关于double类型在浮点运算过程中出现的精度问题以及解决方案 - 快乐开发 - 极英连大科瑞迪特

[快乐开发] 关于double类型在浮点运算过程中出现的精度问题以及解决方案

<>++< 2011-03-08

[1] 精确的浮点运算：
在Java里面，有时候为了保证数值的准确性需要精确的数据，先提供一个例子就可以发现问题了：

public class FloatNumberTester {
    public static void main(String args[]){
        System.out.println(0.05+0.01);
        System.out.println(1.0 - 0.42);
        System.out.println(4.015 * 100);
        System.out.println(123.3 / 100);
    }
}

　　按照我们的期待，上边应该是什么结果呢，但是看输出我们就会发现问题了：
0.060000000000000005
0.5800000000000001
401.49999999999994
1.2329999999999999
　　这样的话这个问题就相对严重了，如果我们使用123.3元交易，计算机却因为1.2329999999999999而拒绝了交易，岂不是和实际情况大相径庭。

[2] 四舍五入：

另外的一个计算问题，就是四舍五入。但是Java的计算本身是不能够支持四舍五入的，比如：

public class GetThrowTester {
    public static void main(String args[]){
        System.out.println(4.015 * 100.0);
    }
}

　　这个输出为：

401.49999999999994

　　所以就会发现这种情况并不能保证四舍五入，如果要四舍五入，只有一种方法

java.text.DecimalFormat：

import java.text.DecimalFormat;

public class NumberFormatMain {
    public static void main(String args[]){
        System.out.println(new DecimalFormat("0.00").format(4.025));
        System.out.println(new DecimalFormat("0.00").format(4.024));
    }
}

　　上边代码输出为：

4.02

　　发现问题了么？因为DecimalFormat使用的舍入模式，舍入模式详情参见本文最后部分。

[3] 浮点输出：

　　Java浮点类型数值在大于9999999.0就自动转化成为科学计数法，看看下边的例子：

public class FloatCounter {
    public static void main(String args[]){
        System.out.println(9969999999.04);
        System.out.println(199999999.04);
        System.out.println(1000000011.01);
        System.out.println(9999999.04);
    }
}

　　输出结果为：

9.96999999904E9

1.9999999904E8

1.00000001101E9

9999999.04

　　但是有时候我们不需要科学计数法，而是转换成为字符串，所以这样可能会有点麻烦。

总结：

所以在项目当中，对于浮点类型以及大整数的运算还是尽量不要用double，long等基本数据类型以及其包装类，还是用Java中提供的BigDecimal，BigInteger等大数值类型来代替吧。

但这里特别说明一下BigDecimal类的两个构造函数的区别，他们分别是：

new BigDecimal(String val ) 和 new BigDecimal(double val )

先看例子：

public class BigDecimalMain {
    public static void main(String args[]){
        System.out.println(new BigDecimal(123456789.01).toString());
        System.out.println(new BigDecimal("123456789.01").toString());
    }
}

输出结果有一次令人意外了，同时两者之间的区别也一目了然了：

123456789.01000000536441802978515625

123456789.01

所以在就是想利用double原始类型进行了相关计算之后再转成BigDecimal类型的场合下，为了防止精度出现偏离，建议使用参数为String类型的该构造方法。即new BigDecimal(String val )。

---------------------------------------分割线---------------------------------------------

BigDecimal舍入模式介绍：

　　舍入模式在java.math.RoundingMode 里面：

RoundingMode.CEILING ：向正无限大方向舍入的舍入模式。如果结果为正，则舍入行为类似于 RoundingMode.UP；如果结果为负，则舍入行为类似于 RoundingMode.DOWN。注意，此舍入模式始终不会减少计算值

输入数字	使用CEILING舍入模式将数字舍入为一位数
5.5	6
2.5	3
1.1	2
1.0	1
-1.0	-1
-1.1	-1
-1.6	-1
-2.5	-2
-5.5	-5

RoundingMode.DOWN ：向零方向舍入的舍入模式。从不对舍弃部分前面的数字加 1（即截尾）。注意，此舍入模式始终不会增加计算值的绝对值

输入数字	使用DOWN舍入模式将数字舍入为一位数
5.5	5
2.5	2
1.1	1
-1.0	-1
-1.6	-1
-2.5	-2
-5.5	-5

RoundingMode.FLOOR ：向负无限大方向舍入的舍入模式。如果结果为正，则舍入行为类似于 RoundingMode.DOWN；如果结果为负，则舍入行为类似于 RoundingMode.UP。注意，此舍入模式始终不会增加计算值

输入数字	使用FLOOR舍入模式将输入数字舍入为一位
5.5	5
2.3	2
1.6	1
1.0	1
-1.1	-2
-2.5	-3
-5.5	-6

RoundingMode.HALF_DOWN ：向最接近数字方向舍入的舍入模式，如果与两个相邻数字的距离相等，则向下舍入。如果被舍弃部分 > 0.5，则舍入行为同 RoundingMode.UP；否则舍入行为同 RoundingMode.DOWN

输入数字	使用HALF_DOWN输入模式舍入为一位
5.5	5
2.5	2
1.6	2
1.0	1
-1.1	-1
-1.6	-2
-2.5	-2
-5.5	-5

RoundingMode.HALF_EVEN ：向最接近数字方向舍入的舍入模式，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，则舍入行为同 RoundingMode.HALF_UP；如果为偶数，则舍入行为同 RoundingMode.HALF_DOWN。注意，在重复进行一系列计算时，此舍入模式可以在统计上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。此舍入模式类似于 Java 中对 float 和 double 算法使用的舍入策略

输入数字	使用HALF_EVEN舍入模式将输入舍为一位
5.5	6
2.5	2
1.6	2
1.1	1
-1.0	-1
-1.6	-2
-2.5	-2
-5.5	-6

RoundingMode.HALF_UP ：向最接近数字方向舍入的舍入模式，如果与两个相邻数字的距离相等，则向上舍入。如果被舍弃部分 >= 0.5，则舍入行为同 RoundingMode.UP；否则舍入行为同 RoundingMode.DOWN。注意，此舍入模式就是通常学校里讲的四舍五入

输入数字	使用HALF_UP舍入模式舍入为一位数
5.5	6
2.5	3
1.6	2
1.0	1
-1.1	-1
-1.6	-2
-2.5	-3
-5.5	-6

RoundingMode.UNNECESSARY ：用于断言请求的操作具有精确结果的舍入模式，因此不需要舍入。如果对生成精确结果的操作指定此舍入模式，则抛出 ArithmeticException

输入数字	使用UNNECESSARY模式
5.5	抛出 ArithmeticException
2.5	抛出 ArithmeticException
1.6	抛出 ArithmeticException
1.0	1
-1.0	-1.0
-1.1	抛出 ArithmeticException
-1.6	抛出 ArithmeticException
-2.5	抛出 ArithmeticException
-5.5	抛出 ArithmeticException

RoundingMode.UP ：远离零方向舍入的舍入模式。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绝对值

输入数字	使用UP舍入模式将输入数字舍入为一位数
5.5	6
1.6	2
1.1	2
1.0	1
-1.1	-2
-1.6	-2
-2.5	-3
-5.4	-6

　　——[$] 示例代码：——

import java.math.BigDecimal;

import java.text.DecimalFormat;

/**

*使用舍入模式的格式化操作

**/

public class DoubleFormat {

public static void main(String args[]){

DoubleFormat format = new DoubleFormat();

System.out .println(format.doubleOutPut(12.345, 2));

System.out .println(format.roundNumber(12.335, 2));

}

public String doubleOutPut(double v,Integer num){

if ( v == Double.valueOf(v).intValue()){

return Double.valueOf(v).intValue() + "" ;

}else {

BigDecimal b = new BigDecimal(Double.toString(v));

return b.setScale(num,BigDecimal.ROUND_HALF_UP ).toString();

}

public String roundNumber(double v,int num){

String fmtString = "0000000000000000" ; //16bit

fmtString = num>0 ? "0." + fmtString.substring(0,num):"0" ;

DecimalFormat dFormat = new DecimalFormat(fmtString);

return dFormat.format(v);

}

　　这段代码的输出为：

12.35

12.34

trydofor 2011-03-08

+1

再补充一个：使用原始类型的时候，注意检查边界。
1）加加得负：Integer.MAX_VALUE + 1。
2）负负得负：-Integer.MIN_VALUE

whitesock 2011-03-09

浮点计算不是普通程序员可以完成的。

fujohnwang 2011-03-10

别想不开不好嘛？！

icewubin 2011-03-10

不同的CPU对浮点数的0的定义也是不同的，浮点数一般来说在企业计算和日常计算中根本用不到。

suigara 2011-03-12

所以在就是想利用double原始类型进行了相关计算之后再转成BigDecimal类型的场合下，为了防止精度出现偏离，建议使用参数为String类型的该构造方法。即new BigDecimal(double val )。
---------------------------------------分割线---------------------------------------------

应该是String val吧

楼主研究的很深入啊佩服

<>++< 2011-03-15

suigara 写道

不好意思写错了已经修正

<>++< 2011-03-15

icewubin 写道

不同的CPU对浮点数的0的定义也是不同的，浮点数一般来说在企业计算和日常计算中根本用不到。

恩的确很难用到我只是针对于前几天项目中的一个bug提点意见。