原来你是这样的JAVA--[07]聊聊Integer和BigDecimal

2024-02-24 17:11 由敬YES 发表于 #后端开发

今天来聊聊Java中跟数值处理相关的两个类型Integer和BigDecimal。说起这两个类型，我们肯定都不陌生，但是其中有些容易踩到的坑需要注意避让。

Integer

整型我们应该每天都会用到，但是每种语言还是有自己的特性。从敬姐刚从.NET转过来的时候踩过的一个坑说起：话说在.NET世界中，数值的基本类型和包装类型是会自动转换的，所以数值比较很自然地就会使用 a==b，但是到java这却行不通了，顿时一脸懵。

数值比较及自动装箱

    @Test
    public void Interger(){
        Integer x = 127;
        Integer y = 127;
        Integer m = 99999;
        Integer n = 99999;
        System.out.println("x == y: " + (x==y));
        System.out.println("m == n: " + (m==n));
        System.out.println("x.equals(y): " + x.equals(y));
        System.out.println("m.equals(n): " + m.equals(n));
        //执行结果
//        x == y: true
//        m == n: false
//        x.equals(y): true
//        m.equals(n): true
    }

仔细观察可以发现，==比较，较小的两个相同的Integer返回true，较大的两个相同的Integer返回false，这是为何呢？

一起看一下Integer类的源码，发现其中的IntegerCache类。这是Java为了节省空间、提升性能采取的优化机制，常量池的大小为一个字节（-128~127）。

private static class IntegerCache {
        static final int low = -128;
        static final int high;
        static final Integer[] cache;
        static Integer[] archivedCache;

        static {
            // high value may be configured by property
            int h = 127;
            String integerCacheHighPropValue =
                VM.getSavedProperty("java.lang.Integer.IntegerCache.high");
            if (integerCacheHighPropValue != null) {
                try {
                    h = Math.max(parseInt(integerCacheHighPropValue), 127);
                    // Maximum array size is Integer.MAX_VALUE
                    h = Math.min(h, Integer.MAX_VALUE - (-low) -1);
                } catch( NumberFormatException nfe) {
                    // If the property cannot be parsed into an int, ignore it.
                }
            }
            high = h;

            // Load IntegerCache.archivedCache from archive, if possible
            CDS.initializeFromArchive(IntegerCache.class);
            int size = (high - low) + 1;

            // Use the archived cache if it exists and is large enough
            if (archivedCache == null || size > archivedCache.length) {
                Integer[] c = new Integer[size];
                int j = low;
                for(int i = 0; i < c.length; i++) {
                    c[i] = new Integer(j++);
                }
                archivedCache = c;
            }
            cache = archivedCache;
            // range [-128, 127] must be interned (JLS7 5.1.7)
            assert IntegerCache.high >= 127;
        }

        private IntegerCache() {}
    }

而对于valueOf(int i)方法，直接使用了常量池IntegerCache

  public static Integer valueOf(int i) {
        if (i >= IntegerCache.low && i <= IntegerCache.high)
            return IntegerCache.cache[i + (-IntegerCache.low)];
        return new Integer(i);
    }

所以当遇到 Integer x = 127; 时，会进行自动装箱，调用的是：

Integer x = Integer.valueOf(127);

为了节省内存，Integer.valueOf()对于较小的数，始终返回相同的实例，因此，比较“恰好”为true。但我们绝不能因为Java标准库的Integer内部有缓存优化就用比较，必须用equals()方法比较两个Integer。

创建实例

因为Integer.valueOf()可能始终返回同一个Integer实例，因此，在我们自己创建Integer的时候，以下两种方法：

方法1：Integer n = new Integer(100);
方法2：Integer n = Integer.valueOf(100);

方法2更好，因为方法1总是创建新的Integer实例，方法2把内部优化留给Integer的实现者去做，即使在当前版本没有优化，也有可能在下一个版本进行优化。
我们把能创建“新”对象的静态方法称为静态工厂方法。Integer.valueOf()就是静态工厂方法，它尽可能地返回缓存的实例以节省内存。简而言之：创建新对象时，优先选用静态工厂方法而不是new操作符。

上个看个有点特别的例子：

@Test
    public void instance() {
        //每次创建一个新实例
        Integer a1 = new Integer(100);
        Integer a2 = new Integer(100);
        Assert.assertFalse(a1 == a2);
        //add
        Integer a3 = new Integer(200);
        //注意这里喽！！
        Assert.assertTrue(a1 + a2 == 200);
        Assert.assertTrue(a1 + a2 == a3);
    }

因为+这个操作符不适用于 Integer 对象，首先 a1 和 a2 进行自动拆箱操作，进行数值相加，即a3 == 40。

BigDecimal

BigDecimal适合商业计算场景，用来对超过16位有效位的数进行精确的运算。

Double转换为BigDecimal

我们在使用BigDecimal时，为了防止精度丢失，推荐使用它的 BigDecimal(String) 构造方法来创建对象。

    @Test
    public void double2decimal() {
        Double d = 0.1d;
        System.out.println(new BigDecimal(d));//0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625
        System.out.println(new BigDecimal(d.toString()));//0.1
        System.out.println(BigDecimal.valueOf(d));//0.1
    }

保留几位小数

通过 setScale方法设置保留几位小数以及保留规则。

@Test
    public void decimalTest() {
        BigDecimal a = new BigDecimal("1.2345");
        System.out.println(a.toString());
        //BigDecimal保留几位小数
        BigDecimal b = a.setScale(3, RoundingMode.HALF_DOWN);
        System.out.println(b.toString());
    }

BigDecimal 值比较

BigDecimal的等值比较应该使用compareTo()方法，而不是equals()方法。

/**
     * BigDecimal等值比较
     * equals:既比较数值，又比较精度；
     * compareTo:仅比较数值
     */
    @Test
    public void compare() {
        BigDecimal a = BigDecimal.valueOf(1);
        BigDecimal b = BigDecimal.valueOf(1.00);
        Assert.assertFalse(a.equals(b));
        Assert.assertEquals(0, a.compareTo(b));
    }

调试一下BigDecimal的equals和compareTo方法，发现equals()方法会比较精度，但是compare()方法不会。

BigDecimal 除法

BigDecimal.divide()，除法运算注意要设置精度，否则在除不尽的情况下会抛异常。

    @Test
    public void divide(){
        BigDecimal a=BigDecimal.valueOf(1);
        BigDecimal b=BigDecimal.valueOf(3);
        //直接抛异常
//        System.out.println(a.divide(b));
        //正常返回 0.3333
        System.out.println(a.divide(b,4,RoundingMode.HALF_EVEN));
    }

代码示例

文示例代码参考：jing-yes-java (https://github.com/cathychen00/jing-yes-java/tree/master/jing-yes-j2se/src/test/java/com/jingyes/j2se/tests)