BigDecimal.compareTo()方法详解

一、介绍

BigDecimal是Java中处理精度要求较高的数字类型之一，通过BigDecimal类可以对高精度数字进行精确计算和比较。BigDecimal类中提供了许多方法，其中compareTo()方法是用来比较两个BigDecimal类型的值的方法。

在常规的数字类型中，使用==来比较两个数字是否相等是非常常见的操作，然而在BigDecimal类型的值中，这种操作是不适用的。因为如果你使用==号来比较两个BigDecimal类型的对象，那么比较的是这两个对象在内存中的地址是否相同。

而且，由于Java中的所有数值类型都是区间有限的类型，故用==判断两个double或float类型的数在数值相等时是正确的，但在极端情况下由于计算精度上的问题，用==判断不相等的情况。

所以，使用compareTo()方法来比较两个BigDecimal类型的值是非常必要的。

二、方法签名

public int compareTo(BigDecimal val) 

compareTo()方法接收一个BigDecimal类型参数，代表此BigDecimal类型对象和参数BigDecimal类型对象进行比较。方法返回一个int类型的值：如果此BigDecimal类型对象的值小于参数BigDecimal类型对象的值，那么返回-1；如果两个数相等，则返回0；如果此BigDecimal类型对象的值大于参数BigDecimal类型对象的值，那么返回1。简单地说，就是将此BigDecimal类型对象和参数BigDecimal类型对象进行比较，如果相等返回0，此BigDecimal类型对象大于参数BigDecimal类型对象返回1，小于返回-1。

三、精度的比较

在BigDecimal类中，有許多方法可以计算和比较数字的值。其中valueOf()方法是创建一个包含具体值的BigDecimal类型的常用方法，例如：

BigDecimal b1 = BigDecimal.valueOf(0.1);//0.1
BigDecimal b2 = new BigDecimal("0.1");//0.1

那么，使用compareTo()方法进行比较时，会存在怎样的问题呢？

BigDecimal类型的数值是通过一组整数和一个标度(scale)来表示的。标度指的是小数点后面的位数，整数值是该数字的尾数(mantissa)，即数值本身。所以，在比较两个BigDecimal类型的数时，我们需要同时比较标度和尾数。

下面的示例代码，展示了两个BigDecimal类型的数进行compareTo()方法比较，得出的结果是0：

BigDecimal b1 = BigDecimal.valueOf(0.1);
BigDecimal b2 = new BigDecimal("0.1");
System.out.println(b1.compareTo(b2));//0

看上去似乎没有问题，但是我们重新运行一下这个程序，将会发现结果是1：

BigDecimal b1 = BigDecimal.valueOf(0.1);
BigDecimal b2 = new BigDecimal("0.1");
System.out.println(b2.compareTo(b1));//1

这是为什么呢？原因就在于这两个BigDecimal类型的变量b1和b2实际上是不相等的。在Java的十进制分数表示法中，0.1期望的值是1/10，但是在将0.1转换为BigDecimal类型时，并没有使用期望的1/10，而是使用了最接近的表示为1/10的数的值。

而在第一段代码中，b1的值是通过调用valueOf()方法获得的，其接受的是一个double类型的参数，所以将会使用一个基于浮点数的模型来创建BigDecimal类型的数。这种方式下，0.1并不是一个确切的值，而是”0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625″，因此当与直接使用”0.1″字符串字面值创建的BigDecimal类型对象进行比较时，得到的结果是0。

而在第二段代码中，b2的值是通过使用字符串字面值进行创建的，所以它保留了期望的值1/10。所以当与使用valueOf()方法创建的b1进行比较时，结果是1。

由此可见，在使用BigDecimal类型进行精准数字运算时，建议直接使用字符串字面值而不是使用double类型转换成BigDecimal类型，从而避免因精度问题引起的不必要麻烦。

四、大小的比较

compareTo()方法可以用于检查两个BigDecimal类型的变量之间的大小关系。下面的示例代码演示了如何使用compareTo()方法比较两个BigDecimal类型的值的大小并输出结果：

BigDecimal b1 = BigDecimal.valueOf(1);
BigDecimal b2 = BigDecimal.valueOf(2);
BigDecimal b3 = BigDecimal.valueOf(1);
System.out.println(b1.compareTo(b2));//-1
System.out.println(b2.compareTo(b1));//1
System.out.println(b1.compareTo(b3));//0

可以看出，当b1小于b2时，compareTo()方法返回-1；当b1大于b2时，compareTo()方法返回1；当b1等于b3时，compareTo()方法返回0。

五、零值比较

在BigDecimal类型中，0不是一个基本数据类型，因为它也可以被视为有任意精度的小数。

在compareTo()方法中，0是非常特殊的一个值。当和0进行比较时，compareTo()方法有如下三种结果：

• 参数BigDecimal类型对象的值等于此BigDecimal类型对象的值，返回0
• 此BigDecimal类型对象的值大于0，返回1
• 此BigDecimal类型对象的值小于0，返回-1

下面的示例代码演示了如何使用compareTo()方法比较BigDecimal类型的值与0：

BigDecimal b1 = BigDecimal.valueOf(0);
BigDecimal b2 = BigDecimal.valueOf(1);
BigDecimal b3 = BigDecimal.valueOf(-1);
BigDecimal b4 = BigDecimal.valueOf(0.0);
BigDecimal b5 = BigDecimal.valueOf(-0.0);
System.out.println(b1.compareTo(BigDecimal.valueOf(0)));//0
System.out.println(b2.compareTo(BigDecimal.valueOf(0)));//1
System.out.println(b3.compareTo(BigDecimal.valueOf(0)));//-1
System.out.println(b4.compareTo(BigDecimal.valueOf(-0.0)));//0
System.out.println(b4.compareTo(BigDecimal.valueOf(0.0)));//0
System.out.println(b5.compareTo(BigDecimal.valueOf(0.0)));//0

可以看出，当b1与参数BigDecimal类型对象的值相等时，compareTo()方法返回0；当b2的值大于0时，compareTo()方法返回1；当b3的值小于0时，compareTo()方法返回-1；当b4或b5与参数BigDecimal类型对象的值相等时，compareTo()方法同样返回0。

六、参数为null时的比较

当使用compareTo()方法时，如果传入null值作为参数，则方法会抛出NullPointerException异常。

下面的示例代码演示了如何传null值作为参数并处理抛出的异常：

BigDecimal b1 = BigDecimal.valueOf(0);
try {
    System.out.println(b1.compareTo(null));
} catch (NullPointerException e) {
    System.out.println("传递null值作为参数，抛出了NullPointerException异常");
}

七、总结

compareTo()方法是一个非常常用的方法，在比较BigDecimal类型的值时非常有用。我们需要特别注意的是，在使用BigDecimal类型进行比较时需要特别小心，因为因为计算结果可能会因计算精度问题而出现不确定的错误。

最好的办法是直接使用字符串字面值而不是使用double类型转换成BigDecimal类型。