Java 数据格式化&小数点后保留指定位数

Java 2021-08-02

小数点后保留指定n位数

DecimalFormat

使用 DecimalFormat，但是只能保留指定位数.

DecimalFormat d = new DecimalFormat("0.000");
double x = 3.45125;
System.out.println(d.format(x));  // 3.451

参考上篇博客 详解数字格式化

NumberFormat

public static String format(double value) {
	 // 获取实例对象
     NumberFormat nf = NumberFormat.getNumberInstance();
     nf.setMaximumFractionDigits(2);
     /*
      * setMinimumFractionDigits设置成2
      * 
      * 如果不这么做，那么当value的值是100.00的时候返回100
      * 
      * 而不是100.00
      */
     nf.setMinimumFractionDigits(2);
     nf.setRoundingMode(RoundingMode.HALF_UP);
     /*
      * 如果想输出的格式用逗号隔开，可以设置成true
      */
     nf.setGroupingUsed(false);
     return nf.format(value);
}

Formatter

java.util.Formatter

public static String format(double value) {
 /*
  * %.2f % 表示 小数点前任意位数 2 表示两位小数 格式后的结果为 f 表示浮点型
  */
 return new Formatter().format("%.2f", value).toString();
}

String.format

String.format 作为文本处理工具，为我们提供强大而丰富的字符串格式化功能。

常见使用方式：

public static String format5(double value) {
      return String.format("%.2f", value).toString();
}

占位符格式为：
%[index$][标识]*[最小宽度][.精度]转换符

可用标识符：

  1. -：在最小宽度内左对齐,不可以与0标识一起使用。
  2. 0：若内容长度不足最小宽度，则在左边用0来填充。
  3. #：对8进制和16进制，8进制前添加一个0,16进制前添加0x。
  4. +：结果总包含一个+或-号。
  5. 空格：正数前加空格，负数前加-号。
  6. ,：只用与十进制，每3位数字间用,分隔。
  7. (：若结果为负数，则用括号括住，且不显示符号。

可用转换符：

b，布尔类型，只要实参为非false的布尔类型，均格式化为字符串true，否则为字符串false。
n，平台独立的换行符,也可通过System.getProperty(“line.separator”)获取。
f，浮点数型（十进制）。显示9位有效数字，且会进行四舍五入。如99.99。
a，浮点数型（十六进制）。
e，指数类型。如 9.38e+5。
g，浮点数型（比%f，%a 长度短些，显示6位有效数字，且会进行四舍五入）

实例展示：

// 测试代码
double num = 123.456789;
System.out.print(String.format("%f %n", num));  // %f：默认显示9位有效数字，且会进行四舍五入。%n：默认换行，123.456790
System.out.print(String.format("%a %n", num)); // %a：浮点数型（十六进制），0x1.edd3c0bb46929p6
System.out.print(String.format("%g %n", num)); // %g：浮点数型（比%f，%a长度短些，显示6位有效数字，且会进行四舍五入），123.457

// 保留小数点后位
System.out.println(String.format("%.2f", num));  // 123.46

// 左对齐
int n = 3;
// 6位右对齐，不足六位补0
System.out.println(String.format("%06d", n));  // 000003

// 6位右对齐，不足六位补空格
System.out.println(String.format("%6d", n));  //      3

// 6位左对齐，不足六位补空格
System.out.println(String.format("%-6d", n)); // 3

结果如下

在这里插入图片描述

printf()

C语言中 printf 函数使用很方便，很高兴Java中也可以使用 printf 的格式：
System.out.printf();
具体使用格式与 String.format() 方法一样，请参考上面。

double num = 20.45628;
// 保留两位小数,%n 换行
System.out.printf("%.2f %n", num);  // 20.46
int n = 6;
// 右对齐5位
System.out.printf("%5d %n", n);
// 左对齐5位
System.out.printf("%-5d %n", n);

在这里插入图片描述

BigDecimal

A BigDecimal由任意精度整数未缩放值和32位整数比例组成。
如果为零或正数，则刻度是小数点右侧的位数。 如果是负数，则数字的非标定值乘以10，以达到等级的否定的幂。
因此， (unscaledValue × 10-scale)代表的BigDecimal值为(unscaledValue × 10-scale) 。
BigDecimal类提供了算术，缩放操作，舍入，比较，散列和格式转换的操作。 toString()方法提供了一个BigDecimal的规范表示。
BigDecimal类使其用户完全控制舍入行为。 如果未指定舍入模式，并且无法表示确切的结果，则抛出异常; 否则，可以通过向操作提供适当的MathContext对象来进行计算，以选择精度和舍入模式。
在这两种情况下，都提供八种舍入方式来控制舍入。 不建议使用此类中的整数字段（如ROUND_HALF_UP ）表示舍入模式; 应该使用RoundingMode 枚举的枚举值（如RoundingMode.HALF_UP ）。
---- 官方API

BigDecimal 计算和保留小数位是在Java最常用的，也是在财务或者是数据分析中比较重要的方法。

构造方法

Constructor
BigDecimal​(char[] in) 将 BigDecimal的字符数组表示 BigDecimal转换为 BigDecimal ，接受与 BigDecimal(String)构造函数相同的字符序列。  
BigDecimal​(char[] in, int offset, int len) 将 BigDecimal的字符阵列表示 BigDecimal转换为 BigDecimal ，接受与 BigDecimal(String)构造函数相同的字符序列，同时允许指定子数组。  
BigDecimal​(char[] in, int len, MathContext mc) 将 BigDecimal的字符数组表示 BigDecimal转换为 BigDecimal ，接受与 BigDecimal(String)构造函数相同的字符序列，同时允许根据上下文设置指定子数组并进行舍入。  
BigDecimal​(char[] in, MathContext mc) 将 BigDecimal的字符数组表示 BigDecimal转换为 BigDecimal ，接受与 BigDecimal(String)构造函数相同的字符序列，并根据上下文设置进行舍入。  
BigDecimal​(double val) 将 double转换为 BigDecimal ，它是 double的二进制浮点值的精确十进制表示。  
BigDecimal​(double val, MathContext mc) 将 double转换为 BigDecimal ，根据上下文设置进行舍入。  
BigDecimal​(int val) 将 int翻译成 BigDecimal 。  
BigDecimal​(int val, MathContext mc) 将 int转换为 BigDecimal ，根据上下文设置进行舍入。  
BigDecimal​(long val) 将 long翻译成 BigDecimal 。  
BigDecimal​(long val, MathContext mc) 将 long转换为 BigDecimal ，根据上下文设置进行舍入。  
BigDecimal​(String val) 将 BigDecimal的字符串表示 BigDecimal转换为 BigDecimal 。  
BigDecimal​(String val, MathContext mc) 将 BigDecimal的字符串表示 BigDecimal转换为 BigDecimal ，接受与 BigDecimal(String)构造函数相同的字符串，根据上下文设置进行舍入。  
BigDecimal​(BigInteger val) 将 BigInteger翻译成 BigDecimal 。  
BigDecimal​(BigInteger unscaledVal, int scale) 将 BigInteger值和 int量表翻译成 BigDecimal 。  
BigDecimal​(BigInteger unscaledVal, int scale, MathContext mc) 将 BigInteger值和 int标度转换为 BigDecimal ，根据上下文设置进行舍入。  
BigDecimal​(BigInteger val, MathContext mc) 根据上下文设置将 BigInteger转换为 BigDecimal舍入。

在这里插入图片描述

舍入方式：

BigDecimal.setScale(int newScale, int roundingMode);  // 设置格式化小数位
// 在这个方法中int roundingMode具体的参数如下
BigDecimal.ROUND_UP; //向远离0的方向舍入，进位处理，2.35变为2.4
BigDecimal.ROUND_DOWN;  // 向零方向舍入，3.35变为3.3
BigDecimal.ROUND_CEILING;  // 向正无穷方向舍入
BigDecimal.ROUND_FLOOR;  // 向负无穷方向舍入 
BigDecimal.ROUND_HALF_UP;  // 向（距离）最近的一边舍入，除非两边（的距离）是相等,如果是这样，向上舍入,1.55保留一位小数结果为1.6 
BigDecimal.ROUND_HALF_DOWN;  // 向（距离）最近的一边舍入，除非两边（的距离）是相等,如果是这样，向下舍入,例如1.55 保留一位小数结果为1.5 
BigDecimal.ROUND_HALF_EVEN;  // 向（距离）最近的一边舍入，除非两边（的距离）是相等,如果是这样，如果保留位数是奇数，使用ROUND_HALF_UP ，如果是偶数，使用 
BigDecimal.ROUND_UNNECESSARY;  // 计算结果是精确的，不需要舍入模式

上面的BigDecimal.舍入方式已经过时，改为RoundingMode.舍入方式
如下图：

在这里插入图片描述

具体示例

double n = sc.nextDouble();  // 输入一个数
int k = sc.nextInt();  // 保留 k 位小数
double x = 100.0 * n / 7;
BigDecimal bd = new BigDecimal(x);  // 获取
bd = bd.setScale(k, RoundingMode.HALF_UP);  // 设置保留k位，舍入方式 RoundingMode.HALF_UP：四舍五入

注意事项

对于RoundingMode.HALF_UP行为，如果丢弃的分数的左边的数字是奇数的;
像RoundingMode.HALF_DOWN如果它是RoundingMode.HALF_DOWN行为。
请注意，这是舍入模式，统计最小化在一系列计算中重复应用时的累积误差。 有时被称为“银行家四舍五入”，主要用于美国。
这种舍入模式类似于Java中用于float和double算术的舍入策略。

如何理解这句话呢？

有一个规则：

四舍六入五考虑，
五后非零就进一，
五后皆零看奇偶，
五前为偶应舍去，
五前为奇要进一。

就是四舍六入，5单独考虑，如果 5 后面有非0数那就进1，如果5后面全为0，那就看5前的数是奇数还是偶数，奇数就进1，偶数就舍去。

这样舍入模式称作“银行家四舍五入”，感觉像是以前美国的银行家，搞的舍入方式，不然遇到5就进1，若是5后面么有零头，全是零，直接进位就不太好，这样舍入对于偶数，奇数可以均分一下，这样操作可以均衡进位与舍入吧。

小数点后保留指定n位数

上面谈了这么久，下面引入正题 小数点后保留指定n位数。

printf()

经常使用的 System.out.printf()，想着能不能指定保留的位数 k。

比如：
保留2位
printf("%.2f")
能不能这样保留 k 位?
printf("%.kf")

System.out.printf("%.(%n)f",k,n); ×
发现不可以
o(╥﹏╥)o

后来发现大佬的C语言题解，有一种方法：

#include <stdio.h>
int main()
{
#ifdef LOCAL
	freopen("E:\input.txt", "r", stdin);
#endif
	char s[] = "%.0f%%\n";
	int t, n, k;
	scanf("%d", &t);
	while (t--)
	{
		scanf("%d%d", &n, &k);
		printf((s[2] = k + '0', s), 100.0 * n / 7);
	}
	return 0;
}

试着改成Java版：

import java.util.Scanner;

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        int t = sc.nextInt();
        char[] s = {'%', '.', '0', 'f', '%', '\n'};
        while (t-- > 0) {
            int n = sc.nextInt();
            int k = sc.nextInt();
            s[2] = (char)(k + '0');  // '0' ASCII：48
            System.out.printf(new String(s), 100.0 * n / 7);
        }
    }
}

结果如下：

在这里插入图片描述


在这里插入图片描述

BigDecimal

参考上面介绍：
BigDecimal.setScale(int newScale,int roundingMode);

double n = sc.nextDouble();
int k = sc.nextInt();  // 保留 k 位
double x = 100.0 * n / 7;
BigDecimal bd = new BigDecimal(x);
bd = bd.setScale(k, RoundingMode.HALF_UP);  // 设置 保留位数，及舍入方式：四舍五入
System.out.println(bd);

结果如下：

在这里插入图片描述

特别注意
在练习使用过程中，发现一个特殊的地方：

当浮点数位 0 时，保留 k 位小数，输出结果会有变化：

在这里插入图片描述

这算一个特殊的地方，比赛时试了几次，一直错误，罚时++
o(╥﹏╥)o

后来我们对 0 的情况特殊考虑，就 AK 了！

题目大意：

计算 n 门 course 成绩，计算平均成绩，并保留指定位数。

代码如下：

int n = sc.nextInt();
    int k = sc.nextInt();
    double sum = 0;
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        sum += sc.nextInt();
    }
    if(sum!=0) {
        BigDecimal bd = new BigDecimal(sum);
        BigDecimal N = new BigDecimal(n);
        bd = bd.divide(N, k, RoundingMode.FLOOR);  // 除 N，保留 k位，舍入方式：下舍入
        System.out.println(bd);
    } else {
        System.out.print(0+".");
        for(int i=0;i<k;i++){
            System.out.print(0);
        }
        System.out.println();
    }
}

附：另外还有一种保留 k位小数的方式：模拟手工除法

联想下：手工如何计算 除法
…

当 余数 不足以 整除 除数时，余数乘 10，然后计算循环 k 次，除以 除数。注意：每次保留 商的结果。

代码就不再实现了，o(╥﹏╥)o，两篇博客，整理了几个小时.

感谢博客 Link

感谢 两位队友&宋佬

加油！！！

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