高效10倍功率

问题描述

我不得不多次将10提高到两倍。

是否有比数学库pow(10,double)更有效的方法?如果重要的话,我的双打在-5和-11之间始终为负。

我假设pow(double,double)使用的算法比pow(10,double)所需要的算法更通用,因此可能不是最快的方法。鉴于以下一些答案,这可能是一个错误的假设。

为什么,用于对数插值。 我有一个x和y值表。 我的对象有一个已知的x值(几乎总是一个double值)。

double Dbeta(struct Data *diffusion,double per){
  double frac;
  while(per>diffusion->x[i]){
      i++;
  }
  frac = (per-diffusion->x[i-1])/(diffusion->x[i]-diffusion->x[i-1]);
  return pow(10,log10DB[i-1] + frac * (log10DB[i]-log10DB[i-1]));
}

功能被多次调用。 有人告诉我要进行性能分析,所以这是我首先要做的。

我刚刚被告知我可以使用自然对数代替以10为底的对数,这显然是正确的。 (我的愚蠢有时甚至令我惊讶。)

将所有内容替换为自然对数后,所有内容的运行速度都会加快。通过剖析(这是我今天学到的一个新词),我发现我的代码中有39%都花在了exp函数上,所以对于那些想知道实际上是这部分是否在困扰我的代码的人来说,是这样。 >

解决方法

对于pow(10.0,n),设置c = log(10.0)(您可以计算一次)然后使用exp(c*n)(应该比pow(10.0,n)要快得多)的速度更快。在内部执行相同的操作,不同的是它会一次又一次地计算log(10.0)而不是一次)。除此之外,您可能无能为力。

,

是的,pow函数的运行速度很慢(对于那些要求基准测试的人来说,大约是乘以成本的50倍)。

  • 通过一些日志/指数技巧,我们可以将10 ^ x表示为

    10^x = exp(log(10^x)) = exp(x * log(10)).
    

    因此,您可以使用exp(x * M_LN10)实现10 ^ x,这应该比pow效率更高。

  • 如果对精度没有严格要求,请使用函数expf(或powf)的浮点版本,该函数应比double版本更有效。

  • 如果粗略精度还可以,请在[-5,-11]范围内预先计算表格,并使用线性插值进行快速查找。

一些基准测试(使用glibc 2.31):

Benchmark                Time
---------------------------------
pow(10,x)               15.54 ns
powf(10,x)               7.18 ns
expf(x * (float)M_LN10)   3.45 ns