Ich suche nach dem schnellsten Weg, den Wert von zu erhalten, als persönliche Herausforderung. Genauer gesagt, suche ich nach Wegen, die nicht die Verwendung von #define Konstanten wie M_PI oder die Nummer fest eintippen.
Das folgende Programm testet die verschiedenen mir bekannten Möglichkeiten. Die Inline-Assembly-Version ist theoretisch die schnellste Option, obwohl sie natürlich nicht portabel ist. Ich habe sie als Basis für den Vergleich mit den anderen Versionen aufgenommen. In meinen Tests, mit eingebauten Komponenten, war die 4 * atan(1) Version ist auf GCC 4.2 am schnellsten, weil sie die automatische Faltung der atan(1) in eine Konstante. Mit -fno-builtin angegeben, die atan2(0, -1) Version ist am schnellsten.
Hier ist das Haupttestprogramm ( pitimes.c ) :
#include <math.h>
#include <stdio.h>
#include <time.h>
#define ITERS 10000000
#define TESTWITH(x) { \
diff = 0.0; \
time1 = clock(); \
for (i = 0; i < ITERS; ++i) \
diff += (x) - M_PI; \
time2 = clock(); \
printf("%s\t=> %e, time => %f\n", #x, diff, diffclock(time2, time1)); \
}
static inline double
diffclock(clock_t time1, clock_t time0)
{
return (double) (time1 - time0) / CLOCKS_PER_SEC;
}
int
main()
{
int i;
clock_t time1, time2;
double diff;
/* Warmup. The atan2 case catches GCC's atan folding (which would
* optimise the ``4 * atan(1) - M_PI'' to a no-op), if -fno-builtin
* is not used. */
TESTWITH(4 * atan(1))
TESTWITH(4 * atan2(1, 1))
#if defined(__GNUC__) && (defined(__i386__) || defined(__amd64__))
extern double fldpi();
TESTWITH(fldpi())
#endif
/* Actual tests start here. */
TESTWITH(atan2(0, -1))
TESTWITH(acos(-1))
TESTWITH(2 * asin(1))
TESTWITH(4 * atan2(1, 1))
TESTWITH(4 * atan(1))
return 0;
}Und die Inline-Assembly-Sachen ( fldpi.c ), die nur für x86- und x64-Systeme funktioniert:
double
fldpi()
{
double pi;
asm("fldpi" : "=t" (pi));
return pi;
}Und ein Build-Skript, das alle Konfigurationen erstellt, die ich teste ( build.sh ) :
#!/bin/sh
gcc -O3 -Wall -c -m32 -o fldpi-32.o fldpi.c
gcc -O3 -Wall -c -m64 -o fldpi-64.o fldpi.c
gcc -O3 -Wall -ffast-math -m32 -o pitimes1-32 pitimes.c fldpi-32.o
gcc -O3 -Wall -m32 -o pitimes2-32 pitimes.c fldpi-32.o -lm
gcc -O3 -Wall -fno-builtin -m32 -o pitimes3-32 pitimes.c fldpi-32.o -lm
gcc -O3 -Wall -ffast-math -m64 -o pitimes1-64 pitimes.c fldpi-64.o -lm
gcc -O3 -Wall -m64 -o pitimes2-64 pitimes.c fldpi-64.o -lm
gcc -O3 -Wall -fno-builtin -m64 -o pitimes3-64 pitimes.c fldpi-64.o -lmAbgesehen vom Testen zwischen verschiedenen Compiler-Flags (ich habe auch 32-Bit mit 64-Bit verglichen, weil die Optimierungen unterschiedlich sind), habe ich auch versucht, die Reihenfolge der Tests umzukehren. Aber immer noch ist die atan2(0, -1) Version immer noch jedes Mal die Nase vorn hat.
