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我发现了这段获得平方根的代码,令我惊讶的是它的工作方式,使用 union 和位移这是代码:
float sqrt3(const float x)
{
union
{
int i;
float x;
} u;
u.x = x;
u.i = (1<<29) + (u.i >> 1) - (1<<22);
return u.x;
}
先把u.x的值保存在u.x中,然后给u.i赋值,然后求平方根,神奇地出现u.x
¿有人向我解释一下这个算法吗?
最佳答案
以上代码表现出 UB(未定义行为),因此不应相信它可以在任何平台上运行。这是因为它写入 union
的成员,并从与上次用于写入 union
的成员不同的成员中读回。它还在很大程度上取决于字节序(多字节整数中字节的顺序)。
但是,它通常会执行预期的操作,并了解为什么值得您阅读 IEEE 754 binary32 floating-point format .
IEEE754通常将一个32位的 float 分成1个符号位、8个指数位和23个尾数位,从而得到
31 30-23 22-0
Bit#: ||------||---------------------|
Bit Representation: seeeeeeeemmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmm
Value: sign * 1.mantissa * pow(2, exponent-127)
数字本质上是“科学记数法,基数 2”。
作为一个细节,指数以“有偏差”的形式存储(也就是说,它的值高了 127 个单位)。这就是我们从编码指数中减去 127 以获得“真实”指数的原因。
您的代码所做的是将指数部分减半并损坏尾数。这样做是因为一个数的平方根的指数大约是幅度的一半。
假设我们想要 4000000 = 4*10^6 的平方根。
4000000 ~ 4*10^6 <- Exponent is 6
4000 ~ 4*10^3 <- Divide exponent in half
只需将指数 6 除以 2,得到 3,并将其作为新指数,我们就已经在正确的数量级内,并且更接近真相,
2000 = sqrt(4000000)
.
关于c - 平方根 union 和位移位,我们在Stack Overflow上找到一个类似的问题: https://stackoverflow.com/questions/28264277/
#include using namespace std; class C{ private: int value; public: C(){ value = 0;
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