Java学习——BigInteger类和BigDecimal类

摘要:本文主要学习了用于大数字运算的BigInteger类和BigDecimal类。

部分内容来自以下博客:

https://www.cnblogs.com/LeoBoy/p/6056394.html

https://www.cnblogs.com/linjiqin/p/3413894.html

使用BigInteger类

为什么要使用BigInteger类

在Java的整数类型里面,byte为8位,short为16位,int为32位,long为64位。正因为这些数值的二进制位数已经固定,所以它们能表示的数值大小就有一定的范围限制。因此,Java中提供BigInteger类来处理更大的数字。

构造方法

BigInteger(String val):创建一个具有参数所指定以字符串表示的数值的对象。

常用方法

BigInteger add(BigInteger val):加法运算。

BigInteger subtract(BigInteger val):减法运算。

BigInteger multiply(BigInteger val) :乘法运算。

BigInteger divide(BigInteger val) :除法运算,可能会产生除零异常。

public BigInteger[] divideAndRemainder(BigInteger val):获取商值和余数组成的数组,初始元素是商值,最终元素是余数。

String toString():将BigInteger对象的数值转换成字符串。

double doubleValue():将BigInteger对象中的值以双精度数返回。

float floatValue():将BigInteger对象中的值以单精度数返回。

long longValue():将BigInteger对象中的值以长整数返回。

int intValue():将BigInteger对象中的值以整数返回。

使用代码

代码如下:

 public void test() {
BigInteger a = new BigInteger("10");
BigInteger b = new BigInteger("3");
System.out.println("add >>> " + a.add(b));
System.out.println("subtract >>> " + a.subtract(b));
System.out.println("multiply >>> " + a.multiply(b));
System.out.println("divide >>> " + a.divide(b));
System.out.println("divideAndRemainder[0] >>> " + a.divideAndRemainder(b)[0]);
System.out.println("divideAndRemainder[1] >>> " + a.divideAndRemainder(b)[1]);
}

运行结果如下:

 add >>> 13
subtract >>> 7
multiply >>> 30
divide >>> 3
divideAndRemainder[0] >>> 3
divideAndRemainder[1] >>> 1

使用BigDecimal类

为什么要使用BigDecimal类

虽然Java的基本类型提供了float和double类型,但他们在执行浮点运算的时候,只是提供了一个较为精确的结果,不能用于要求精确度很高的环境中。

因此,Java提供了BigDecimal类来保证结果的精确度。

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,所以在做运算时千万要保存操作后的值。

使用BigDecimal的坏处是性能比double和float差,在处理庞大,复杂的运算时尤为明显,因根据实际需求决定使用哪种类型。

使用float和double导致精度缺失

在使用基本类型的float和double的时候,可能会出现精度缺失的问题,代码如下:

 public void test() {
System.out.println(0.2 + 0.1);
System.out.println(0.3 - 0.1);
System.out.println(0.2 * 0.1);
System.out.println(0.3 / 0.1);
}

运行结果如下:

 0.30000000000000004
0.19999999999999998
0.020000000000000004
2.9999999999999996

我们使用BigDecimal类来解决使用浮点类型导致精度缺失的问题。

构造方法

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(不建议使用)。

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。

不使用传入double的构造方法

因为float和double会导致精度缺失的问题,所以不建议使用将double作为参数的构造方法,代码如下:

 public void test() {
BigDecimal a = new BigDecimal(2);
BigDecimal b = new BigDecimal(2.3);
BigDecimal c = new BigDecimal("2.3");
System.out.println(a);
System.out.println(b);
System.out.println(c);
}

运行结果如下:

 2
2.29999999999999982236431605997495353221893310546875
2.3

常用方法

BigDecimal add(BigDecimal augend):加法运算。

BigDecimal subtract(BigDecimal subtrahend):减法运算。

BigDecimal multiply(BigDecimal multiplicand):乘法运算。

BigDecimal divide(BigDecimal divisor):除法运算,可能会产生除零异常和不能整除异常。

BigDecimal divide(BigDecimal divisor, int scale, int roundingMode):除法运算,可传入精确小数位数scale,和舍入模式roundingMode。

BigDecimal[] divideAndRemainder(BigDecimal divisor):获取商值和余数组成的数组,初始元素是商值,最终元素是余数。

BigDecimal setScale(int newScale, int roundingMode):进行舍入操作。

String toString():将BigDecimal对象的数值转换成字符串。

double doubleValue():将BigDecimal对象中的值以双精度数返回。

float floatValue():将BigDecimal对象中的值以单精度数返回。

int intValue():将BigDecimal对象中的值以整数返回。

舍入模式

ROUND_UP:向远离零的方向舍入。舍弃非零部分,并将非零舍弃部分相邻的一位数字加一。

ROUND_DOWN:向接近零的方向舍入。舍弃非零部分,同时不会非零舍弃部分相邻的一位数字加一,采取截取行为。

ROUND_CEILING:向正无穷的方向舍入。如果为正数,舍入结果同ROUND_UP一致;如果为负数,舍入结果同ROUND_DOWN一致。

ROUND_FLOOR:向负无穷的方向舍入。如果为正数,舍入结果同ROUND_DOWN一致;如果为负数,舍入结果同ROUND_UP一致。

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。这种模式也就是我们常说的我们的“四舍五入”。

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,则为向下舍入的舍入模式。这种模式也就是我们常说的我们的“五舍六入”。

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,则相邻的偶数舍入。如果舍弃部分左边的数字奇数,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。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。

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。

使用代码

代码如下:

 public void test() {
BigDecimal a = new BigDecimal(10);
BigDecimal b = new BigDecimal(3);
System.out.println("add >>> " + a.add(b));
System.out.println("subtract >>> " + a.subtract(b));
System.out.println("multiply >>> " + a.multiply(b));
// System.out.println("divide >>> " + a.divide(b));// Non-terminating decimal expansion; no exact representable decimal result.
System.out.println("divide >>> " + a.divide(b, 2, BigDecimal.ROUND_HALF_UP));
System.out.println("divideAndRemainder[0] >>> " + a.divideAndRemainder(b)[0]);
System.out.println("divideAndRemainder[1] >>> " + a.divideAndRemainder(b)[1]);
}

运行结果如下:

 add >>> 13
subtract >>> 7
multiply >>> 30
divide >>> 3.33
divideAndRemainder[0] >>> 3
divideAndRemainder[1] >>> 1
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