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Math.Pow（）是如何在.NET Framework中實現(xiàn)的？

C# .NET

慕村225694 2019-07-29 10:26:05

Math.Pow（）是如何在.NET Framework中實現(xiàn)的？我一直在尋找用于計算的有效方法b（說a = 2和b = 50）。為了開始，我決定看一下Math.Pow()函數(shù)的實現(xiàn)。但在.NET Reflector中，我發(fā)現(xiàn)的只有：[MethodImpl(MethodImplOptions.InternalCall), SecuritySafeCritical]public static extern double Pow(double x, double y);當我調(diào)用Math.Pow()函數(shù)時，我可以看到內(nèi)部發(fā)生了什么的一些資源？

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3 回答

猛跑小豬

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MethodImplOptions.InternalCall

這意味著該方法實際上是在用C ++編寫的CLR中實現(xiàn)的。即時編譯器使用內(nèi)部實現(xiàn)的方法查詢表，并直接編譯對C ++函數(shù)的調(diào)用。

查看代碼需要CLR的源代碼。您可以從SSCLI20發(fā)行版中獲得。它是圍繞.NET 2.0時間框架編寫的，我發(fā)現(xiàn)了低級實現(xiàn)，Math.Pow()對于CLR的后續(xù)版本來說仍然很準確。

查找表位于clr / src / vm / ecall.cpp中。Math.Pow()與此相關(guān)的部分如下所示：

FCFuncStart(gMathFuncs) FCIntrinsic("Sin", COMDouble::Sin, CORINFO_INTRINSIC_Sin) FCIntrinsic("Cos", COMDouble::Cos, CORINFO_INTRINSIC_Cos) FCIntrinsic("Sqrt", COMDouble::Sqrt, CORINFO_INTRINSIC_Sqrt) FCIntrinsic("Round", COMDouble::Round, CORINFO_INTRINSIC_Round) FCIntrinsicSig("Abs", &gsig_SM_Flt_RetFlt, COMDouble::AbsFlt, CORINFO_INTRINSIC_Abs) FCIntrinsicSig("Abs", &gsig_SM_Dbl_RetDbl, COMDouble::AbsDbl, CORINFO_INTRINSIC_Abs) FCFuncElement("Exp", COMDouble::Exp) FCFuncElement("Pow", COMDouble::Pow) // etc.. FCFuncEnd()

搜索“COMDouble”會將您帶到clr / src / classlibnative / float / comfloat.cpp。我會把你的代碼留給你，只是看看你自己。它基本上檢查了極端情況，然后調(diào)用CRT的版本pow()。

唯一有趣的其他實現(xiàn)細節(jié)是表中的FCIntrinsic宏。這暗示了抖動可以將函數(shù)實現(xiàn)為內(nèi)在函數(shù)。換句話說，用浮點機器代碼指令替換函數(shù)調(diào)用。事實并非如此Pow()，沒有FPU指令。但肯定是其他簡單的操作。值得注意的是，這可以使C＃中的浮點數(shù)學運算速度明顯快于C ++中的相同代碼，請查看此答案。

順便說一句，如果你有完整版本的Visual Studio vc / crt / src目錄，也可以使用CRT的源代碼。pow()不過，你會碰壁，微軟從英特爾那里購買了這些代碼。不太可能比英特爾工程師做得更好。雖然我的高中書的身份是我嘗試時的兩倍：

public static double FasterPow(double x, double y) { return Math.Exp(y * Math.Log(x)); }

但不是真正的替代品，因為它累積了來自3個浮點運算的錯誤，并且沒有處理Pow（）所具有的怪異域問題。像0 ^ 0和-Infinity提升到任何功率。

反對回復 2019-07-29

三國紛爭

TA貢獻1804條經(jīng)驗獲得超7個贊

Hans Passant的答案很棒，但我想補充一點，如果b是一個整數(shù)，那么a^b可以通過二進制分解非常有效地計算。這是Henry Warren的Hacker's Delight的修改版本：

public static int iexp(int a, uint b) {
    int y = 1;
    while(true) {
        if ((b & 1) != 0) y = a*y;
        b = b >> 1;
        if (b == 0) return y;
        a *= a;
    }    }

他指出，對于所有b <15，這個操作是最優(yōu)的（算術(shù)或邏輯運算的最小數(shù)量）。對于a^b除了廣泛的b之外的任何b ，找到計算最佳因子序列的一般問題也沒有已知的解決方案。搜索。這是一個NP難問題。所以基本上這意味著二進制分解和它一樣好。

反對回復 2019-07-29