[Java][工具方法]精确的数学计算工具类

问题描述

Java里使用普通数据类型进行计算时候，遇到浮点数运算的时候，经常会遇到出现这样的数字：

1.6666666666667

411.49999999999994

Java中的简单浮点数类型float和double不能够进行运算。不光是Java，在其它很多编程语言中也有这样的问题。在大多数情况下，计算的结果是准确的，但是多试几次（可以做一个循环）就可以试出类似上面的错误。现在终于理解为什么要有BCD码了。
这个问题相当严重，如果你有9.999999999999元，你的计算机是不会认为你可以购买10元的商品的。
在有的编程语言中提供了专门的货币类型来处理这种情况，但是Java没有。现在让我们看看如何解决这个问题。

工具类介绍

我们可以使用java.math.BigDecimal来解决这个问题，相关的用户可以查看BigDecimal的API文档，不过这里可以使用封装好了的工具类，做加减乘除计算，直接调用即可：

import java.math.BigDecimal;
import java.math.RoundingMode;

/**
 * @author Terry E-mail: yaoxinghuo at 126 dot com
 * @date Jan 6, 2014 9:29:55 PM
 * @description
 */
public class Arith {
    // 默认除法运算精度
    private static final int DEF_DIV_SCALE = 10;

    // 这个类不能实例化
    private Arith() {
    }

    /**
     * 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（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, RoundingMode.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 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));
        BigDecimal one = new BigDecimal("1");
        return b.divide(one, scale, RoundingMode.HALF_UP).doubleValue();
    }

    /**
     * @author Terry
     * @date Jan 6, 2014 9:44:54 PM
     * @description 钱的加法运算，只要double便可以了，而且只要两位
     */
    public static double moneyAdd(double f1, double f2) {
        return round(add(f1, f2), 2);
    }

    public static double moneyAdd(double f1, double f2, double f3) {
        return round(add(add(f1, f2), f3), 2);
    }

    /**
     * @author Terry
     * @date Jan 6, 2014 9:44:54 PM
     * @description 钱的减法运算，只要double便可以了，而且只要两位
     * 
     */
    public static double moneySub(double f1, double f2) {
        return round(sub(f1, f2), 2);
    }

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(moneySub(199134.66f, 891.67f));
        System.out.println(147848.09f - 719.07f);
    }
}