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在哪里可以找到Java的平方根函数的源代码？[已关闭]

java math.sqrt
2022-09-02 11:41:07

我知道电话.Math.sqrtStrictMath.sqrt(double a)

类中的方法签名：StrictMath

public static native double sqrt(double a);

我想看看用于计算它的实际实现代码。


答案 1

安装 JDK 时，可以在 中找到标准库的源代码。但是，这对 您没有帮助，如下所示：src.zipStrictMathStrictMath.sqrt(double)

public static native double sqrt(double a);

因此，它实际上只是一个本机调用，并且可能由Java在不同平台上以不同的方式实现。

但是，正如文档所述：StrictMath

为了帮助确保 Java 程序的可移植性，此包中某些数值函数的定义要求它们生成与某些已发布算法相同的结果。这些算法可以从著名的网络库中获得，作为包“可自由分发的数学库”，fdlibm。这些用C编程语言编写的算法，然后被理解为按照Java浮点算术规则执行所有浮点运算。netlib

Java 数学库是针对 fdlibm 5.3 版定义的。如果 fdlibm 为一个函数（如 acos）提供了多个定义，请使用“IEEE 754 核心函数”版本（驻留在名称以字母 e 开头的文件中）。需要fdlibm语义的方法是sin，cos，tan，asin，acos，atan，exp，log，log10，cbrt，atan2，pow，sinh，cosh，tanh，hypot，expm1和log1p。

因此，通过找到源代码的适当版本，您还应该找到Java使用的确切实现（并由此处的规范强制要求）。fdlibm

使用的实现是fdlibm

static const double one = 1.0, tiny=1.0e-300;

double z;
int sign = (int) 0x80000000; 
unsigned r, t1, s1, ix1, q1;
int ix0, s0, q, m, t, i;

ix0 = __HI(x); /* high word of x */
ix1 = __LO(x); /* low word of x */

/* take care of Inf and NaN */
if ((ix0 & 0x7ff00000) == 0x7ff00000) {            
    return x*x+x; /* sqrt(NaN) = NaN, 
                     sqrt(+inf) = +inf,
                     sqrt(-inf) = sNaN */
} 

/* take care of zero */
if (ix0 <= 0) {
    if (((ix0&(~sign)) | ix1) == 0) {
        return x; /* sqrt(+-0) = +-0 */
    } else if (ix0 < 0) {
        return (x-x) / (x-x); /* sqrt(-ve) = sNaN */
    }
}

/* normalize x */
m = (ix0 >> 20);
if (m == 0) { /* subnormal x */
    while (ix0==0) {
        m -= 21;
        ix0 |= (ix1 >> 11); ix1 <<= 21;
    }
    for (i=0; (ix0&0x00100000)==0; i++) {
        ix0 <<= 1;
    }
    m -= i-1;
    ix0 |= (ix1 >> (32-i));
    ix1 <<= i;
}

m -= 1023; /* unbias exponent */
ix0 = (ix0&0x000fffff)|0x00100000;
if (m&1) { /* odd m, double x to make it even */
    ix0 += ix0 + ((ix1&sign) >> 31);
    ix1 += ix1;
}

m >>= 1; /* m = [m/2] */

/* generate sqrt(x) bit by bit */
ix0 += ix0 + ((ix1 & sign)>>31);
ix1 += ix1;
q = q1 = s0 = s1 = 0; /* [q,q1] = sqrt(x) */
r = 0x00200000; /* r = moving bit from right to left */

while (r != 0) {
    t = s0 + r; 
    if (t <= ix0) { 
        s0 = t+r; 
        ix0 -= t; 
        q += r; 
    } 
    ix0 += ix0 + ((ix1&sign)>>31);
    ix1 += ix1;
    r>>=1;
}

r = sign;
while (r != 0) {
    t1 = s1+r; 
    t = s0;
    if ((t<ix0) || ((t == ix0) && (t1 <= ix1))) { 
        s1 = t1+r;
        if (((t1&sign) == sign) && (s1 & sign) == 0) {
            s0 += 1;
        }
        ix0 -= t;
        if (ix1 < t1) {
            ix0 -= 1;
        }
        ix1 -= t1;
        q1  += r;
    }
    ix0 += ix0 + ((ix1&sign) >> 31);
    ix1 += ix1;
    r >>= 1;
}

/* use floating add to find out rounding direction */
if((ix0 | ix1) != 0) {
    z = one - tiny; /* trigger inexact flag */
    if (z >= one) {
        z = one+tiny;
        if (q1 == (unsigned) 0xffffffff) { 
            q1=0; 
            q += 1;
        }
    } else if (z > one) {
        if (q1 == (unsigned) 0xfffffffe) {
            q+=1;
        }
        q1+=2; 
    } else
        q1 += (q1&1);
    }
}

ix0 = (q>>1) + 0x3fe00000;
ix1 =  q 1>> 1;
if ((q&1) == 1) ix1 |= sign;
ix0 += (m <<20);
__HI(z) = ix0;
__LO(z) = ix1;
return z;

答案 2

由于我碰巧有OpenJDK，我将在这里展示它的实现。

在 jdk/src/share/native/java/lang/StrictMath.c 中：

JNIEXPORT jdouble JNICALL
Java_java_lang_StrictMath_sqrt(JNIEnv *env, jclass unused, jdouble d)
{
    return (jdouble) jsqrt((double)d);
}

jsqrt在 jdk/src/share/native/java/lang/fdlibm/src/w_sqrt.c 中定义如下（名称通过预处理器更改）：sqrt

#ifdef __STDC__
        double sqrt(double x)           /* wrapper sqrt */
#else
        double sqrt(x)                  /* wrapper sqrt */
        double x;
#endif
{
#ifdef _IEEE_LIBM
        return __ieee754_sqrt(x);
#else
        double z;
        z = __ieee754_sqrt(x);
        if(_LIB_VERSION == _IEEE_ || isnan(x)) return z;
        if(x<0.0) {
            return __kernel_standard(x,x,26); /* sqrt(negative) */
        } else
            return z;
#endif
}

在 jdk/src/share/native/java/lang/fdlibm/src/e_sqrt.c 中被定义为：__ieee754_sqrt

#ifdef __STDC__
static  const double    one     = 1.0, tiny=1.0e-300;
#else
static  double  one     = 1.0, tiny=1.0e-300;
#endif

#ifdef __STDC__
        double __ieee754_sqrt(double x)
#else
        double __ieee754_sqrt(x)
        double x;
#endif
{
        double z;
        int     sign = (int)0x80000000;
        unsigned r,t1,s1,ix1,q1;
        int ix0,s0,q,m,t,i;

        ix0 = __HI(x);                  /* high word of x */
        ix1 = __LO(x);          /* low word of x */

    /* take care of Inf and NaN */
        if((ix0&0x7ff00000)==0x7ff00000) {
            return x*x+x;               /* sqrt(NaN)=NaN, sqrt(+inf)=+inf
                                           sqrt(-inf)=sNaN */
        }
    /* take care of zero */
        if(ix0<=0) {
            if(((ix0&(~sign))|ix1)==0) return x;/* sqrt(+-0) = +-0 */
            else if(ix0<0)
                return (x-x)/(x-x);             /* sqrt(-ve) = sNaN */
        }
    /* normalize x */
        m = (ix0>>20);
        if(m==0) {                              /* subnormal x */
            while(ix0==0) {
                m -= 21;
                ix0 |= (ix1>>11); ix1 <<= 21;
            }
            for(i=0;(ix0&0x00100000)==0;i++) ix0<<=1;
            m -= i-1;
            ix0 |= (ix1>>(32-i));
            ix1 <<= i;
        }
        m -= 1023;      /* unbias exponent */
        ix0 = (ix0&0x000fffff)|0x00100000;
        if(m&1){        /* odd m, double x to make it even */
            ix0 += ix0 + ((ix1&sign)>>31);
            ix1 += ix1;
        }
        m >>= 1;        /* m = [m/2] */

    /* generate sqrt(x) bit by bit */
        ix0 += ix0 + ((ix1&sign)>>31);
        ix1 += ix1;
        q = q1 = s0 = s1 = 0;   /* [q,q1] = sqrt(x) */
        r = 0x00200000;         /* r = moving bit from right to left */

        while(r!=0) {
            t = s0+r;
            if(t<=ix0) {
                s0   = t+r;
                ix0 -= t;
                q   += r;
            }
            ix0 += ix0 + ((ix1&sign)>>31);
            ix1 += ix1;
            r>>=1;
        }

        r = sign;
        while(r!=0) {
            t1 = s1+r;
            t  = s0;
            if((t<ix0)||((t==ix0)&&(t1<=ix1))) {
                s1  = t1+r;
                if(((t1&sign)==sign)&&(s1&sign)==0) s0 += 1;
                ix0 -= t;
                if (ix1 < t1) ix0 -= 1;
                ix1 -= t1;
                q1  += r;
            }
            ix0 += ix0 + ((ix1&sign)>>31);
            ix1 += ix1;
            r>>=1;
        }

    /* use floating add to find out rounding direction */
        if((ix0|ix1)!=0) {
            z = one-tiny; /* trigger inexact flag */
            if (z>=one) {
                z = one+tiny;
                if (q1==(unsigned)0xffffffff) { q1=0; q += 1;}
                else if (z>one) {
                    if (q1==(unsigned)0xfffffffe) q+=1;
                    q1+=2;
                } else
                    q1 += (q1&1);
            }
        }
        ix0 = (q>>1)+0x3fe00000;
        ix1 =  q1>>1;
        if ((q&1)==1) ix1 |= sign;
        ix0 += (m <<20);
        __HI(z) = ix0;
        __LO(z) = ix1;
        return z;
}

文件中有大量的注释解释了所使用的方法，为了（半）简洁起见，我省略了这些注释。这是Mercurial中的文件（我希望这是链接到它的正确方法）。


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