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Java技术网站 → 『 Java开发技术 』 → 『 孙卫琴姐姐的Java技术专栏 』 → 【Java基础编程专题】浮点数的格式化以及运算精度
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作者:sunweiqin    发表时间：2022-03-15 19:09:17     消息  查看  搜索  好友  邮件  复制  引用
本文参考：
《Java面向对象编程》，作者：孙卫琴
《漫画Java编程》，作者：孙卫琴，杜聚宾

网络书店需要处理所出售的各种书籍的信息。下面是一个网络书店展示卫琴姐创作的一本书的信息。

书名: 精通Spring:Java Web开发技术详解
定价: 89.9
作者: 孙卫琴
出版社: 清华大学出版社
ISBN: 9787302588337
出版时间: 2021年11月11日
页数: 392
是否在售: 是

Book类表示一本书，它具有name属性（书名）、price属性（价格）、author属性（作者）、publisher属性（出版社）、isbn属性（ISBN编号）、publishDate属性（出版日期）、pages属性（页数）、amount属性（销售总金额）。还有一个isSale属性，表示书是否正在出售，取值为true，表示正在出售，取值为false，表示停止出售。

Book类有一个用于销售当前书籍的sale(int quantity)方法：
public void sale(int quantity){  //参数quantity表示销售数量
  // 符号* 是乘法运算符
  amount=amount+ price * quantity ;   //累计书的销售总金额
}

在Book类的程序入口main()方法中，创建一个表示上图所示的书的Book对象，再出售本书10000册，最后打印该书的书名和销售总金额。

为变量设定合理的数据类型

Book类有多个属性，它们属于不同的数据类型。例如name属性为String类型，price属性和amount属性为double类型，pages属性为int类型，isSale属性为boolean类型，publishDate属性为java.util.Date类型。
在本范例中，sale(int quantity)方法会改变Book对象的amount属性的取值，这体现了Java对象的属性和方法的关系：属性表示对象的数据，而方法可以操纵对象的数据。


import java.util.Date;
import java.text.SimpleDateFormat;
public class Book{
  String name;                             //表示书名
  double price;                            //表示价格
  String author;                           //书的作者
  String publisher;                       //表示出版社
  String isbn;                               //表示书的ISBN编号
  Date publishDate;                    //表示出版日期
  int pages;                                 //表示书的页数
  boolean isSale;                         //表示书是否正在出售
  double amount;                       //表示书的销售总金额
  ……  
  public void sale(int quantity){ //参数quantity表示销售数量
    amount=amount+ price* quantity ;   //累计书的销售总金额
  }

  public static void main(String args[])throws Exception{
    Book book=new Book();  
    book.name="精通Spring: Java Web开发技术详解";
    book.price=89.9;
    book.author="孙卫琴";
    book.publisher="清华大学出版社";
    book.isbn="9787302588337";
    book.pages=392;
    book.isSale=true;
    book.amount=0;

    SimpleDateFormat df =
                        new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");

    //根据指定的日期格式返回一个表示2021年11月1日的Date对象
    Date publishDate = df.parse("2021-11-01");
    book.publishDate=publishDate;

    book.sale(10000); //销售10000册书
    System.out.println(book.name
          +"的销售总金额:"+book.amount) ;
  }    
}

Book类引用了java.util.Date类和java.text.SimpleDateFormat类，因此需要通过import语句将这两个类引入。

创建表示日期的Date对象

在Book类的main()方法中，以下代码创建了一个表示2021年11月1日的Date对象：


//指定日期格式
SimpleDateFormat df = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd");

//根据指定的日期格式返回一个表示2021年11月1日的Date对象
Date publishDate = df.parse("2021-11-01");

以上代码首先创建了一个表示具体日期格式“yyyy-MM-dd”的SimpleDateFormat对象，接下来调用这个对象的parse()方法，对字符串“2021-11-01”进行解析，把它转换为表示日期的Date对象。

格式化输出浮点数

在打印浮点类型数据时，如果希望只保留两位小数，可以利用String类的静态format(String fmt, Object... args)方法来设定数据格式，第一个参数fmt指定数据格式，第二个参数args指定待格式化的数据。
在以下代码中，format()方法的第一个参数“%.2f”指定数据格式，表示保留两位小数，第二个参数book.amount就是需要进行格式化的数据：

//保留总金额的两位小数
String amountDisplay=String.format("%.2f",book.amount);

System.out.println(book.name
           +"的销售总金额:"+amountDisplay) ;

假定book.ammout的取值为15600.983，那么amountDisplay变量的值为“15600.98”。

浮点数的运算精度

在Book类中，price变量和amount变量是double类型。值得注意的是，如果对这种变量进行数学运算，不能保证得到精确的运算结果。例如在以下代码中，price变量表示一本书的单价，quanity变量表示销售册数，表达式“price*quantity”把这两个变量相乘，计算销售总额：


double price =4.015;   //书的单价
int quantity=100;   //销售数量

//打印401.49999999999994
System.out.println(price*quantity);  

表达式“price*quantity”的运算结果为401.49999999999994，而不是预期的401.5。为什么会得到不精确的运算结果呢？这是因为在内存中，只能用二进制数据来表示各种类型的数据，例如用“00000011”来表示byte类型的数据3，用“00000000 00000000 00000000 00000011”表示int类型的数据3。那么，double类型的数据4.015在内存中如何表示呢？在内存中是采用二进制的科学计数法来表示小数的，这种方式无法精确地表示每个小数，只能提供一个非常接近小数的数值。当double类型的数据参与加减乘除这样的数学运算时，就可能导致不精确的运算结果。

在金融领域和商业领域，要求数学运算具有可靠的精确性，该如何实现呢？可以使用Java类库中的java.math.BigDecimal类。BigDecimal类支持对浮点数进行精确的数学运算。BigDecimal类包括以下方法：

add(BigDecimal b)：进行精确的加法运算。
subtract(BigDecimal b) ：进行精确的减法运算。
multiply(BigDecimal b) ：进行精确的乘法运算。
divide(BigDecimal b, int scale,RoundingMode more) ：进行除法运算，参数scale指定需要精确到小数点以后几位。参数mode
指定小数部分的舍入模式，如果取值为BigDecimal.ROUND_HALF_UP，表示采用四舍五入模式。

以下代码利用BigDecimal类来计算销售总额，得到了预期精度的运算结果：

double price =4.015;   //书的单价
int quantity=100;   //销售数量

//创建表示单价的BigDecimal对象
BigDecimal priceBig =
            new BigDecimal(Double.toString(price));

//创建表示销售数量的BigDecimal对象
BigDecimal quantityBig =
            new BigDecimal(Double.toString(quantity));

//进行乘法运算
BigDecimal amountBig=priceBig.multiply(quantityBig);

//获得BigDecimal对象包装的double类型数据
double amount=amountBig.doubleValue();

System.out.println(amount);    //打印401.5

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