快速log2（float x）實現C++

我需要在C++中快速實現log2（float x）函數。快速log2（float x）實現C++

我發現一個很有趣的實現（和極快！）

#include <intrin.h> 

inline unsigned long log2(int x) 
{ 
    unsigned long y; 
    _BitScanReverse(&y, x); 
    return y; 
}

但是這個功能只適用於輸入整數值不錯。

問題：有沒有什麼辦法將這個函數轉換爲double type input variable？

UPD：

我發現這個實現：

typedef unsigned long uint32; 
typedef long int32; 
static inline int32 ilog2(float x) 
{ 
    uint32 ix = (uint32&)x; 
    uint32 exp = (ix >> 23) & 0xFF; 
    int32 log2 = int32(exp) - 127; 

    return log2; 
}

比前面的例子要快得多，但輸出是無符號的類型。

是否可以使這個函數返回一個雙類型？

在此先感謝！

來源

2012-02-23 Pomeron

這是一個很奇怪的要求，因爲對數與基地2很少用於任何東西，除了計算位數的東西，當你計算位數時，你使用整數。那麼你需要什麼？ – 2012-02-23 11:18:59

@JanHudec：關於我的頭頂，對數的兩種常見用法是計算信號的熵，並對非常大的數字進行算術運算，否則將會溢出。 – 2012-02-23 11:32:30

@MikeSeymour：對於信號來說，很少是浮點數而不是整數。對於大數的算術，你不需要基數2，並且可能使用自然對數，因爲數學通常用那個來表示。 – 2012-02-23 12:12:32

-1

此函數不是C++，它是MSVC++特有的。此外，我非常懷疑存在這樣的內在因素。如果他們這樣做，標準功能將被簡單地配置爲使用它。所以只需調用Standard提供的庫。

來源

2012-02-23 11:12:29 Puppy

-1

不，但是如果您只需要結果的整體部分並且不堅持可移植性，則更快。因爲你需要的只是提取浮點數的指數部分！

來源

2012-02-23 11:16:28

如果你只需要對數的整數部分，那麼你可以直接從浮點數中提取。

可移植性：

#include <cmath> 

int log2_fast(double d) { 
    int result; 
    std::frexp(d, &result); 
    return result-1; 
}

可能更快，但依靠不明確的，不確定的行爲：

int log2_evil(double d) { 
    return ((reinterpret_cast<unsigned long long&>(d) >> 52) & 0x7ff) - 1023; 
}

來源

2012-02-23 11:18:55

你的意思是它依賴於浮點或雙精度的IEEE實現？當然，圖書館的執行者也可能想到那個？ – CashCow 2012-02-23 11:30:57

@CashCow：確實，它也依賴'reinterpret_cast'按照希望工作 - 這是未定義的行爲。 'frexp'肯定會利用IEEE的代表性;但除非庫提供它內聯，否則這也會導致函數調用的成本，並提取有效數。邪惡的版本不會做這些事情。 – 2012-02-23 11:34:12

用於'frexp'的+1。 – 2012-02-23 11:34:27

你可以看看到this implementation，但：

也可以不在某些平臺上工作
可能n OT拍的std ::登錄

來源

2012-02-23 11:21:09

Fast log() function（5×大約快）

的也許對你的興趣。代碼在這裏工作;這並不是無限精確的。隨着代碼的網頁（該>已被刪除）上破，我會在這裏發佈：

inline float fast_log2 (float val) 
{ 
    int * const exp_ptr = reinterpret_cast <int *> (&val); 
    int   x = *exp_ptr; 
    const int  log_2 = ((x >> 23) & 255) - 128; 
    x &= ~(255 << 23); 
    x += 127 << 23; 
    *exp_ptr = x; 

    val = ((-1.0f/3) * val + 2) * val - 2.0f/3; // (1) 

    return (val + log_2); 
} 

inline float fast_log (const float &val) 
{ 
    return (fast_log2 (val) * 0.69314718f); 
}

來源

2012-05-22 13:12:17

看來這不起作用。用gcc-4.4.7編譯，fast_log2（1024.f）返回-347469。 – netvope 2015-04-25 17:26:26

https://github.com/romeric/fastapprox在相同的精度下具有更快的功能，或者具有更高精度的幾乎一樣快的功能 – Job 2018-03-08 17:49:17

特別在此標頭中：https：//github.com/romeric/ fastapprox /斑點/主/ fastapprox/SRC/fastlog。h – Job 2018-03-08 17:49:37

MSVC + GCC兼容的版本，讓XX.XXXXXXX + -0.0054545

float mFast_Log2(float val) { 
    union { float val; int32_t x; } u = { val }; 
    register float log_2 = (float)(((u.x >> 23) & 255) - 128);    
    u.x &= ~(255 << 23); 
    u.x += 127 << 23; 
    log_2 += ((-0.3358287811f) * u.val + 2.0f) * u.val -0.65871759316667f; 
    return (log_2); 
}

來源

2015-02-25 21:52:22

使用[Remez'算法]（http://en.wikipedia.org/wiki/Approximation_theory#Remez.27_algorithm）：'（（-0.34484843f）* u）對公式稍微更精確（最大誤差±0.00493976）。 val + 2.02466578f）* u.val - 0.67487759f' – netvope 2015-04-25 23:17:09

@netvope非常感謝你的評論，讓我睜開眼睛，學習近似理論！ – nimig18 2017-04-14 20:25:53

C++ 11將std::log2添加到<cmath>中。

來源

2015-03-14 05:14:23 anthonyryan1

這是對第一個不依賴於IEEE實現的答案的改進，儘管我認爲它只在IEEE機器上很快，其中frexp()基本上是一個無成本功能。

除了丟棄frexp返回的分數之外，可以用它來線性內插。如果分數值爲正值，則分數值介於0.5和1.0之間，所以我們將分數值從0.0增加到1.0，並將其添加到指數中。

在實踐中，它看起來像這個快速評估是好的，大約5-10％，總是返回一個有點低的值。我確信通過調整2*比例因子可以使它變得更好。

#include <cmath> 

double log2_fast(double d) { 
    int exponent; 
    double fraction = std::frexp(d, &exponent); 
    return (result-1) + 2* (fraction - 0.5); 
}

您可以驗證這是否是合理的快速逼近這一點：

#include <cmath> 

int main() 
{ 
    for(double x=0.001;x<1000;x+=0.1) 
    { 
     std::cout << x << " " << std::log2(x) << " " << log2_fast(x) << "\n"; 
    } 
}

來源

2018-02-07 00:10:39

快速log2（float x）實現C++

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