全文大約【3800】字，不說廢話，只講可以讓你學到技術、明白原理的純干貨!本文帶有豐富的案例及配圖視頻，讓你更好地理解和運用文中的技術概念，并可以給你帶來具有足夠啟迪的思考......
一. BigInteger類
1.簡介
小編在之前給大家講解8種基本類型時就說過，不同的數(shù)據(jù)類型，有不同的取值范圍，我們再通過下表回顧一下：
從上表中我們可以看到，整型的最大取值范圍是-2^63 ~ 2^63-1，浮點型的最大取值范圍是±1.7E+308。但是不管這個范圍有多大，有些小伙伴就想杠一下，如果我就要存一個比Integer或Long更大的數(shù)字，怎么辦?
針對這種大整數(shù)的需求，我們可以使用BigInteger，它的數(shù)字范圍比 Integer類型的數(shù)字范圍要大得多，而且BigInteger支持任意精度的整數(shù)。也就是說在運算中，BigInteger類型可以準確地表示任何大小的整數(shù)值。BigInteger和Integer、Long一樣都是Number的子類，屬于不可變類。它自身帶有一些可以進行運算的方法，包括基本的加、減、乘、除操作，還有很多較為高級的操作，像求絕對值、相反數(shù)、最大公約數(shù)及判斷是否為質(zhì)數(shù)等，所以BigInteger用起來是比較方便的。
2. 使用方法
2.1 常用API方法
如果我們要使用BigInteger類，首先要創(chuàng)建一個BigInteger對象。BigInteger類提供了多個構造方法，其中最直接的一個是以字符串作為參數(shù)的構造方法，即BigInteger(String val)。在創(chuàng)建BigInteger對象之后，我們就可以調(diào)用BigInteger類提供的方法，進行各種數(shù)學運算了，這些常用的API方法如下：
2.2 基本案例
我們先來通過一個案例，來驗證一下BigInteger中的數(shù)字到底有多大。
public static void main(String[] args) {
//創(chuàng)建一個BigInteger對象
BigInteger bi = new BigInteger("1234567890");
//計算1234567890的15次方，
//結(jié)果=23589821655914838120947036369147203948318169938519404175968425823418008249115809912616071588527110255905622789563711716349000000000000000
System.out.println(bi.pow(15));
}我們會發(fā)現(xiàn)，BigInteger可以表示一個非常大的數(shù)字，比Integer、Long的范圍都要大。
2.3 類型轉(zhuǎn)換
小編在上面說過，BigInteger其實是Number的子類，我們知道，Number中定義了幾個負責類型轉(zhuǎn)換的方法，比如：
● 轉(zhuǎn)換為byte：byteValue()
● 轉(zhuǎn)換為short：shortValue()
● 轉(zhuǎn)換為int：intValue()
● 轉(zhuǎn)換為long：longValue()
● 轉(zhuǎn)換為float：floatValue()
● 轉(zhuǎn)換為double：doubleValue()
我們利用上述幾個方法，就可以把BigInteger轉(zhuǎn)換成基本類型。但是大家要注意，如果BigInteger表示的范圍超過了基本類型的范圍，在轉(zhuǎn)換時會丟失高位信息，也就是說，結(jié)果不一定準確。所以如果我們需要準確地轉(zhuǎn)換成基本類型，可以使用intValueExact()、longValueExact()這樣的方法。不過這種方法在轉(zhuǎn)換時如果超出了基本類型的范圍，會直接拋出ArithmeticException異常。我們來驗證一下吧。
public static void main(String[] args) {
//BigInteger轉(zhuǎn)基本類型
BigInteger bi02 = new BigInteger("123456789000");
//123456789000
System.out.println("轉(zhuǎn)為int類型="+bi02.intValue());
System.out.println("轉(zhuǎn)為float類型="+bi02.floatValue());
System.out.println("轉(zhuǎn)為long類型="+bi02.longValue());
//將123456789000乘以123456789000，然后將結(jié)果轉(zhuǎn)為long類型
//java.lang.ArithmeticException: BigInteger out of long range
System.out.println("得到精確結(jié)果="+bi02.multiply(bi02).longValueExact());
}但是如果BigInteger的值超過了float的最大范圍(3.4x1038)，結(jié)果并不會出現(xiàn)ArithmeticException異常，而是會出現(xiàn)Infinity，如下所示：
//計算999999的99次方，并得到該結(jié)果的float值
BigInteger bi03 = new BigInteger("999999").pow(99);
float f = bi03.floatValue();
System.out.println("結(jié)果="+f);2.4 其他用法
接下來我們再來看看其他的API方法都有哪些作用。
import java.math.BigInteger;
import java.util.Scanner;
public class Demo10 {
public static void main(String[] args) {
Scanner scanner = new Scanner(System.in);
System.out.println("請輸入一個整數(shù):");
// 保存用戶輸入的數(shù)字
int num = scanner.nextInt();
// 使用輸入的數(shù)字創(chuàng)建BigInteger對象
BigInteger bi = new BigInteger(num + "");
// 計算大數(shù)字加上99的結(jié)果
System.out.println("加法的結(jié)果:" + bi.add(new BigInteger("99")));
// 計算大數(shù)字減去25的結(jié)果
System.out.println("減法的結(jié)果:" + bi.subtract(new BigInteger("25")));
// 計算大數(shù)字乘以3的結(jié)果
System.out.println("乘法的結(jié)果:" + bi.multiply(new BigInteger("3")));
// 計算大數(shù)字除以2的結(jié)果
System.out.println("除法的結(jié)果:" + bi.divide(new BigInteger("2")));
// 計算大數(shù)字除以3的商
System.out.println("取商的結(jié)果:" + bi.divideAndRemainder(new BigInteger("3"))[0]);
// 計算大數(shù)字除以3的余數(shù)
System.out.println("取余的結(jié)果:" + bi.divideAndRemainder(new BigInteger("3"))[1]);
// 計算大數(shù)字的4次方
System.out.println("4次方的結(jié)果:" + bi.pow(4));
// 計算大數(shù)字的相反數(shù)
System.out.println("取反的結(jié)果:" + bi.negate());
}
}在上述案例中，我們將用戶輸入的數(shù)字作為 BigInteger 對象的參數(shù)，然后調(diào)用該對象的各種方法，實現(xiàn)了加、減、乘、除等運算，并輸出了最終的結(jié)果。
二. BigDecimal類
1.簡介
雖然都是用于大數(shù)字運算的類，但BigDecimal加入了小數(shù)的概念，所以是可以操作小數(shù)的。而float 和 double類型，只能用來進行科學計算或工程計算，并不適用于精度要求較高的商業(yè)計算(如貨幣計算)，所以要用到支持任何精度的BigDecimal類。該類中提供了一系列對應的方法，可以用來做超大浮點數(shù)的運算，像加、減、乘和除等。在所有運算中，除法運算是最復雜的，因為存在除不盡的情況，需要我們考慮末位小數(shù)的處理方式。
2.使用方法
2.1 常用構造方法
以下是BigDecimal類的常用構造方法：
● BigDecimal(double val)：實例化對象時可以將雙精度型轉(zhuǎn)換為BigDecimal類型;
● BigDecimal(String val)：實例化對象時可以將字符串形式轉(zhuǎn)換為BigDecimal類型。
2.2 常用API方法
除了構造方法之外，BigDecimal還提供了一些常用的API方法供我們進行數(shù)學運算。這些方法與BigInteger的方法類型，很多方法名稱和用法也都與之一致，所以這里小編就不再一一列出了，接下來我就直接通過一個案例給大家演示這些方法如何使用。
import java.math.BigDecimal;
public class Demo11 {
public static void main(String[] args) {
BigDecimal bd = new BigDecimal("1000.05800");
// 計算大數(shù)字加上99的結(jié)果
System.out.println("加法的結(jié)果:" + bd.add(new BigDecimal("99")));
// 計算大數(shù)字減去25的結(jié)果
System.out.println("減法的結(jié)果:" + bd.subtract(new BigDecimal("25")));
// 計算大數(shù)字乘以1000的結(jié)果
System.out.println("乘法的結(jié)果:" + bd.multiply(new BigDecimal(1000)));
//獲取小數(shù)的位數(shù)，5
System.out.println(bd.scale());
//去掉BigDecimal末尾的0，返回一個與原有BigDecimal相等的新對象
BigDecimal bd2 = bd.stripTrailingZeros();
System.out.println(bd2.scale());
}
}在上述代碼中，stripTrailingZeros()方法用于去掉BigDecimal末尾的0，并返回一個與原有BigDecimal相等的新對象。而scale()方法用于獲取一個數(shù)字后面0的個數(shù)，如果返回的是負數(shù)，比如-2，則表示該數(shù)是一個整數(shù)，且末尾有2個0。
2.3 divide()除法
BigDecimal進行加、減、乘時，數(shù)字的精度不會丟失，但是進行除法運算時，有可能會出現(xiàn)無法除盡的情況，此時必須指定精度以及如何進行截斷。BigDecimal給我們提供了divide()和divideAndRemainder()兩個方法可以進行除法運算。
其中，divide()方法有3個參數(shù)分別表示除數(shù)、商的小數(shù)點后的位數(shù)和近似值的處理模式，下表是小編給大家列出的roundingMode參數(shù)支持的處理模式。
import java.math.BigDecimal;
import java.math.RoundingMode;
public class Demo12 {
public static void main(String[] args) {
BigDecimal d1 = new BigDecimal("123.456");
BigDecimal d2 = new BigDecimal("123.456789");
// 會產(chǎn)生ArithmeticException異常，因為除不盡,可以設置RoundingMode，按照指定的方法進行四舍五入或者直接截斷：
//BigDecimal d3 = d1.divide(d2);
// 保留10位小數(shù)并四舍五入
BigDecimal d4 = d1.divide(d2, 10, RoundingMode.HALF_UP);
System.out.println("d4="+d4);
//按指定的位數(shù)直接截斷，0.xxxx
BigDecimal d5 = d1.divide(d2, 4, RoundingMode.DOWN);
System.out.println("d5="+d5);
}
}2.4 divideAndRemainder()除法
而divideAndRemainder()方法，會返回一個數(shù)組，內(nèi)部包含兩個BigDecimal，分別是商和余數(shù)，其中商總是整數(shù)，余數(shù)不會大于除數(shù)，所以我們可以利用這個方法來判斷兩個BigDecimal是否是整數(shù)倍數(shù)。
import java.math.BigDecimal;
import java.math.RoundingMode;
public class Demo12 {
public static void main(String[] args) {
//divideAndRemainder方法，返回一個數(shù)組，該數(shù)組內(nèi)部包含了兩個BigDecimal，分別是商和余數(shù)，其中商總是整數(shù)，余數(shù)不會大于除數(shù)。
//我們可以利用這個特性來判斷兩個BigDecimal是否是整數(shù)倍數(shù)。
BigDecimal n = new BigDecimal("123.456");
BigDecimal m = new BigDecimal("0.123");
BigDecimal[] dr = n.divideAndRemainder(m);
System.out.println(dr[0]); // 1003
System.out.println(dr[1]); // 0.087
if (dr[1].signum() == 0) {
// n是m的整數(shù)倍
System.out.println("n是m的整數(shù)倍");
}else {
System.out.println("n不是m的整數(shù)倍");
}
}
}3.比較兩個BigDecimal
如果我們想比較兩個BigDecimal的值是否相等，需要特別注意，請不要使用equals()方法，因為使用該方式進行比較時，不但要求兩個BigDecimal的值相等，還要求它們的scale()結(jié)果也相等。所以一般是建議使用compareTo()方法來比較，它會根據(jù)兩個值的大小分別返回負數(shù)、正數(shù)和0，分別表示小于、大于和等于。如下所示：
import java.math.BigDecimal;
public class Demo13 {
public static void main(String[] args) {
BigDecimal d1 = new BigDecimal("123.456");
BigDecimal d2 = new BigDecimal("123.456000");
// false,因為scale不同
System.out.println("d1==d2? "+d1.equals(d2));
// true,因為d2去除尾部0后scale變?yōu)?
System.out.println("d1==d2? "+d1.equals(d2.stripTrailingZeros()));
//結(jié)果=0，負數(shù)表示小于，正數(shù)表示大于，0表示等于
System.out.println("d1==d2? "+d1.compareTo(d2));
}
}之所以需要使用compareTo()方法來比較兩個BigDecimal的值才準確，這是因為一個BigDecimal實際上由一個BigInteger和一個scale組合而成的，其中BigInteger表示一個完整的整數(shù)，scale表示小數(shù)位數(shù)。如下圖所示：
compareTo()方法內(nèi)部會對小數(shù)位數(shù)進行判斷，所以更準確，如下圖：
三. 結(jié)語
至此，小編就把BigInteger、BigDecimal等大數(shù)字類介紹完畢了，最后給大家總結(jié)一下今天的重點內(nèi)容：
● BigInteger用于表示任意大小的整數(shù);
● BigInteger是不變類，并且繼承自Number;
● 將BigInteger轉(zhuǎn)換成基本類型時可使用longValueExact()等方法保證結(jié)果準確;
● BigDecimal用于表示精確的小數(shù)，常用于財務計算;
● 比較BigDecimal的值是否相等，必須使用compareTo()而不能使用equals()。
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