多个double型数字运算丢失精度的解决办法
程序员文章站
2022-06-01 21:31:58
...
今天在做练习的时候,在double型数字运算时遇到了一个问题,类似于下面的代码:
public class Test {
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
double tmp1 = 0.05;
double tmp2 = 0.07;
double sum1 = tmp1 + tmp2;
System.out.println(sum1)
}
}
运行结果:
很明显,小数位很长,重要的是丢失精度,当做一些对精度要求比较高的项目时,往往会出现一些意想不到的麻烦。
那么出现这个问题的原因是什么呢?
这是因为计算机内部是用的是二进制码,当我们输入float或者double类型的十进制数的时候,会先转化成二进制数再进行运算,最后在转化为十进制输出。然而有些数字不能完全转化成二进制,计算机只能将结果无限趋近于原本十进制的数值,故会出现精度丢失的问题。
这个问题可以使用java提供的BigDecimal类解决,像上面的例子,我们可以改为:
public class Test {
public static void main(String[] args) {
// 使用BigDecimal类进行二次处理
BigDecimal b1 = new BigDecimal(Double.toString(tmp1));
BigDecimal b2 = new BigDecimal(Double.toString(tmp2));
double sum2 = b1.add(b2).doubleValue();
System.out.println(sum2);
}
}
运行结果:
这样计算每次都需要对数据进行加工处理,这个博客里提供了一个工具类Arith,可以简化我们的运算操作:
import java.math.BigDecimal;
/**
* 由于Java的简单类型不能够精确的对浮点数进行运算,这个工具类提供精 确的浮点数运算,包括加减乘除和四舍五入。
*/
public class ArithUtil
{
// 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 ArithUtil()
{
}
/**
* 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, 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 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, BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue();
}
}
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