Rust高精度十进制计算库decnumber-sys使用指南

decnumber-sys是Rust的一个高精度十进制计算库，提供了精确的浮点运算能力，特别适合金融计算、货币处理等需要精确十进制运算的场景。

主要特性

• 基于IEEE 754-2008十进制浮点算术标准
• 提供任意精度的十进制运算
• 避免二进制浮点数常见的舍入误差
• 特别适合财务、货币计算

安装方法

在Cargo.toml中添加依赖：

[dependencies]
decnumber-sys = "0.1"

基本使用方法

创建Decimal数

use decnumber_sys::decimal128;

let num1 = decimal128::from_str("123.45").unwrap();
let num2 = decimal128::from_str("67.89").unwrap();

基本运算

use decnumber_sys::decimal128;

let a = decimal128::from_str("100.00").unwrap();
let b = decimal128::from_str("55.55").unwrap();

// 加法
let sum = a.add(&b); // 155.55

// 减法
let difference = a.sub(&b); // 44.45

// 乘法
let product = a.mul(&b); // 5555.00

// 除法
let quotient = a.div(&b); // 1.800180018001800180018001800

金融计算示例

use decnumber_sys::decimal128;

// 计算复利
fn compound_interest(principal: &decimal128, rate: f64, years: u32) -> decimal128 {
    let rate_dec = decimal128::from_str(&rate.to_string()).unwrap();
    let one = decimal128::from_str("1.0").unwrap();
    let factor = one.add(&rate_dec).pow(years);
    principal.mul(&factor)
}

let principal = decimal128::from_str("1000.00").unwrap();
let amount = compound_interest(&principal, 0.05, 10); // 约1628.89

比较操作

use decnumber_sys::decimal128;

let a = decimal128::from_str("123.450").unwrap();
let b = decimal128::from_str("123.45").unwrap();

assert!(a.eq(&b));  // 相等比较
assert!(a.cmp(&decimal128::from_str("100.0").unwrap()) == std::cmp::Ordering::Greater); // 大于比较

高级用法

设置精度和舍入模式

use decnumber_sys::{decimal128, Context};

let mut ctx = Context::default();
ctx.set_digits(34); // 设置34位精度
ctx.set_rounding(decimal128::Rounding::HalfUp); // 设置舍入模式

let a = ctx.from_str("1.0").unwrap();
let b = ctx.from_str("3.0").unwrap();
let result = ctx.div(a, b); // 0.3333333333333333333333333333333333

处理大数

use decnumber_sys::decimal128;

// 可以精确表示非常大的数
let big_num = decimal128::from_str("12345678901234567890.1234567890123456789").unwrap();
let small_num = decimal128::from_str("0.0000000000000000001").unwrap();
let sum = big_num.add(&small_num); // 12345678901234567890.1234567890123456789 + 0.0000000000000000001

注意事项

1. decnumber-sys是底层库的Rust绑定，性能可能不如原生二进制浮点运算
2. 对于简单运算，可以考虑更高级的封装库如rust_decimal
3. 处理异常时要注意检查运算结果的有效性

实际应用场景

• 金融系统利息计算
• 货币兑换和汇率计算
• 税务计算
• 任何需要精确十进制表示的场景

完整示例demo

下面是一个完整的金融计算示例，展示了如何使用decnumber-sys进行货币计算：

use decnumber_sys::{decimal128, Context};
use std::str::FromStr;

fn main() {
    // 创建Decimal数
    let price = decimal128::from_str("19.99").unwrap();
    let quantity = decimal128::from_str("3.0").unwrap();
    
    // 计算总价
    let total = price.mul(&quantity); // 59.97
    
    // 计算折扣后的价格
    let discount_rate = decimal128::from_str("0.15").unwrap(); // 15%折扣
    let discount_amount = total.mul(&discount_rate); // 8.9955
    let final_price = total.sub(&discount_amount); // 50.9745
    
    // 设置上下文进行四舍五入
    let mut ctx = Context::default();
    ctx.set_rounding(decimal128::Rounding::HalfUp);
    
    // 四舍五入到两位小数
    let rounded_price = ctx.from_str(&final_price.to_string()).unwrap();
    let rounded_str = format!("{:.2}", rounded_price);
    
    println!("原始总价: {}", total); // 59.97
    println!("折扣金额: {}", discount_amount); // 8.9955
    println!("最终价格: {}", final_price); // 50.9745
    println!("四舍五入后价格: {}", rounded_str); // 50.97
    
    // 货币计算示例
    let usd = decimal128::from_str("100.00").unwrap();
    let exchange_rate = decimal128::from_str("6.8765").unwrap();
    let cny = usd.mul(&exchange_rate); // 687.65
    
    println!("100美元兑换人民币: {} 元", cny);
}

这个完整示例展示了：

1. 基本的Decimal数创建
2. 乘法、减法运算
3. 折扣计算
4. 使用上下文进行四舍五入
5. 货币兑换计算
6. 格式化输出

decnumber-sys为Rust提供了强大的高精度十进制计算能力，是处理财务和精确计算问题的理想选择。