“System.Math.Cos”可以返回（浮点数）吗？

Question

在 C# 中，没有返回浮点数的“Math.Cos”函数让我很困扰。双精度值是您可以取回的唯一值，因此迫使您将其转换为浮点数。 像这样：
float val = (float)Math.Cos(someVal);

我需要使用浮点数，因为我在 Direct3D 中做一些严格使用浮点数的东西。 浮点数在图形世界中更为常见（就目前而言），因为它们是 32 位的。

在 C# 中是否有任何我可以使用的功能，可以像 C++ 那样简单地处理浮点数？？

我不想包装任何 C++ 东西，因为这需要在 XNA 和 Linux 上运行 OpenGL。

注意：最好有没有将双精度转换为浮点的代码。

Answer 1

从 .NET Core 2.0 (.NET Standard 2.1) (C# 8.0) 及更高版本开始这可能是内置函数。

您可以只使用带有内置常量的 MathF 类或使用 float 类型的函数。

例子：

float cos = MathF.Cos(MathF.PI);

有关更多信息，请参阅documentation on MSDN 关于MathF 类型。

Answer 2

如果不深入数学，您将无法编写自己的准确 Cos 函数。这是一个使用扩展方法的建议：

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        float cos = Math.Cos(.25d).ToFloat();

        Console.WriteLine("cos(.25d) = {0}", cos);

        Console.ReadKey();
    }
}

public static class MathExtensions
{
    public static float ToFloat(this double value)
    {
        return (float)value;
    }
}

这是使用Func<T, TResult> 并创建自己的MathF 静态类的另一种方式：

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        Console.WriteLine("cos(.25d) = {0}", MathF.Cos(.25d));
        Console.WriteLine("sin(.25d) = {0}", MathF.Sin(.25d));

        Console.ReadKey();
    }
}

public static class MathF
{
    public static Func<double, float> Cos = angleR => (float)Math.Cos(angleR);
    public static Func<double, float> Sin = angleR => (float)Math.Sin(angleR);
}

正如其他人所指出的，Zezba 在他的测试代码中证实，Func 代表会更慢（我不知道代表会慢得多）。最快的是直接施放浮动。中间立场是 MathF 静态类中的简单静态方法调用。

Answer 3

好的，所以我运行了一些基准测试，看看在阅读“dboarman”回复后哪种方法最快。遗憾的是，如果不使用严格的 c# 进行投射，就无法做到这一点，最快的方法是现场投射，所以因为我关心速度，因为它主要用于游戏，我会坚持使用旧的投射方法。

这些测试是使用以下规范编译的::

C# .NET 4.0
ConsoleApplication - Release - Optimized code - x64
4gb ram, 2.4ghz AMD_X2_DualCore 4600 CPU, running Windows7 Ultimate.

代码：

static void Main(string[] args)
{
    //Start
    Console.Write("Hit Enter to Start\n");
    Console.ReadLine();
    long num = 100;
    long mil = 0;
    float val = 0.01f;
    Stopwatch startTime = new Stopwatch();

    //Run
    for(long i = 0; i != num; ++i)
    {
        startTime.Restart();
        for(uint i2 = 0; i2 != 1000000; ++i2) val = (float)System.Math.Cos(val);// 48 Milliseconds
        //for(uint i2 = 0; i2 != 1000000; ++i2) val = System.Math.Cos(val).ToFloat();// 53 Milliseconds
        //for(uint i2 = 0; i2 != 1000000; ++i2) val = MathF2.Cos(val);// 59 Milliseconds
        //for(uint i2 = 0; i2 != 1000000; ++i2) val = MathF.Cos(val);// 63 Milliseconds
        startTime.Stop();
        mil += startTime.ElapsedMilliseconds;
    }

    //End
    mil /= num;

    //Print
    Console.Write("Milliseconds = "+mil.ToString());
    Console.ReadLine();
}

这是测试的基本数学代码::

public static class MathF
{
    public static Func<double, float> Cos = angleR => (float)System.Math.Cos(angleR);
    public static Func<double, float> Sin = angleR => (float)System.Math.Sin(angleR);
}

public static class MathF2
{
    public static float Cos(float pValue) {return (float)System.Math.Cos(pValue);}
}

public static class MathExtensions
{
    public static float ToFloat(this double value)
    {
        return (float)value;
    }
}

Answer 4

我将创建一个 MathCommonMethods 类，其中包含将所有常用返回类型转换为双精度浮点数的方法。从长远来看，这将为您节省一些打字时间。

至于有一个以浮点数形式返回值的现有函数，我还没有听说过。

如果精度对您的应用程序很重要，您在转换时也应该小心不要失去精度。

Answer 5

如果你想避免强制转换，你需要一个不同的实现。如果你在做跨平台，你可以创建一个平台抽象层，你可以根据平台放置不同的实现。这将有助于提高性能。如果性能不是问题（游戏曾经是这种情况），那么创建一个实用函数并执行转换是一个很好的解决方案。