[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

<>++< 2011-03-17
only_java 写道
曾经多次碰到这个问题,我们直接在后面加了0.00001就Ok了

回头试试这招。。
icewubin 2011-03-17
only_java 写道
曾经多次碰到这个问题,我们直接在后面加了0.00001就Ok了

我前面说了,不同CPU表现出来都不一样的,这么山寨的做法太不靠谱了。

有BigDecimal不用,真是很莫名啊。
bukebuhao 2012-11-12
<>++< 写道

[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
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 )。
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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

 

 

bukebuhao 2012-11-12
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 ),不知能否确保字符型的构造函数精度就没问题吗?是否需要显示确定精度
bukebuhao 2012-11-12
引用

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 )

不知能否确保字符型的构造函数精度就没问题吗?是否需要显示确定精度?
icewubin 2012-11-13
bukebuhao 写道
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 ),不知能否确保字符型的构造函数精度就没问题吗?是否需要显示确定精度

字符型的没问题,计算中的精度保留可以自行设定。
zhouming_java 2012-11-28
嗯,真的是学习了,正不知道怎么解决科学计数法的麻烦呢
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