c++ 判断一个double函数是否为零的最快方法是什么

qyyhg6bp 于 2023-11-19 发布在其他

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我正在重构一些代码，以提高处理大量浮点计算的性能（根据valgrind，我们大约90%的时间都花在这个函数上，所以优化是好的）;然而，如果我们遇到x实际上为零的情况，那么我们可以直接分配零然后继续。以前我们做了以下事情（假设是内联函数）：

if (std::fabs(a - b) < std::numeric_limits<double>::epsilon()) {
   // do things
}

字符串
其中b = 0.0在大多数情况下，而现在我移动以下模式，当我知道b是零时：

if (std::abs(a) < std::numeric_limits<double>::epsilon()) {
  // do things
}

型
这似乎为我们节省了保存几个周期。然而，是否有更多的事情可以做，以加快速度，或者这是或多或少的门槛？

2条答案

我认为这是最有效的了。启用优化后，在x86-64系统上，if的结果汇编为：

movsd（将epsilon的值从全局常量存储器加载到寄存器中;函数变成了一个要加载的常量）
1.一个andpd（屏蔽掉被检查的double中的负号位，这就是std::abs在内联时所要做的）
comisd（比较两个寄存器）
ja（实际的条件分支）
前三条指令如果编译为更现代的芯片，则会更改为v前缀形式（我猜新版本在可用时会更有效），但其他方面不会更改。这是最便宜的。我想在理论上，如果你经常这样做，向量化可能会让你用更少的指令对多个值做同样的工作，但是：
1.编译器可能会自己解决这个问题，
1.如果没有，我会等到分析表明这是一个瓶颈，然后再进一步担心
据我所知，任何基于std::fpclassify的解决方案（您希望FP_ZERO和FP_SUBNORMAL被视为等效），例如：

switch (std::fpclassify(a)) {
case FP_SUBNORMAL:
case FP_ZERO:
    // do things
    break;
}

字符串
涉及相同的andpd指令，加上 * 三个 * comisd（或ucomisd）指令，以及 * 三个 * 条件跳转;两个额外的比较和条件分支几乎肯定比加载单个常量更糟糕。

你可以考虑的另一个优化是丢弃更多的案例：

constexpr float near_zero_limit = 0.01f;

if (std::fabs(a - b) < near_zero_limit )

字符串
这并不是说测试更快，而是有更多的情况下，你不做剩下的工作。我不知道你的算法，如果这对你的计算有意义，但你可以搜索最大的near_zero_limit，你可以考虑最终结果有效地为零或从零开始不可感知，如果这带来了更好的性能。