java中精确计算，double与BigDecimal的取舍

相信java程序员都知道double是一种不能用作精确计算的类型，因为它会有精度损失，而要想规避精度损失，大家都会想到BigDecimal，这是JDK提供的类，确实能解决精度问题，但是它并不是完美的，它有如下三个缺点：

• 慢
• 乱
• 也不是那么准确

一、慢有多慢？
所有人都知道，BigDecimal作为对象，new出来是有成本的，肯定比基本数据类型会慢一点，但具体慢到什么程度呢？我写了一段求加和的代码如下：

        double sum = 0.0;
        long a = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < times; i++) {
            double d = Math.random();
            sum += d;
        }
        long b = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(b - a);
        System.out.println(sum);

        Double sum = 0.0;
        long a = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < times; i++) {
            Double d = Math.random();
            sum += d;
        }
        long b = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(b - a);
        System.out.println(sum);

        BigDecimal sum = new BigDecimal("0");
        long a = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < times; i++) {
            BigDecimal d = new BigDecimal(Math.random());
            sum = sum.add(d);
        }
        long b = System.currentTimeMillis();
        System.out.println(b - a);
        System.out.println(sum);

这三段代码分别是用基本数据类型、包装数据类型和BigDecimal来计算一个和，我的电脑上分别运行这三段代码，当times是10000的时候，前两个是1ms执行时间，而第三个是30ms，当times是100000000的时候，前两个是差不多2秒（但是结果显然不正确），而第三个是差不多40秒，这是20~30倍的执行效率差距，所以BigDecimal绝不能滥用。至于为什么包装类的创建几乎没有感觉到呢？自动拆装箱不需要时间吗？这个就涉及到一些底层的优化策略了，在此不做深究，先了解一下结论，不用太纠结基本类型和包装类型。
二、乱又怎样？
乱，在某些人看来，并不能称为问题，但我是有些不能接受的，比如一个简单的物理公式：距离=速度时间+(加速度时间的平方)/2(即：S=vt+1/2at^2)，用double来写就跟公式本身很像，而用BigDecimal，即使是这样简单的公式，也让人看得云里雾里，不知所云，代码如下：

        double s;
        double v = 2323.346852;
        double a = 102.1523684;
        double t = 20.004;
        s = v * t + (a * Math.pow(t, 2)) / 2;
        System.out.println(s); // 66914.87711409896

        BigDecimal s;
        BigDecimal v = new BigDecimal(2323.346852);
        BigDecimal a = new BigDecimal(102.1523684);
        BigDecimal t = new BigDecimal(20.004);
        // 写这个可得留神，稍微一个不注意，错个括号，那可就差大了，
        // 有的人可能想要提取变量，可能会好点，但很多时候就像这个例子，
        // 最复杂的部分a*t^2/2，提取出来的变量叫什么名能够见名知意？可能效果跟不提取也没啥区别。
        s = v.multiply(t).add(a.multiply(t.pow(2)).divide(new BigDecimal(2)));
        System.out.println(s); // 66914.8771140989556179216886351698979346...........还没完

三、JDK的类能不准？
关于BigDecimal计算不准确的问题，项目中已经多次遇到了，分为两方面，一方面是BigDecimal的用法不对，本文中上面所列举的所有关于BigDecimal的代码，用法都是错的；另一方面是即使用对了结果也未必是你想要的。
先说第一个用法的问题，很多程序员在使用BigDecimal时会用BigDecimal(double val)这个构造方法，JDK的文档中说得非常明白“The results of this constructor can be somewhat unpredictable”，“The String constructor, on the other hand, is perfectly predictable”（double的构造方法是垃圾，String的构造方法是完美的），而很少有人在被这个构造方法坑掉之前查阅这个文档，我们用String构造重新执行一下算距离的公式

        BigDecimal s;
        BigDecimal v = new BigDecimal("2323.346852");
        BigDecimal a = new BigDecimal("102.1523684");
        BigDecimal t = new BigDecimal("20.004");
        s = v.multiply(t).add(a.multiply(t.pow(2)).divide(new BigDecimal("2")));
        System.out.println(s); // 66914.8771140989472（完结）

可以看出，用double构造方法来计算，精度几乎没有比double提升多少，但开销多了30倍。可见对知识的一知半解有的时候比完全不懂更差。
有的时候，现实是很残酷的，我们用了正确的方法使用了BigDecimal而结果依然可能是不尽如人意的，比如下面这个场景：

部门	人员	考勤（分钟）
1	Jack	3073.32
1	Robin	3073.32
1	小白	3073.32
2	Robin	3073.32
2	小白	3073.32
2	Jack	3073.32

假设某个公司有三个人，两个部门，而这三个人来回在这两个部门之间调动，现在要统计每个人的总考勤，每个部门的总考勤，还有整个公司的总考勤，并且是要以小时为单位，保留两位小数，这个需求一看就很明确，每个人的考勤总和、每个部门的考勤总和、公司的总考勤应该是相等的，但不幸的是，经过计算可能会得到下面的结果：

部门	考勤（分钟）	考勤（小时）	人员	考勤（分钟）	考勤（小时）
1	9219.96	153.67	Jack	6146.64	102.44
2	9219.96	153.67	Robin	6146.64	102.44
-	-	-	小白	6146.64	102.44
合计	-	307.34	合计	-	307.32

显然，每个人的考勤总和、每个部门的考勤总和已经不相等了，而这跟你用double还是BigDecimal无关。更令人绝望的是整个公司的合计是18439.92分钟，保留小数后是307.33小时，三个本应该相等的数，全都不相等。
可能有的朋友已经看出了端倪，这不是一个技术问题，这已经是一个业务了，如果这个项目的需求就是这样的，那作为开发人员必须据理力争，痛陈这个不合理性，不要再做任何技术尝试，不管是用double还是BigDecimal都是在浪费时间。