快速浮点 abs 函数

Question

在 C99 的 x86-64 架构上获取标准 32 位浮点数的绝对值的最快方法是什么？内置函数 fabsf 和 fabs 不够快。我目前的做法有点绕：

unsigned int tmp = *((unsigned int *)&f) & 0x7fffffff;
float abs = *((float *)&tmp);

它可以工作，但很难看。而且我不确定它是最佳的吗？

请不要再告诉我关于类型双关的指针，因为这不是我要问的。我知道代码可以使用联合来表达，但这并不重要，因为在所有编译器（过去 10 年编写的）上，它都会发出完全相同的代码。

Answer 1

更少的标准违规：

/* use type punning instead of pointer arithmatics, to require proper alignment */
static inline float float2absf(float f) {
  /* optimizer will optimize away the `if` statement and the library call */
  if (sizeof(float) == sizeof(uint32_t)) {
    union {
      float f;
      uint32_t i;
    } u;
    u.f = f;
    u.i &= 0x7fffffff;
    return u.f;
  }
  return fabsf(f);
}

恕我直言，使用库函数会更安全。这将提高代码的可移植性，尤其是在您可能遇到非 IEEE 浮点表示或类型大小可能不同的平台上。

一般来说，一旦为您的平台编译，库函数应该提供最快的解决方案。

话虽如此，库调用需要堆栈管理和代码跳转，除非优化掉，对于简单的位更改函数，这可能会导致操作次数增加一倍以上，并且缓存未命中。在许多情况下，这可以通过使用编译器内置函数来避免，这可以由编译器自动完成（它可以将库函数优化为内联指令）。

您的位方法（理论上）是正确的，并且可以优化与函数调用相关的操作，并改善代码局部性……尽管使用编译器内置函数和优化也可以实现相同的目标。

另外，请注意，您的方法不符合标准，它假定 sizeof(int) == sizeof(float)... 我认为使用联合的类型双关语会有所改善。

此外，使用内联函数可以像使用宏一样工作，并使代码更具可读性。此外，如果类型大小不匹配，它可能允许回退到库函数。