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Java高新技术——大数操作（BigInteger、BigDecimal）

分类: 文章 • 2023-12-04 13:34:28

本文目标

可以使用BigInteger操作大整数
可以使用BigDecimal指定小数的保留位数

基础知识

对于二进制来说，最高位代表正负号，-0表示-128，+0表示0
32位系统int型4个字节：-(2的31次方) ~ (2的31次方) 减 1
最大负数：10000000 00000000 00000000 00000000
最大正数：01111111 11111111 11111111 11111111
0:                 00000000 00000000 00000000 00000000

64位系统同理，int型表示范围是：-(2的63次方) ~ (2的63次方) 减 1


具体内容


大数操作

正常情况下一个整数最多只能放在long类型之中，但是如果现在有如下的一个数字：
        1111111111111111111111111111111111111111111111111
根本就是无法保存的，所以为了解决这样的问题，在java中引入了两个大数的操作类：
        操作整型：BigInteger
        操作小数：BigDecimal
当然了，这些大数都会以字符串的形式传入。

BigInteger

        如果在操作的时候一个整型数据已经超过了整数的最大类型长度long的话，则此数据就无法装入，所以，此时要使用BigInteger类进行操作。

Java高新技术——大数操作（BigInteger、BigDecimal）

        BigInteger是在java.math包中。

代码示例：

[java] view plain copy
  1. package ustc.lichunchun.bigdataapi;  
  2.   
  3. import java.math.BigInteger;  
  4.   
  5. public class BigIntegerDemo1 {  
  6.   
  7.     public static void main(String[] args) {  
  8.         BigInteger bi1 = new BigInteger("123456789") ;  // 声明BigInteger对象  
  9.         BigInteger bi2 = new BigInteger("987654321") ;  // 声明BigInteger对象  
  10.         System.out.println("加法操作：" + bi2.add(bi1)) ;    // 加法操作  
  11.         System.out.println("减法操作：" + bi2.subtract(bi1)) ;   // 减法操作  
  12.         System.out.println("乘法操作：" + bi2.multiply(bi1)) ;   // 乘法操作  
  13.         System.out.println("除法操作：" + bi2.divide(bi1)) ; // 除法操作  
  14.         System.out.println("最大数：" + bi2.max(bi1)) ;  // 求出最大数  
  15.         System.out.println("最小数：" + bi2.min(bi1)) ;  // 求出最小数  
  16.         BigInteger result[] = bi2.divideAndRemainder(bi1) ; // 求出余数的除法操作  
  17.         System.out.println("商是：" + result[0] +   
  18.             "；余数是：" + result[1]) ;  
  19.     }  
  20. }  

发现divide()方法本身只是把最终的商保存下来了，但是这样的两个数字相除的时候肯定是无法整除，肯定存在余数，所以我们在上面代码中还用到了divideAndRemainder()方法来获得结果和余数。

BigDecimal

        使用此类可以完成大的小数操作，而且也可以使用此类进行精确的四舍五入，这一点在开发中经常使用。
        对于不需要任何准确计算精度的程序可以直接使用float或double完成，但是如果需要精确计算结果，则必须使用BigDecimal类。

Java高新技术——大数操作（BigInteger、BigDecimal）

代码示例：

[java] view plain copy
  1. package ustc.lichunchun.bigdataapi;  
  2.   
  3. import java.math.BigDecimal;  
  4.   
  5. public class BigDecimalDemo01 {  
  6.   
  7.     public static void main(String[] args) {  
  8.         System.out.println("加法运算：" + MyMath.round(MyMath.add(10.345,3.333),1)) ;  
  9.         System.out.println("减法运算：" + MyMath.round(MyMath.sub(10.345,3.333),3)) ;  
  10.         System.out.println("乘法运算：" + MyMath.round(MyMath.mul(10.345,3.333),4)) ;  
  11.         System.out.println("除法运算：" + MyMath.div(10.345,3.333,3)) ;  
  12.     }  
  13. }  
  14. class MyMath{  
  15.     public static double add(double d1,double d2){      // 进行加法计算  
  16.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(d1) ;  
  17.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(d2) ;  
  18.         return b1.add(b2).doubleValue() ;  
  19.     }  
  20.     public static double sub(double d1,double d2){      // 进行减法计算  
  21.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(d1) ;  
  22.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(d2) ;  
  23.         return b1.subtract(b2).doubleValue() ;  
  24.     }  
  25.     public static double mul(double d1,double d2){      // 进行乘法计算  
  26.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(d1) ;  
  27.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(d2) ;  
  28.         return b1.multiply(b2).doubleValue() ;  
  29.     }  
  30.     public static double div(double d1,double d2,int len){      // 进行除法计算  
  31.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(d1) ;  
  32.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(d2) ;  
  33.         return b1.divide(b2,len,BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue() ;  
  34.     }  
  35.     public static double round(double d,int len){   // 进行四舍五入  
  36.         BigDecimal b1 = new BigDecimal(d) ;  
  37.         BigDecimal b2 = new BigDecimal(1) ; // 技巧  
  38.         return b1.divide(b2,len,BigDecimal.ROUND_HALF_UP).doubleValue() ;  
  39.     }  
  40. };  

华为机试题

        现在我们来看一道华为的机试题：

        写出一个程序，接受一个十六进制的数值字符串，输出该数值的十进制字符串。（多组同时输入 ）

        一开始，我写的答案是这样的：

[java] view plain copy
  1. package huawei.job;  
  2.   
  3. import java.io.BufferedReader;  
  4. import java.io.IOException;  
  5. import java.io.InputStreamReader;  
  6. import java.math.BigInteger;  
  7.   
  8. public class Main5 {  
  9.   
  10.     public static void main(String[] args) {  
  11.         BufferedReader bufr = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));  
  12.         String line ;  
  13.         BigInteger base = new BigInteger("16");  
  14.         try {  
  15.             while((line = bufr.readLine()) != null){  
  16.                 line = line.substring(2);  
  17.                 int result = Integer.parseInt(line, 16);  
  18.                 System.out.println(result);  
  19.             }  
  20.         } catch (IOException e) {  
  21.             e.printStackTrace();  
  22.         }  
  23.     }  
  24.   
  25. }  
        这里，我直接使用的JavaAPI--Integer提供的方法，将十六进制进行转换，答案也是牛客网AC。但是，仔细一想，华为这样的大公司不可能出这么简单的题目，所以我就想到了处理大数的情况，更改后的代码如下，同样牛客AC。

[java] view plain copy
  1. package huawei.job;  
  2.   
  3. import java.io.BufferedReader;  
  4. import java.io.IOException;  
  5. import java.io.InputStreamReader;  
  6. import java.math.BigInteger;  
  7.   
  8. public class Main5 {  
  9.   
  10.     public static void main(String[] args) {  
  11.         BufferedReader bufr = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));  
  12.         String line ;  
  13.         BigInteger base = new BigInteger("16");  
  14.         try {  
  15.             while((line = bufr.readLine()) != null){  
  16.                 line = line.substring(2);  
  17.                 //int result = Integer.parseInt(line, 16);  
  18.                 BigInteger result = new BigInteger("0");  
  19.                 for(int i = 0; i < line.length(); i++){  
  20.                     char ch = line.charAt(line.length()-1-i);  
  21.                     if(ch >= 'A' && ch <= 'F'){  
  22.                         BigInteger tmp = base.pow(i).multiply(new BigInteger(Integer.toString((ch - 'A' + 10))));  
  23.                         result = result.add(tmp);  
  24.                     }else{  
  25.                         BigInteger tmp = base.pow(i).multiply(new BigInteger(Character.toString(ch)));  
  26.                         result = result.add(tmp);  
  27.                     }  
  28.                 }  
  29.                 System.out.println(result);  
  30.             }  
  31.         } catch (IOException e) {  
  32.             e.printStackTrace();  
  33.         }  
  34.     }  
  35.   
  36. }  

Java高新技术——大数操作（BigInteger、BigDecimal）


转载来自：http://blog.csdn.net/zhongkelee/article/details/52289163


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