需要幫助將代碼從C轉換爲Java

Question

從this文章。這裏的代碼：

float InvSqrt(float x){ // line 0 
    float xhalf = 0.5f * x; 
    int i = *(int*)&x; // store floating-point bits in integer 
    i = 0x5f3759d5 - (i >> 1); // initial guess for Newton's method 
    x = *(float*)&i; // convert new bits into float 
    x = x*(1.5f - xhalf*x*x); // One round of Newton's method 
    return x; 
} 

......我甚至不能告訴如果這是C或C++。 [好吧顯然它是C，謝謝]有人可以幫我把它翻譯成Java嗎？這是（只是，我希望）第2行和第4行令我困惑。

Answer 1

你想使用這些方法：

• Float.floatToIntBits
• Float.intBitsToFloat

而且有可能是strictfp問題等

這大致是這樣的：（注意：這是未經測試的！）

float InvSqrt(float x){ // line 0 
    float xhalf = 0.5f * x; 
    int i = Float.floatToIntBits(x); // store floating-point bits in integer 
    i = 0x5f3759d5 - (i >> 1); // initial guess for Newton's method 
    x = Float.intBitsToFloat(i); // convert new bits into float 
    x = x*(1.5f - xhalf*x*x); // One round of Newton's method 
    return x; 
} 

Answer 2

您引用的代碼是C，儘管註釋是C++風格。

代碼在做什麼涉及在位級別存儲浮點值的方式的知識。 「神奇數字」0x5f3759d5有一些特殊的價值。

當i被初始化時，浮點數x的值被訪問，因爲x的地址被取消引用。因此，i加載了浮點值的前32位。在下一行，x寫入i的內容，更新工作近似值。

我已經讀過，當John Carmack用Id的開源Quake引擎發佈它時，這段代碼變得流行起來。代碼的目的是快速計算1/Sqrt（x），用於圖形引擎的照明計算。

我不會將這段代碼直接轉換爲Java，因爲它使用上面描述的「類型雙引號」 - 當它訪問內存中的float時，就好像它是一個int。 Java阻止了這種活動，但正如其他人指出的那樣，Float對象提供了一些方法。

在C中使用這個奇怪的實現的目的是爲了它非常快。在寫作的時候，我想這種方法有了很大的改進。我想知道這個差異是否值得今天浮點運算變得更快。

使用Java方法將float轉換爲整數位並返回可能比直接使用平方根的Java數學函數計算反平方根要慢。

Answer 3

這些行用於在位圖模式之間轉換float和int。 Java在java.lang.Float中有靜態方法 - 其他所有內容都是相同的。

static float InvSqrt(float x) { // line 0 
    float xhalf = 0.5f * x; 
    int i = Float.floatToIntBits(x); // store floating-point bits in integer 
    i = 0x5f3759d5 - (i >> 1); // initial guess for Newton's method 
    x = Float.intBitsToFloat(i); // convert new bits into float 
    x = x * (1.5f - xhalf * x * x); // One round of Newton's method 
    return x; 
} 

Answer 4

你關心的行很簡單。第2行採用float x中的字節，這些字節位於IEEE754等浮點表示中，並以整數形式存儲它們，完全按照它們的方式存儲。這將導致一個完全不同的數字，因爲整數和浮點數在字節形式中表示不同。第4行完成相反的操作，並將該int中的字節再次傳送到浮點數

Answer 5

好吧我在這裏出去走走，因爲我知道C但我不知道Java。

在Java中正確地重寫這個C代碼是乞求麻煩。即使在C中，代碼也是不可移植的。 其中，它依賴於： 浮點數的大小。 整數的大小。 浮點數的內部表示。 浮點數和整數的字節對齊。 使用邏輯右移 來實現右移（即i >> 1），而不是算術右移（其將在 中以高位1位整數移位1，因此不再等於將 除以2） 。

我知道Java編譯成字節碼而不是直接寫入 機器碼。字節碼解釋器的實現者根據字節碼的規範使用 假設，並理解 由編譯器從可感知輸入源 碼輸出的內容。

這樣的黑客不屬於「合理的輸入源」。

沒有理由期望解釋器會用你的C hack更快地執行 ，實際上它有一個很好的機會 它會更慢。

我的建議是：IGNORE C代碼。

尋找以Java爲中心的效率增益。

的C劈的概念是：

近似1 /平方（X）通過利用知識浮點數的內部 表示已經具有 指數細分數目，指數（x）如果你已經有指數（x），那麼/ 2比 的計算速度快於根（x）。

然後hack執行牛頓方法的一個迭代 以減少近似中的誤差。我假設 一次迭代將錯誤減少到可以容忍的程度。

也許這個概念值得在Java中進行調查， 但細節將取決於深入瞭解 如何實現JAVA，而不是C如何實現。