BigDecimal高精度运算

1. BigDecimal是什么类型，为什么可以转为double

BigDecimal 是 Java 中用于表示任意精度的十进制数的类。它主要用于金融和商业计算，能够提供比 double 类型更高精度的运算，特别是在处理货币等需要精确计算的场景中。

1.1  BigDecimal 的基本性质

• 高精度: BigDecimal 可以表示非常大或者非常小的十进制数，并且能够精确控制小数点后的位数。
• 不可变: BigDecimal 类是不可变的，这意味着每次对 BigDecimal 对象进行操作时，都会返回一个新的 BigDecimal 对象，而不会改变原对象。
• 构造方法: BigDecimal 可以通过字符串、double、int 等多种方式来构造。例如：

BigDecimal bd1 = new BigDecimal("123.45"); // 通过字符串构造
BigDecimal bd2 = new BigDecimal(123.45);   // 通过double构造（不推荐，因为可能会导致精度问题）

1.2. 为什么可以转换为 double

BigDecimal 可以通过调用其 doubleValue() 方法将其转换为 double 类型。这是因为 BigDecimal 本质上是一个表示十进制数的对象，而 double 是 Java 的原始类型，用于表示双精度浮点数。

BigDecimal bd = new BigDecimal("123.45");
double d = bd.doubleValue(); // 将 BigDecimal 转换为 double

1.3. 转换的注意事项

虽然可以将 BigDecimal 转换为 double，但需要注意以下几点：

• 精度丢失: double 的精度有限（大约 15-16 位有效数字），而 BigDecimal 可以精确到任意位数。因此，将 BigDecimal 转换为 double 时，可能会出现精度丢失的问题，特别是在处理非常大的数字或精度要求很高的场景时。
• 浮点运算误差: 使用 double 进行运算时，可能会引入浮点运算误差，而 BigDecimal 在执行加减乘除等操作时可以保持精确。

1.4. 使用 doubleValue() 的场景

在某些情况下，尽管 BigDecimal 提供了更高精度，但仍需要将其转换为 double 类型，例如：

• 与其他使用 double 的库或 API 进行交互：某些库或 API 可能要求使用 double 类型。
• 计算后输出结果：在计算完成后，可能需要将结果输出为 double 类型以便于显示或进一步处理。

总之，BigDecimal 是一种用于高精度计算的数据类型，可以通过 doubleValue() 方法转换为 double，但在转换过程中应小心处理精度丢失和浮点运算误差的可能性。

2. 两个整数相除为什么能得到BigDecimal 类型

在 Java 中，两个整数相除通常会得到一个整数结果，但如果你希望得到一个高精度的结果并且避免精度丢失，可以使用 BigDecimal 类来进行除法运算。通过 BigDecimal 的除法操作，即使两个整数相除，结果也会保留小数部分，从而得到一个 BigDecimal 类型的结果。

2.1. NumberUtil.div 方法解析

NumberUtil.div 方法来自于 Hutool 工具包，是一个方便的工具方法，用于高精度的除法运算。其主要作用是将两个数（可以是整数、小数等）进行除法运算，并返回 BigDecimal 类型的结果。

例如，假设 volume 和 carriage.getLightThrowingCoefficient() 都是整数类型（例如 int 或 long），但通过 NumberUtil.div 进行除法运算时，会返回一个精确的 BigDecimal 结果，而不是简单地返回整数部分。

2.2. Hutool 的 NumberUtil.div 用法

NumberUtil.div 的用法通常如下：

public static BigDecimal div(Number v1, Number v2, int scale)

• v1：被除数，可以是整数、浮点数、BigDecimal 等类型。
• v2：除数，可以是整数、浮点数、BigDecimal 等类型。
• scale：指定结果的小数位数，即结果精度。

2.3. 举例说明

假设 volume 是 10，carriage.getLightThrowingCoefficient() 是 3，你想要精确地计算这两个数的商并保留一位小数。通过 NumberUtil.div 进行除法运算会返回一个 BigDecimal 类型的结果。

int volume = 10;
int coefficient = 3;
BigDecimal volumeWeight = NumberUtil.div(volume, coefficient, 1);

• 这个除法计算实际上是 10 / 3，结果是 3.3333...，但由于你指定了保留一位小数（scale 参数为 1），结果会被四舍五入为 3.3，并以 BigDecimal 类型返回。

2.4. BigDecimal 的除法

BigDecimal 本身也提供了非常强大的除法操作。如果不使用 NumberUtil.div，也可以直接使用 BigDecimal 进行计算：

BigDecimal volume = new BigDecimal(10);
BigDecimal coefficient = new BigDecimal(3);
BigDecimal volumeWeight = volume.divide(coefficient, 1, RoundingMode.HALF_UP);

• divide 方法：BigDecimal 的 divide 方法提供了高精度的除法运算。
• 1 表示结果保留一位小数。
• RoundingMode.HALF_UP 表示四舍五入。

2.5. 总结

当两个整数进行除法运算时，直接相除会丢弃小数部分，得到一个整数结果。然而，通过使用 BigDecimal 类或工具类方法（如 Hutool 的 NumberUtil.div），可以保留小数部分并得到一个精确的 BigDecimal 结果。这种方法特别适用于需要高精度计算的场景，例如财务、科学计算等。

3. 代码解释

/**************************
* 参数类型说明：
* volumes是Integer类型
* carriage.getLightThrowingCoefficient()是Integer类型
* waybillDTO.getWeight() 是double类型
**************************/// 计算体积重量，体积 / 轻抛系数
BigDecimal volumeWeight = NumberUtil.div(volume, carriage.getLightThrowingCoefficient(), 1);//取大值
double computeWeight = NumberUtil.max(volumeWeight.doubleValue(), NumberUtil.round(waybillDTO.getWeight(), 1).doubleValue());

这段代码的目的是根据包裹的体积和重量计算出实际的计费重量。它首先计算体积重量，然后在体积重量和实际重量之间取较大值作为最终的计费重量。

3.1 计算体积重量

BigDecimal volumeWeight = NumberUtil.div(volume, carriage.getLightThrowingCoefficient(), 1);

• volumeWeight 是通过将包裹的体积除以一个称为“轻抛系数”的值计算出来的。
  • volume: 包裹的体积（通常是长、宽、高的乘积）。
  • carriage.getLightThrowingCoefficient(): 轻抛系数，这是一个常量，用来将体积转换为重量。通常，物流行业使用这个系数来计算体积重量，因为轻的、但体积大的包裹会占用更多的运输空间。
  • NumberUtil.div: 用于进行高精度的除法运算。
    • 第一个参数 volume 是被除数（体积）。
    • 第二个参数 carriage.getLightThrowingCoefficient() 是除数（轻抛系数）。
    • 第三个参数 1 表示结果保留一位小数。

体积重量的计算公式是： 体积重量=包裹体积/轻抛系数

3.2. 取较大值作为计费重量

double computeWeight = NumberUtil.max(volumeWeight.doubleValue(), NumberUtil.round(waybillDTO.getWeight(), 1).doubleValue());

computeWeight 计算包裹的最终计费重量，它取的是体积重量和实际重量中的较大值。

• volumeWeight.doubleValue(): 将体积重量转换为 double 类型，以便与实际重量比较。
• waybillDTO.getWeight(): 获取包裹的实际重量。
• NumberUtil.round(waybillDTO.getWeight(), 1): 对实际重量进行四舍五入，保留一位小数。
• NumberUtil.max: 比较两个数值，返回较大者。

注：NumberUtil.round 方法的作用是对数字进行四舍五入，并返回一个 BigDecimal 类型的结果。即使 waybillDTO.getWeight() 返回的是 double 类型，经过 NumberUtil.round 处理后，结果会变成 BigDecimal。