Java中Stream的mapToDouble.sum()结果随输入顺序不同出现误差的原因

public static void main(String[] args) {
    double sum=860.10+1808.09;
    double sum1=1808.09+860.10;
    
    System.out.println(sum);// 输出 2668.19
    System.out.println(sum1);// 输出 2668.19

    List<Double> lst=new ArrayList<Double>();
    lst.add(860.10);
    lst.add(1808.09);
    Double res=lst.stream().mapToDouble(d->d).sum();
    System.out.println(res);// 输出 2668.1900000000005
    
    lst.clear();
    // 倒序添加元素
    lst.add(1808.09);
    lst.add(860.10);
    
    res=lst.stream().mapToDouble(d->d).sum();
    System.out.println(res);// 输出 2668.19
}

1. 浮点数本身的精度限制 #

double是基于IEEE 754标准的二进制浮点数，无法精确表示所有十进制小数。你代码中的860.10、1808.09转换为二进制存储时本身就存在微小的舍入误差，并非完全等于你写的十进制字面量值，这是所有误差出现的基础前提。

2. 双数直接相加顺序不影响的原因 #

两个double值直接相加时，仅执行一次加法运算，二进制浮点数的单次加法满足交换律，交换两个操作数的位置不会改变运算结果，因此你直接计算的两个sum值完全一致。

3. stream求和顺序影响结果的原因 #

Java的DoubleStream.sum() 为了降低多元素累加时的累计误差，没有采用简单的两两累加逻辑，而是实现了带误差补偿的Kahan求和算法：算法会额外维护一个补偿变量，用来抵消每次累加产生的微小误差，这个算法的计算过程高度依赖元素的累加顺序。
你这个测试场景下：

• 先加较小的860.10、再加较大的1808.09时，补偿项的计算结果刚好保留了底层的舍入误差，最终输出就出现了2668.1900000000005的偏差
• 反过来先加较大的1808.09、再加较小的860.10时，补偿项刚好抵消了底层的舍入误差，最终输出就和直接计算的结果一致

4. 解决方案 #

如果业务要求精确的十进制运算，不要使用float、double这类二进制浮点数，改为使用BigDecimal类型存储和计算数值即可完全避免这类精度问题。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Chenna