快速平方双精度

performance math java multiplication

2022-09-01 19:17:56

我正在寻找平方双（）的最快方法。到目前为止，我想出了两种方法：double d

1. d*d
2. Math.pow(d, 2)

为了测试性能，我设置了三个测试用例，在每个测试用例中，我使用相同的种子为三个用例生成随机数，并且只需在循环中计算平方数100 000 000次。

在第一个测试用例中，数字是使用生成的，在第二个用例中使用，在第三个测试用例中使用。random.nextDouble()random.nextDouble()*Double.MAX_VALUErandom.nextDouble()*Double.MIN_VALUE

几次运行的结果（近似结果，总是有一些变化，使用java 1.8运行，在Mac OSX Mavericks上为java 1.6编译）

Approach | Case 1 | Case 2 | Case 3
---------•--------•--------•-------
    1    | ~2.16s | ~2.16s | ~2.16s
    2    | ~9s    | ~30s   | ~60s

结论似乎是方法1要快得多，但这似乎也表现得有点奇怪。Math.pow

所以我有两个问题：

有没有办法比我建议的方法1提高性能？我在想这样的事情：

long l = Double.doubleToRawLongBits(d);
long sign = (l & (1 << 63));
Double.longBitsToDouble((l<<1)&sign);

但这是a）错误的，b）与接近1的速度大致相同。

答案 1

对一个数字求平方的最快方法是将其自身相乘。

为什么这么慢？Math.pow

它真的不是，但它正在执行幂而不是简单的乘法。

以及为什么它对>1的处理能力很差，而对<-1数字的处理甚至更糟。

首先，因为它做了数学运算。从Javadoc中，它还包含许多角落情况的测试。最后，我不会过分依赖你的微观基准。

答案 2

通过与自身相乘的平方是最快的。因为该 approch 可以直接转换为简单的非分支字节码（从而间接转换为机器码）。

Math.pow()是一个相当复杂的函数，为边缘情况提供了各种保证。它需要被调用而不是内联。