Javaで金額や精密計算を正確に処理する！BigDecimalの使い方完全ガイド

1. はじめに

Javaにおける数値計算の精度問題

金額や精密計算にはBigDecimalが必須

この記事で得られること

2. BigDecimalとは

BigDecimalの概要

任意精度の数値を扱える

BigDecimal bigValue = new BigDecimal("12345678901234567890.12345678901234567890");

主な利用シーン

• 金融系アプリでの金額・利息・税率の計算
• 請求書・見積書などに関わる金額処理
• 科学技術計算など、桁数が多く精度が求められる計算
• 長期的な数値積算により誤差の蓄積が問題となる処理

3. BigDecimalの基本的な使い方

BigDecimalのインスタンス生成方法

BigDecimal value = new BigDecimal("0.1");

BigDecimal value = new BigDecimal(0.1); // 誤差を含む可能性あり

四則演算の方法

BigDecimal a = new BigDecimal("10.5");
BigDecimal b = new BigDecimal("2.3");
BigDecimal result = a.add(b); // 12.8

BigDecimal result = a.subtract(b); // 8.2

BigDecimal result = a.multiply(b); // 24.15

BigDecimal a = new BigDecimal("10");
BigDecimal b = new BigDecimal("3");
BigDecimal result = a.divide(b, 2, RoundingMode.HALF_UP); // 3.33

setScaleによるスケールと丸めモードの設定

BigDecimal value = new BigDecimal("123.456789");
BigDecimal rounded = value.setScale(2, RoundingMode.HALF_UP); // 123.46

BigDecimalはイミュータブル

BigDecimal original = new BigDecimal("5.0");
BigDecimal result = original.add(new BigDecimal("1.0"));
System.out.println(original); // 5.0 のまま
System.out.println(result);   // 6.0

4. BigDecimalの応用的な使い方

数値の比較：compareToとequalsの違い

• compareTo() は数値の大小だけを比較します（スケールは無視）。
• equals() はスケール（小数点以下の桁数）まで含めて比較します。

BigDecimal a = new BigDecimal("10.0");
BigDecimal b = new BigDecimal("10.00");

System.out.println(a.compareTo(b)); // 0（値は等しい）
System.out.println(a.equals(b));    // false（スケールが違う）

文字列との相互変換

BigDecimal value = new BigDecimal("1234.56");

String str = value.toString(); // "1234.56"

BigDecimal unsafe = BigDecimal.valueOf(0.1); // 内部では誤差あり

MathContextによる精度と丸めの一括指定

MathContext mc = new MathContext(4, RoundingMode.HALF_UP);
BigDecimal result = new BigDecimal("123.4567").round(mc); // 123.5

BigDecimal a = new BigDecimal("10.456");
BigDecimal b = new BigDecimal("2.1");
BigDecimal result = a.multiply(b, mc); // 精度4桁で計算

nullチェックや安全な初期化

String input = ""; // 入力値が空
BigDecimal value = (input == null || input.isEmpty()) ? BigDecimal.ZERO : new BigDecimal(input);

BigDecimalのスケール確認

BigDecimal value = new BigDecimal("123.45");
System.out.println(value.scale()); // 3

5. よくあるエラーとその対処法

ArithmeticException: Non-terminating decimal expansion

BigDecimal a = new BigDecimal("1");
BigDecimal b = new BigDecimal("3");
BigDecimal result = a.divide(b); // 例外発生

BigDecimal result = a.divide(b, 2, RoundingMode.HALF_UP); // OK（3.33）

double からの直接生成による誤差

BigDecimal val = new BigDecimal(0.1);
System.out.println(val); // 0.100000000000000005551115123...

BigDecimal val = new BigDecimal("0.1"); // 正確に 0.1

スケールの不一致による equals の誤解

BigDecimal a = new BigDecimal("10.0");
BigDecimal b = new BigDecimal("10.00");

System.out.println(a.equals(b)); // false

System.out.println(a.compareTo(b)); // 0（数値的には等しい）

精度不足による不自然な結果

BigDecimal value = new BigDecimal("1.2567");
BigDecimal rounded = value.setScale(2); // RoundingModeを指定しないと例外

BigDecimal rounded = value.setScale(2, RoundingMode.HALF_UP); // OK

入力値が不正な場合のNumberFormatException

try {
    BigDecimal value = new BigDecimal(userInput);
} catch (NumberFormatException e) {
    // エラーメッセージの表示や代替処理
}

6. 実践的な使用例

金額計算における小数処理（端数の調整）

BigDecimal price = new BigDecimal("980"); // 税抜価格
BigDecimal taxRate = new BigDecimal("0.10");
BigDecimal tax = price.multiply(taxRate).setScale(0, RoundingMode.HALF_UP);
BigDecimal total = price.add(tax);

System.out.println("消費税: " + tax);       // 消費税: 98
System.out.println("税込価格: " + total);   // 税込価格: 1078

• 消費税の計算結果は整数で処理されることが多く、setScale(0, RoundingMode.HALF_UP) で四捨五入を行っています。
• doubleではこの処理に誤差が出やすいため、BigDecimalが推奨されます。

割引計算（%オフ）

BigDecimal originalPrice = new BigDecimal("3500");
BigDecimal discountRate = new BigDecimal("0.20");
BigDecimal discount = originalPrice.multiply(discountRate).setScale(0, RoundingMode.HALF_UP);
BigDecimal discountedPrice = originalPrice.subtract(discount);

System.out.println("割引額: " + discount);         // 割引額: 700
System.out.println("割引後の価格: " + discountedPrice); // 割引後の価格: 2800

単価 × 数量 の計算（業務アプリの定番）

BigDecimal unitPrice = new BigDecimal("298.5");
BigDecimal quantity = new BigDecimal("7");
BigDecimal total = unitPrice.multiply(quantity).setScale(2, RoundingMode.HALF_UP);

System.out.println("合計金額: " + total); // 合計金額: 2089.50

• 小数の乗算によって生じる端数の誤差を丸めて調整。
• 会計システムや受発注処理で重要な場面。

複利計算（金融向けの応用例）

BigDecimal principal = new BigDecimal("1000000"); // 元本：100万円
BigDecimal rate = new BigDecimal("0.03");
int years = 5;

BigDecimal finalAmount = principal;
for (int i = 0; i < years; i++) {
    finalAmount = finalAmount.multiply(rate.add(BigDecimal.ONE)).setScale(2, RoundingMode.HALF_UP);
}

System.out.println("5年後の金額: " + finalAmount); // 5年後の金額: 約1159274.41

• 年単位の繰り返し計算では誤差が蓄積されやすいため、BigDecimalの精度が活きるシーン。

入力値の検証と変換（ユーザー入力の処理）

public static BigDecimal parseAmount(String input) {
    try {
        return new BigDecimal(input).setScale(2, RoundingMode.HALF_UP);
    } catch (NumberFormatException e) {
        return BigDecimal.ZERO; // 不正な入力時は0円として処理
    }
}

• ユーザーが入力した金額の文字列を、安全にBigDecimalへ変換。
• エラー処理を組み込むことで、フォーム入力やバリデーションにも対応。

7. まとめ

BigDecimalが果たす役割とは

本記事の振り返りポイント

• BigDecimalは任意精度の10進数を扱えるクラスであり、金額や精密計算に最適
• new BigDecimal("0.1") のように、文字列での初期化が推奨
• 四則演算には add(), subtract(), multiply(), divide() を使用し、除算では必ず丸めモードを指定
• 比較には compareTo() を使い、equals() との違いを理解することが重要
• setScale() や MathContext によってスケールと丸め処理の精密な制御が可能
• 金額計算・税率計算・数量演算など、日常の業務ロジックに直結した活用法が豊富

これからBigDecimalを使うあなたへ

8. FAQ：BigDecimalに関するよくある質問

Q1. なぜ float や double を使わずに BigDecimal を使うべきなのですか？

Q2. BigDecimal のインスタンスはどのように生成すれば安全ですか？

new BigDecimal(0.1)

new BigDecimal("0.1")

Q3. 除算で例外が発生するのはなぜですか？

BigDecimal result = a.divide(b, 2, RoundingMode.HALF_UP);

Q4. compareTo() と equals() の違いは何ですか？

• compareTo() は数値が等しいかどうかだけを判定（スケール無視）
• equals() はスケールも含めて完全一致をチェック

new BigDecimal("10.0").compareTo(new BigDecimal("10.00")); // → 0（等しい）
new BigDecimal("10.0").equals(new BigDecimal("10.00"));    // → false（スケールが違う）

Q5. 四捨五入や切り捨てはどうやって行いますか？

BigDecimal value = new BigDecimal("123.4567");
BigDecimal rounded = value.setScale(2, RoundingMode.HALF_UP); // 123.46

• RoundingMode.HALF_UP（四捨五入）
• RoundingMode.DOWN（切り捨て）
• RoundingMode.UP（切り上げ）

Q6. 小数点以下の桁数（スケール）を確認する方法はありますか？

BigDecimal val = new BigDecimal("123.45");
System.out.println(val.scale()); // → 3

Q7. nullや空文字が入力された場合の安全な処理方法は？

public static BigDecimal parseSafe(String input) {
    if (input == null || input.trim().isEmpty()) return BigDecimal.ZERO;
    try {
        return new BigDecimal(input.trim());
    } catch (NumberFormatException e) {
        return BigDecimal.ZERO;
    }
}