C语言 如何在循环中自动向量化显式乘法

uxhixvfz  于 2023-03-17  发布在  其他
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// Computes product from (m+1) to (m+a)
unsigned long long compute_with_for_loop(unsigned long long a, unsigned long long m) {
    if (m < 1) {
        return 1;
    }
    if (m < 4) {
        unsigned long long result = 1;
        for (unsigned long long i = 1; i <= m; i++) {
            result *= (a+i);
        }
        return result;
    }
    unsigned long long result = 1;
    unsigned long long i = 1;
    for (; i < m; i+=4) {
        result *= (a+i) * (a+i+1) * (a+i+2) * (a+i+3);
    }
    if (i <= m) {
        for (; i <= m; i++) {
            result *= (a+i);
        }
    }
    return result;
}

其动机是计算(a+m)!/m! = (a+m)(a+m-1)...(m+1)
我知道tgamma(),但我想测试一下它是否更快。
如何强制编译器使用矢量化?我尝试添加-march=native -ftree-vectorize -O3,但.lst文件不包含任何矢量化。

cgfeq70w

cgfeq70w1#

动机是计算(a+m)!/m!=(a+m)(a+m-1)...(m+1)我知道tgamma(),但我想测试一下它是否更快。
这取决于tgamma()是如何计算的:)
很可能,对于大量的数字和大量的因子,你可能会使用斯特林公式n! ~= sqrt(2*M_PI*n)(n/M_E)^n给出的阶乘近似(我认为有一个更好的近似),用它来计算n!/m!

sqrt(n/m)*(n/M_E)^n/(m/M_E)^m

您可以使用快速求幂算法使求幂比迭代乘法更快(您不能像在快速求幂算法中那样通过平方来压缩它们)
另一方面,伽马函数是有问题的函数,因为它在所有负整数中具有极点,因此,在不引起缓慢收敛等的情况下,不能容易地开发为大圆上的级数。恕我直言,伽马函数是在点1/2周围计算的,并且具有1/2的半径以完全精度覆盖区间[0,1]而不接近-1处的极点,使用递归定义Gamma(p + 1)= p * Gamma(p)直到p在区间[0,1]中。
但我确信有比我上面解释的更好的算法来计算它,谷歌搜索一下可能会给予你一个更好的解决方案。

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