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title: "03-BigDecimal"
created: 2025-11-25
tags:
  - Java
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# BigDecimal

## 核心概念

BigDecimal是Java中用于**精确计算**的类，主要解决浮点数运算的精度问题。在金融、电商等对精度要求高的场景中必须使用。

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## 一、为什么需要BigDecimal？

### 1.1 浮点数精度问题

```java
// 浮点数运算的精度丢失
System.out.println(0.1 + 0.2);  // 0.30000000000000004
System.out.println(1.0 - 0.9);  // 0.09999999999999998
System.out.println(0.1 * 0.1);  // 0.010000000000000002

// 比较问题
System.out.println(0.1 + 0.2 == 0.3);  // false
```

### 1.2 原因分析

- 计算机使用二进制存储浮点数
- 0.1在二进制中是无限循环小数
- 存储时必须截断，导致精度丢失

```
0.1 (十进制) = 0.0001100110011... (二进制，无限循环)
```

### 1.3 BigDecimal的解决方案

```java
// ✅ 解决方案：比较时使用误差范围
double epsilon = 1e-10;
System.out.println(Math.abs(d1 - 0.3) < epsilon);  // true ✅


// 更佳：使用BigDecimal
BigDecimal a = new BigDecimal("0.1");
BigDecimal b = new BigDecimal("0.2");
BigDecimal c = a.add(b);
System.out.println(c);  // 0.3（精确）
```

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## 二、BigDecimal的创建

### 2.1 构造方法对比

```java
// ❌ 错误：使用double构造（精度丢失）
BigDecimal bad = new BigDecimal(0.1);
System.out.println(bad);  // 0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625

// ✅ 正确：使用String构造
BigDecimal good = new BigDecimal("0.1");
System.out.println(good);  // 0.1

// ✅ 正确：使用valueOf（内部转String）
BigDecimal better = BigDecimal.valueOf(0.1);
System.out.println(better);  // 0.1
```

### 2.2 构造方法选择

| 方式 | 精度 | 推荐度 |
| --- | --- | --- |
| `new BigDecimal(double)` | ❌ 有精度问题 | 不推荐 |
| `new BigDecimal(String)` | ✅ 精确 | 推荐 |
| `BigDecimal.valueOf(double)` | ✅ 精确 | 推荐 |
| `new BigDecimal(int/long)` | ✅ 精确 | 推荐 |

### 2.3 常用常量

```java
BigDecimal.ZERO;  // 0
BigDecimal.ONE;   // 1
BigDecimal.TEN;   // 10
```

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## 三、BigDecimal运算

### 3.1 四则运算

```java
BigDecimal a = new BigDecimal("10.5");
BigDecimal b = new BigDecimal("3");

// 加法
BigDecimal sum = a.add(b);  // 13.5

// 减法
BigDecimal diff = a.subtract(b);  // 7.5

// 乘法
BigDecimal product = a.multiply(b);  // 31.5

// 除法（必须指定精度和舍入模式）
BigDecimal quotient = a.divide(b, 2, RoundingMode.HALF_UP);  // 3.50
```

### 3.2 除法的特殊处理

```java
BigDecimal a = new BigDecimal("10");
BigDecimal b = new BigDecimal("3");

// ❌ 错误：不指定精度，除不尽会抛异常
a.divide(b);  // ArithmeticException: Non-terminating decimal expansion

// ✅ 正确：指定精度和舍入模式
a.divide(b, 2, RoundingMode.HALF_UP);  // 3.33
a.divide(b, 4, RoundingMode.HALF_UP);  // 3.3333
```

### 3.3 舍入模式（RoundingMode）

| 模式 | 说明 | 示例（保留1位） |
| --- | --- | --- |
| `HALF_UP` | 四舍五入 | 2.5→3, 2.4→2 |
| `HALF_DOWN` | 五舍六入 | 2.5→2, 2.6→3 |
| `HALF_EVEN` | 银行家舍入 | 2.5→2, 3.5→4 |
| `UP` | 远离零方向舍入 | 2.1→3, -2.1→-3 |
| `DOWN` | 向零方向舍入（截断） | 2.9→2, -2.9→-2 |
| `CEILING` | 向正无穷舍入 | 2.1→3, -2.9→-2 |
| `FLOOR` | 向负无穷舍入 | 2.9→2, -2.1→-3 |
| `UNNECESSARY` | 不需要舍入，否则异常 | 2.0→2 |

```java
BigDecimal value = new BigDecimal("2.5");

value.setScale(0, RoundingMode.HALF_UP);    // 3（四舍五入）
value.setScale(0, RoundingMode.HALF_DOWN);  // 2（五舍六入）
value.setScale(0, RoundingMode.HALF_EVEN);  // 2（银行家舍入）
value.setScale(0, RoundingMode.UP);         // 3（远离零）
value.setScale
```

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