数的和
*/
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();
}
/**
* 提供精确的加法运算
*
* @param v1 被加数
* @param v2 加数
* @return 两个参数的和
*/
public static BigDecimal add(String v1, String v2) {
BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
return b1.add(b2);
}
/**
* 提供精确的加法运算
*
* @param v1 被加数
* @param v2 加数
* @param scale 保留scale 位小数
* @return 两个参数的和
*/
public static String add(String v1, String v2, int scale) {
if (scale < 0) {
throw new IllegalArgumentException(
"The scale must be a positive integer or zero");
}
BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
return b1.add(b2).setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();
}
/**
* 提供精确的减法运算
*
* @param v1 被减数
* @param v2 减数
* @return 两个参数的差
*/
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();
}
/**
* 提供精确的减法运算。
*
* @param v1 被减数
* @param v2 减数
* @return 两个参数的差
*/
public static BigDecimal sub(String v1, String v2) {
BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
return b1.subtract(b2);
}
/**
* 提供精确的减法运算
*
* @param v1 被减数
* @param v2 减数
* @param scale 保留scale 位小数
* @return 两个参数的差
*/
public static String sub(String v1, String v2, int scale) {
if (scale < 0) {
throw new IllegalArgumentException(
"The scale must be a positive integer or zero");
}
BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
return b1.subtract(b2).setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();
}
/**
* 提供精确的乘法运算
*
* @param v1 被乘数
* @param v2 乘数
* @return 两个参数的积
*/
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();
}
/**
* 提供精确的乘法运算
*
* @param v1 被乘数
* @param v2 乘数
* @return 两个参数的积
*/
public static BigDecimal mul(String v1, String v2) {
BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
return b1.multiply(b2);
}
/**
* 提供精确的乘法运算
*
* @param v1 被乘数
* @param v2 乘数
* @param scale 保留scale 位小数
* @return 两个参数的积
*/
public static double mul(double v1, double v2, int scale) {
BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));
BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));
return round(b1.multiply(b2).doubleValue(), scale);
}
/**
* 提供精确的乘法运算
*
* @param v1 被乘数
* @param v2 乘数
* @param scale 保留scale 位小数
* @return 两个参数的积
*/
public static String mul(String v1, String v2, int scale) {
if (scale < 0) {
throw new IllegalArgumentException(
"The scale must be a positive integer or zero");
}
BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
return b1.multiply(b2).setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();
}
/**
* 提供（相对）精确的除法运算，当发生除不尽的情况时，精确到
* 小数点以后10位，以后的数字四舍五入
*
* @param v1 被除数
* @param v2 除数
* @return 两个参数的商
*/
public static double div(double v1, double v2) {
return div(v1, v2, DEF_DIV_SCALE);
}
/**
* 提供（相对）精确的除法运算。当发生除不尽的情况时，由scale参数指
* 定精度，以后的数字四舍五入
*
* @param v1 被除数
* @param v2 除数
* @param scale 表示表示需要精确到小数点以后几位。
* @return 两个参数的商
*/
public static double div(double v1, double v2, int scale) {
if (scale < 0) {
throw new IllegalArgumentException("The scale must be a positive integer or zero");
}
BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(v1));
BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(v2));
return b1.divide(b2, scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue();
}
/**
* 提供（相对）精确的除法运算。当发生除不尽的情况时，由scale参数指
* 定精度，以后的数字四舍五入
*
* @param v1 被除数
* @param v2 除数
* @param scale 表示需要精确到小数点以后几位
* @return 两个参数的商
*/
public static String div(String v1, String v2, int scale) {
if (scale < 0) {
throw new IllegalArgumentException("The scale must be a positive integer or zero");
}
BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
BigDecimal b2 = new BigDecimal(v1);
return b1.divide(b2, scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();
}
/**
* 提供精确的小数位四舍五入处理
*
* @param v 需要四舍五入的数字
* @param scale 小数点后保留几位
* @return 四舍五入后的结果
*/
public static double round(double v, int scale) {
if (scale < 0) {
throw new IllegalArgumentException("The scale must be a positive integer or zero");
}
BigDecimal b = new BigDecimal(Double.toString(v));
return b.setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue();
}
/**
* 提供精确的小数位四舍五入处理
*
* @param v 需要四舍五入的数字
* @param scale 小数点后保留几位
* @return 四舍五入后的结果
*/
public static String round(String v, int scale) {
if (scale < 0) {
throw new IllegalArgumentException(
"The scale must be a positive integer or zero");
}
BigDecimal b = new BigDecimal(v);
return b.setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();
}
/**
* 取余数
*
* @param v1 被除数
* @param v2 除数
* @param scale 小数点后保留几位
* @return 余数
*/
public static String remainder(String v1, String v2, int scale) {
if (scale < 0) {
throw new IllegalArgumentException(
"The scale must be a positive integer or zero");
}
BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
return b1.remainder(b2).setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).toString();
}
/**
* 取余数 BigDecimal
*
* @param v1 被除数
* @param v2 除数
* @param scale 小数点后保留几位
* @return 余数
*/
public static BigDecimal remainder(BigDecimal v1, BigDecimal v2, int scale) {
if (scale < 0) {
throw new IllegalArgumentException(
"The scale must be a positive integer or zero");
}
return v1.remainder(v2).setScale(scale, BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
}
/**
* 比较大小
*
* @param v1 被比较数
* @param v2 比较数
* @return 如果v1 大于v2 则 返回true 否则false
*/
public static boolean compare(String v1, String v2) {
BigDecimal b1 = new BigDecimal(v1);
BigDecimal b2 = new BigDecimal(v2);
int bj = b1.compareTo(b2);
boolean res;
if (bj > 0)
res = true;
else
res = false;
return res;
}
}
好事定律：每件事最后都会是好事，如果不是好事，说明还没到最后。