C++11 是否强制 pow(double, int) 使用较慢的 pow(double, double)？ [复制]

Question

在 C++ 03 中，使用例如std::pow(double_val, 6) 比使用 std::pow(double_val, 6.0) 快得多。

使用 C++11 编译时不再是这种情况。查看 gcc 的 libstdc++-4.8 中的 cmath 标头，可以看到显式 pow(double, int) 不再存在，这种情况由以下模板处理，该模板将 int 提升为 double：

template<typename _Tp, typename _Up>
inline typename __gnu_cxx::__promote_2<_Tp, _Up>::__type
pow(_Tp __x, _Up __y) {
  typedef typename __gnu_cxx::__promote_2<_Tp, _Up>::__type __type;
  return std::pow(__type(__x), __type(__y));
}

这是 C++11 标准中的行为还是未来的 libstdc++ 实现会返回到更快的方法？

其次，如果出于标准或实施原因，更快的行为不再可能，那么再次实现它的最便携的方法是什么？我在 gcc stdlibc++ 中的“ext/numeric”下看到了一个 power(...) 函数，但这被标记为 非标准 SGI(rip) 扩展。

Answer 1

首先，是的，这种行为符合 C++11 标准（尽管不符合 C++03），在第 26.8 节第 11 段中说：

此外，应有足够的额外重载以确保：

1. 如果与 double 形参对应的任何实参具有 long double 类型，则与 double 形参对应的所有实参都将有效地转换为 long double。

2. 否则，如果任何对应于 double 形参的实参具有 double 类型或整数类型，则对应于 double 形参的所有实参都被有效地强制转换为 double。

   李>

3. 否则，所有对应于双精度参数的参数都会被有效地转换为浮点数。

（除了float-only、double-only 和 long double-only 的重载。）

所以实现实际上有将该整数参数转换为double，我认为符合标准的库不可能为整数幂提供更快的std::pow，除了可能检查 double 参数的完整性（这是一个词吗？）并在这种情况下使用特殊路径。

为了提供一种独立于平台的更快方式，我想到的唯一一件事就是编写一个自定义包装器，如果它存在的话，它会委托给这个非标准的power。除此之外，我不知道如何在不编写自己的实现的情况下再次将该行为注入std::pow。

编辑：然而，在查看this answer 时，只要它的行为与std::pow(double(x), double(y)) 完全相同，实现仍然可以为整数幂提供优化的重载。因此，有一种实现提供更快版本的可能性，但我不会像您在 C++03 中所做的那样依赖它（恕我直言，它甚至是标准的一部分，但我可能错了） .

Answer 2

C 仅提供double pow(double, double) 重载（请记住，C 无论如何都不允许函数重载）。 C++11 标准 (26.8/9) 表示将以下重载（除了 C 之外）添加到命名空间 std：

float pow(float, float);
long double pow(long double, long double);

因此，double pow(double, int) 是一个扩展而不是标准函数。因此，实现可能会提供或不提供。

编辑在 Christian Rau 评论和回答之后。

现在我相信过载一定存在。因此，应该有一个double pow(double, int) 过载。但是，这种重载必须（正如他在回答中所说）将int 转换为double 并调用double pow(double, double)。

实际上有很多重载。提供它们的最简单方法不是作为普通函数，而是作为模板函数，与 OP 中显示的 libstdc++ 实现完全相同。

另请参阅 this open issue，其中 Howard Hinnant 解释了详细信息。

最后，Hulk 提供的 link 非常相关，Howard Hinnant（再次）解释说，几乎没有理由提供一个优化的重载来做任何不同于将 int 转换为 double 的事情。