以項(xiàng)目驅(qū)動學(xué)習(xí)熄云，以實(shí)踐檢驗(yàn)真知
前言
很多系統(tǒng)都有「處理金額」的需求膨更，比如電商系統(tǒng)、財務(wù)系統(tǒng)缴允、收銀系統(tǒng)荚守，等等。只要和錢扯上關(guān)系练般，就不得不打起十二萬分精神來對待矗漾，一分一毫都不能出錯，否則對系統(tǒng)和用戶來說都是災(zāi)難薄料。
保證金額的準(zhǔn)確性主要有兩個方面：溢出和精度敞贡。溢出是指存儲數(shù)據(jù)的空間得充足，不能金額較大就存儲不下了摄职。精度是指計算金額時不能有偏差誊役，多一點(diǎn)少一點(diǎn)都不行。
溢出問題大家都知道如何解決谷市，選擇位數(shù)長的數(shù)值類型即可蛔垢，即不用 float 用 double 。而精度問題迫悠，double 就無法解決了啦桌，因?yàn)楦↑c(diǎn)數(shù)會導(dǎo)致精度丟失。
我們來直觀感受一下精度丟失：
double money = 1.0 - 0.9;
這個運(yùn)算結(jié)果誰都知道該為 0.1及皂，然而實(shí)際結(jié)果卻是 0.09999999999999998。出現(xiàn)這個現(xiàn)象是因?yàn)橛嬎銠C(jī)底層是二進(jìn)制運(yùn)算且改，而二進(jìn)制并不能精準(zhǔn)表示十進(jìn)制小數(shù)验烧。所以在商業(yè)計算等精確計算中要使用其他數(shù)據(jù)類型來保證精度不丟失，一定不要使用浮點(diǎn)數(shù)又跛。
本螃蟹接下來會詳細(xì)講解在實(shí)際開發(fā)中到底該怎樣進(jìn)行商業(yè)計算碍拆，并將所有代碼和 SQL 語句放在了 Github 上，克隆下來即可運(yùn)行慨蓝。
解決方案
有兩種數(shù)據(jù)類型可以滿足商業(yè)計算的需求感混，第一個自然是專為商業(yè)計算而設(shè)計的 Decimal 類型，第二個則是定長整數(shù)礼烈。
Decimal
關(guān)于數(shù)據(jù)類型的選擇弧满，一要考慮數(shù)據(jù)庫梢杭，二要考慮編程語言牵咙。即數(shù)據(jù)庫中用什么類型來存儲數(shù)據(jù)瘟斜，代碼中用什么類型來處理數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)庫層面自然是用 decimal 類型装处，因?yàn)樵擃愋筒淮嬖诰葥p失的情況，用它來進(jìn)行商業(yè)計算再合適不過彭沼。
將字段定義為 decimal 的語法為 decimal(M,N)殊鞭，M 代表存儲多少位，N 代表小數(shù)存儲多少位数冬。假設(shè) decimal(20,2)节槐，則代表一共存儲 20 位數(shù)值，其中小數(shù)占 2 位拐纱。
我們新建一張用戶表铜异，字段很簡單就兩個，主鍵和余額：
這里小數(shù)位置保留 2 點(diǎn)戳玫，代表金額只存儲到分熙掺，實(shí)際項(xiàng)目中存儲到什么單位得根據(jù)業(yè)務(wù)需求來定，都是可以的咕宿。
數(shù)據(jù)庫層面搞定了咱們來看代碼層面币绩，在 Java 中對應(yīng)數(shù)據(jù)庫 decimal 的是 java.math.BigDecimal類型，它自然也能保證精度完全準(zhǔn)確府阀。
要創(chuàng)建BigDecimal主要有三種方法：
BigDecimal d1 = new BigDecimal(0.1); // BigDecimal(double val)
BigDecimal d2 = new BigDecimal("0.1"); // BigDecimal(String val)
BigDecimal d3 = BigDecimal.valueOf(0.1); // static BigDecimal valueOf(double val)
前面兩個是構(gòu)造函數(shù)缆镣，后面一個是靜態(tài)方法。這三種方法都非常方便试浙，但第一種方法禁止使用董瞻！看一下這三個對象各自的打印結(jié)果就知道為什么了：
d1: 0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625
d2: 0.1
d3: 0.1
第一種方法通過構(gòu)造函數(shù)傳入 double 類型的參數(shù)并不能精確地獲取到值，若想正確的創(chuàng)建 BigDecimal田巴，要么將 double 轉(zhuǎn)換為字符串然后調(diào)用構(gòu)造方法钠糊，要么直接調(diào)用靜態(tài)方法。事實(shí)上壹哺，靜態(tài)方法內(nèi)部也是將 double 轉(zhuǎn)換為字符串然后調(diào)用的構(gòu)造方法：
如果是從數(shù)據(jù)庫中查詢出小數(shù)值抄伍，或者前端傳遞過來小數(shù)值，數(shù)據(jù)會準(zhǔn)確映射成 BigDecimal 對象管宵，這一點(diǎn)我們不用操心截珍。
說完創(chuàng)建，接下來就要說最重要的數(shù)值運(yùn)算箩朴。運(yùn)算無非就是加減乘除岗喉，這些 BigDecimal 都提供了對應(yīng)的方法：
BigDecimal add(BigDecimal); // 加
BigDecimal subtract(BigDecimal); // 減
BigDecimal multiply(BigDecimal); // 乘
BigDecimal divide(BigDecimal); // 除
BigDecimal 是不可變對象，意思就是這些操作都不會改變原有對象的值炸庞，方法執(zhí)行完畢只會返回一個新的對象钱床。若要運(yùn)算后更新原有值，只能重新賦值：
d1 = d1.subtract(d2);
口說無憑燕雁，我們來驗(yàn)證一下精度是否會丟失 ：
BigDecimal d1 = new BigDecimal("1.0");
BigDecimal d2 = new BigDecimal("0.9");
System.out.println(d1.subtract(d2));
輸出結(jié)果毫無疑問為 0.1诞丽。
代碼方面已經(jīng)能保證精度不會丟失鲸拥，但數(shù)學(xué)方面除法可能會出現(xiàn)除不盡的情況。比如我們運(yùn)算 10 除以 3僧免，會拋出如下異常：
為了解決除不盡后導(dǎo)致的無窮小數(shù)問題刑赶，我們需要人為去控制小數(shù)的精度。除法運(yùn)算還有一個方法就是用來控制精度的：
BigDecimal divide(BigDecimal divisor, int scale, int roundingMode)
scale 參數(shù)表示運(yùn)算后保留幾位小數(shù)懂衩，roundingMode 參數(shù)表示計算小數(shù)的方式撞叨。
BigDecimal d1 = new BigDecimal("1.0");
BigDecimal d2 = new BigDecimal("3");
System.out.println(d1.divide(d2, 2, RoundingMode.DOWN)); // 小數(shù)精度為2，多余小數(shù)直接舍去浊洞。輸出結(jié)果為0.33
用 RoundingMode 枚舉能夠方便地指定小數(shù)運(yùn)算方式牵敷，除了直接舍去，還有四舍五入法希、向上取整等多種方式枷餐，根據(jù)具體業(yè)務(wù)需求指定即可。
注意苫亦，小數(shù)精度盡量在代碼中控制毛肋，不要通過數(shù)據(jù)庫來控制。數(shù)據(jù)庫中默認(rèn)采用四舍五入的方式保留小數(shù)精度屋剑。
比如數(shù)據(jù)庫中設(shè)置的小數(shù)精度為2润匙，我存入
0.335，那么最終存儲的值就會變?yōu)?0.34唉匾。
我們已經(jīng)知道如何創(chuàng)建和運(yùn)算 BigDecimal 對象孕讳，只剩下最后一個操作：比較。因?yàn)槠洳皇腔緮?shù)據(jù)類型巍膘，用雙等號 == 肯定是不行的厂财，那我們來試試用 equals比較：
BigDecimal d1 = new BigDecimal("0.33");
BigDecimal d2 = new BigDecimal("0.3300");
System.out.println(d1.equals(d2)); // false
輸出結(jié)果為 false，因?yàn)?BigDecimal 的 equals 方法不光會比較值峡懈，還會比較精度蟀苛，就算值一樣但精度不一樣結(jié)果也是 false。若想判斷值是否一樣逮诲，需要使用int compareTo(BigDecimal val)方法：
BigDecimal d1 = new BigDecimal("0.33");
BigDecimal d2 = new BigDecimal("0.3300");
System.out.println(d1.compareTo(d2) == 0); // true
d1 大于 d2，返回 1幽告；
d1 小于 d2梅鹦，返回 -1；
兩值相等冗锁，返回 0齐唆。
BigDecimal 的用法就介紹到這，我們接下來看第二種解決方案冻河。
定長整數(shù)
定長整數(shù)箍邮，顧名思義就是固定（小數(shù)）長度的整數(shù)茉帅。它只是一個概念，并不是新的數(shù)據(jù)類型锭弊，我們使用的還是普通的整數(shù)堪澎。
金額好像理所應(yīng)當(dāng)有小數(shù)，但稍加思考便會發(fā)覺小數(shù)并非是必須的味滞。之前我們演示的金額單位是元樱蛤，1.55 就是一元五角五分。那如果我們單位是角剑鞍，一元五角五分的值就會變成 15.5昨凡。如果再將單位縮小到分，值就為 155蚁署。沒錯便脊，只要達(dá)到最小單位，小數(shù)完全可以省略光戈！這個最小單位根據(jù)業(yè)務(wù)需求來定哪痰，比如系統(tǒng)要求精確到厘，那么值就是1550田度。當(dāng)然妒御，一般精確到分就可以了，咱們接下來演示單位都是分镇饺。
咱們現(xiàn)在新建一個字段乎莉，類型為 bigint，單位為分：
代碼中對應(yīng)的數(shù)據(jù)類型自然是 Long奸笤⊥锟校基本類型的數(shù)值運(yùn)算我們是再熟悉不過的了，直接使用運(yùn)算操作符即可：
long d1 = 10000L; // 100元
d1 += 500L; // 加五元
d1 -= 500L; // 減五元
加和減沒什么好說的监右，乘和除可能會出現(xiàn)小數(shù)的情況边灭，比如某個商品打八折，運(yùn)算就是乘以 0.8：
long d1 = 2366L; // 23.66元
double result = d1 * 0.8; // 打八折健盒，運(yùn)算后結(jié)果為1892.8
d1 = (long)result; // 轉(zhuǎn)換為整數(shù)绒瘦，舍去所有小數(shù)，值為1892扣癣。即18.92元
進(jìn)行小數(shù)運(yùn)算惰帽，類型自然而然就會變?yōu)楦↑c(diǎn)數(shù)，所以我們還要將浮點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換為整數(shù)父虑。
強(qiáng)轉(zhuǎn)會將所有小數(shù)舍去该酗，這個舍去并不代表精度丟失。業(yè)務(wù)要求最小單位是什么，就只保留什么呜魄，低于分的單位我們壓根沒必要保存悔叽。這一點(diǎn)和 BigDecimal 是一致的，如果系統(tǒng)中只需要到分爵嗅，那小數(shù)精度就為 2娇澎， 剩余的小數(shù)都舍去。
不過有些業(yè)務(wù)計算可能要求四舍五入等其他操作操骡，這一點(diǎn)我們可以通過 Math類來完成：
long d1 = 2366L; // 23.66元
double result = d1 * 0.8; // 運(yùn)算后結(jié)果為1892.8
d1 = (long)result; // 強(qiáng)轉(zhuǎn)舍去所有小數(shù)九火，值為1892
d1 = (long)Math.ceil(result); // 向上取整，值為1893
d1 = (long)Math.round(result); // 四舍五入册招，值為1893
...
再來看除法運(yùn)算岔激。當(dāng)整數(shù)除以整數(shù)時，會自動舍去所有小數(shù)：
long d1 = 2366L;
long result = d1 / 3; // 正確的值本應(yīng)該為788.6666666666666是掰，舍去所有小數(shù)虑鼎，最終值為788
如果要進(jìn)行四舍五入等其他小數(shù)操作，則運(yùn)算時先進(jìn)行浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算键痛，然后再轉(zhuǎn)換成整數(shù)：
long d1 = 2366L;
double result = d1 / 3.0; // 注意炫彩，這里除以不是 3，而是 3.0 浮點(diǎn)數(shù)
d1 = (long)Math.round(result); // 四射勿入絮短，最終值為789江兢，即7.89元
雖說數(shù)據(jù)庫存儲和代碼運(yùn)算都是整數(shù)，但前端顯示時若還是以分為單位就對用戶不太友好了丁频。所以后端將值傳遞給前端后杉允，前端需要自行將值除以 100，以元為單位展示給用戶席里。然后前端傳值給后端時叔磷，還是以約定好的整數(shù)傳遞。
收尾
關(guān)于金額處理就講解完畢了奖磁。我們學(xué)會了兩個商業(yè)計算方案：
- Decimal 類型
- 定長整數(shù)
其實(shí)商業(yè)計算并沒有什么技術(shù)難度改基，但如果沒有正確處理則會導(dǎo)致難以估量的損失，畢竟和錢相關(guān)的事都不是小事咖为。
本文為了方便大家理解秕狰，所以省略了前后端聯(lián)調(diào)以及數(shù)據(jù)庫操作的內(nèi)容。但既然是項(xiàng)目實(shí)踐躁染，那就得有一個完整項(xiàng)目封恰，所以本螃蟹基于 Spring Boot 搭建了一個完整的 Web 項(xiàng)目，數(shù)據(jù)庫操作和接口都已寫好褐啡，SQL 語句也有，將 Github 倉庫克隆下來即可感受在真實(shí)項(xiàng)目中如何運(yùn)用的本文知識鳖昌。倉庫中還有許多其他項(xiàng)目實(shí)踐备畦，涵蓋各個業(yè)務(wù)各個功能低飒，其中一些模塊的質(zhì)量甚至可以單開一個倉庫，讓你再也不用尋找各個框架 Demo 和腳手架懂盐。歡迎 star褥赊，螃蟹會更新更多項(xiàng)目實(shí)踐的！
我是「RudeCrab」莉恼，一只粗魯?shù)捏π钒韬恚非蠛唵未直┑刂v解技術(shù)。
關(guān)注「RudeCrab」微信公眾號俐银，和螃蟹一起橫行霸道尿背。
