BigDecimal.compareTo()方法詳解

一、介紹

BigDecimal是Java中處理精度要求較高的數字類型之一，通過BigDecimal類可以對高精度數字進行精確計算和比較。BigDecimal類中提供了許多方法，其中compareTo()方法是用來比較兩個BigDecimal類型的值的方法。

在常規的數字類型中，使用==來比較兩個數字是否相等是非常常見的操作，然而在BigDecimal類型的值中，這種操作是不適用的。因為如果你使用==號來比較兩個BigDecimal類型的對象，那麼比較的是這兩個對象在內存中的地址是否相同。

而且，由於Java中的所有數值類型都是區間有限的類型，故用==判斷兩個double或float類型的數在數值相等時是正確的，但在極端情況下由於計算精度上的問題，用==判斷不相等的情況。

所以，使用compareTo()方法來比較兩個BigDecimal類型的值是非常必要的。

二、方法簽名

public int compareTo(BigDecimal val) 

compareTo()方法接收一個BigDecimal類型參數，代表此BigDecimal類型對象和參數BigDecimal類型對象進行比較。方法返回一個int類型的值：如果此BigDecimal類型對象的值小於參數BigDecimal類型對象的值，那麼返回-1；如果兩個數相等，則返回0；如果此BigDecimal類型對象的值大於參數BigDecimal類型對象的值，那麼返回1。簡單地說，就是將此BigDecimal類型對象和參數BigDecimal類型對象進行比較，如果相等返回0，此BigDecimal類型對象大於參數BigDecimal類型對象返回1，小於返回-1。

三、精度的比較

在BigDecimal類中，有許多方法可以計算和比較數字的值。其中valueOf()方法是創建一個包含具體值的BigDecimal類型的常用方法，例如：

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

那麼，使用compareTo()方法進行比較時，會存在怎樣的問題呢？

BigDecimal類型的數值是通過一組整數和一個標度(scale)來表示的。標度指的是小數點後面的位數，整數值是該數字的尾數(mantissa)，即數值本身。所以，在比較兩個BigDecimal類型的數時，我們需要同時比較標度和尾數。

下面的示例代碼，展示了兩個BigDecimal類型的數進行compareTo()方法比較，得出的結果是0：

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

看上去似乎沒有問題，但是我們重新運行一下這個程序，將會發現結果是1：

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

這是為什麼呢？原因就在於這兩個BigDecimal類型的變量b1和b2實際上是不相等的。在Java的十進制分數表示法中，0.1期望的值是1/10，但是在將0.1轉換為BigDecimal類型時，並沒有使用期望的1/10，而是使用了最接近的表示為1/10的數的值。

而在第一段代碼中，b1的值是通過調用valueOf()方法獲得的，其接受的是一個double類型的參數，所以將會使用一個基於浮點數的模型來創建BigDecimal類型的數。這種方式下，0.1並不是一個確切的值，而是”0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625″，因此當與直接使用”0.1″字符串字面值創建的BigDecimal類型對象進行比較時，得到的結果是0。

而在第二段代碼中，b2的值是通過使用字符串字面值進行創建的，所以它保留了期望的值1/10。所以當與使用valueOf()方法創建的b1進行比較時，結果是1。

由此可見，在使用BigDecimal類型進行精準數字運算時，建議直接使用字符串字面值而不是使用double類型轉換成BigDecimal類型，從而避免因精度問題引起的不必要麻煩。

四、大小的比較

compareTo()方法可以用於檢查兩個BigDecimal類型的變量之間的大小關係。下面的示例代碼演示了如何使用compareTo()方法比較兩個BigDecimal類型的值的大小並輸出結果：

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，當b1小於b2時，compareTo()方法返回-1；當b1大於b2時，compareTo()方法返回1；當b1等於b3時，compareTo()方法返回0。

五、零值比較

在BigDecimal類型中，0不是一個基本數據類型，因為它也可以被視為有任意精度的小數。

在compareTo()方法中，0是非常特殊的一個值。當和0進行比較時，compareTo()方法有如下三種結果：

• 參數BigDecimal類型對象的值等於此BigDecimal類型對象的值，返回0
• 此BigDecimal類型對象的值大於0，返回1
• 此BigDecimal類型對象的值小於0，返回-1

下面的示例代碼演示了如何使用compareTo()方法比較BigDecimal類型的值與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，當b1與參數BigDecimal類型對象的值相等時，compareTo()方法返回0；當b2的值大於0時，compareTo()方法返回1；當b3的值小於0時，compareTo()方法返回-1；當b4或b5與參數BigDecimal類型對象的值相等時，compareTo()方法同樣返回0。

六、參數為null時的比較

當使用compareTo()方法時，如果傳入null值作為參數，則方法會拋出NullPointerException異常。

下面的示例代碼演示了如何傳null值作為參數並處理拋出的異常：

BigDecimal b1 = BigDecimal.valueOf(0);
try {
    System.out.println(b1.compareTo(null));
} catch (NullPointerException e) {
    System.out.println("傳遞null值作為參數，拋出了NullPointerException異常");
}

七、總結

compareTo()方法是一個非常常用的方法，在比較BigDecimal類型的值時非常有用。我們需要特別注意的是，在使用BigDecimal類型進行比較時需要特別小心，因為因為計算結果可能會因計算精度問題而出現不確定的錯誤。

最好的辦法是直接使用字符串字面值而不是使用double類型轉換成BigDecimal類型。