Golang高性能固定小数位精确序列化与算术运算插件库fpdecimal的使用

fpdecimal是一个高性能的固定小数位精确计算库，特别适合金融货币计算场景。它基于int64实现，避免了浮点数计算带来的精度问题。

主要特性

• 内部使用int64存储
• 不使用float类型进行解析或打印
• 性能极高：比float快3倍，比shopspring/decimal快20倍，比fmt快30倍
• 零开销设计
• 防止容易出错的定点运算
• 包含模糊测试和基准测试
• 支持JSON序列化
• 仅200行代码

安装

import fp "github.com/nikolaydubina/fpdecimal"

使用示例

// 定义常量价格
var BuySP500Price = fp.FromInt(9000)

// 解析JSON数据
input := []byte(`{"sp500": 9000.023}`)

// 定义结构体
type Stocks struct {
    SP500 fp.Decimal `json:"sp500"`
}
var v Stocks
if err := json.Unmarshal(input, &v); err != nil {
    log.Fatal(err)
}

// 根据条件进行计算
var amountToBuy fp.Decimal
if v.SP500.GreaterThan(BuySP500Price) {
    amountToBuy = amountToBuy.Add(v.SP500.Mul(fp.FromInt(2)))
}

fmt.Println(amountToBuy)
// 输出: 18000.046

性能基准测试

解析性能

BenchmarkParse/fromString/small-10     534307098   11.36 ns/op   0 B/op   0 allocs/op
BenchmarkParse/fromString/large-10     254741558   23.42 ns/op   0 B/op   0 allocs/op
BenchmarkParse/UnmarshalJSON/small-10 816873427    7.32 ns/op   0 B/op   0 allocs/op
BenchmarkParse/UnmarshalJSON/large-10 272173255   22.16 ns/op   0 B/op   0 allocs/op

打印性能

BenchmarkPrint/small-10      191982066   31.24 ns/op   8 B/op   1 allocs/op
BenchmarkPrint/large-10      150874335   39.89 ns/op  24 B/op   1 allocs/op

算术运算性能

BenchmarkArithmetic/add-10     1000000000   0.316 ns/op   0 B/op   0 allocs/op
BenchmarkArithmetic/div-10     1000000000   0.950 ns/op   0 B/op   0 allocs/op
BenchmarkArithmetic/divmod-10  1000000000   1.890 ns/op   0 B/op   0 allocs/op

为什么适合货币计算

• 全球只有约200种货币
• 所有货币最多有3位小数
• 即使没有小数位的货币通常也比美元大1000倍
• int64最大可表示9,223,372,036,854,775.807（约9千万亿），足以满足大多数货币计算需求

完整示例

package main

import (
	"encoding/json"
	"fmt"
	"log"
	
	fp "github.com/nikolaydubina/fpdecimal"
)

func main() {
	// 创建Decimal值
	price := fp.FromInt(1000) // 1000.000
	discount := fp.MustFromString("150.500")
	
	// 计算最终价格
	finalPrice := price.Sub(discount)
	
	// 序列化为JSON
	type Order struct {
		OriginalPrice fp.Decimal `json:"original_price"`
		FinalPrice    fp.Decimal `json:"final_price"`
	}
	
	order := Order{
		OriginalPrice: price,
		FinalPrice:    finalPrice,
	}
	
	jsonData, err := json.Marshal(order)
	if err != nil {
		log.Fatal(err)
	}
	
	fmt.Println(string(jsonData))
	// 输出: {"original_price":1000.000,"final_price":849.500}
	
	// 反序列化
	var newOrder Order
	if err := json.Unmarshal(jsonData, &newOrder); err != nil {
		log.Fatal(err)
	}
	
	fmt.Printf("反序列化结果: %+v\n", newOrder)
	// 输出: 反序列化结果: {OriginalPrice:1000.000 FinalPrice:849.500}
	
	// 更多运算
	tax := newOrder.FinalPrice.Mul(fp.MustFromString("0.1")) // 10%税
	total := newOrder.FinalPrice.Add(tax)
	
	fmt.Println("含税总价:", total)
	// 输出: 含税总价: 934.450
}

注意事项

• 不要直接使用算术运算符，而是使用库提供的方法
• 乘法要注意小数位数会增加
• 加法和减法要注意常量的缩放因子

fpdecimal提供了高性能且精确的定点小数运算，特别适合金融和货币计算场景。