在很多情况下，我不仅需要正弦，还需要相同参数的余弦。
对于C，公共unix sincos数学库中有m函数。实际上，至少在i386上，这应该是一个汇编指令fsincos。
sincos，sincosf，sincosl - 同时计算sin和cos
我猜这些好处是存在的，因为计算正弦和余弦有明显的重叠：sin(x)^2 + cos(x)^2 = 1。但是，AFAIK尝试将此快捷方式设为cos = Math.sqrt(1 - sin*sin)并不会付出代价，因为sqrt功能的代价相似。
有没有办法在Java中获得相同的好处？我想我要为double[]付出代价;由于添加了垃圾收集，这可能使所有的努力都没有实际意义。
或者Hotspot编译器是否足够智能以识别我需要两者，并将其编译为sincos命令？我可以测试它是否识别它，我可以帮助它识别它，例如通过确保Math.sin和Math.cos命令在我的代码中直接连续？从Java语言的角度来看，这实际上是最有意义的：让编译器优化它以使用fsincos程序集调用。
从一些汇编文档中收集：
Variations 8087 287 387 486 Pentium
fsin - - 122-771 257-354 16-126 NP
fsincos - - 194-809 292-365 17-137 NP
Additional cycles required if operand > pi/4 (~3.141/4 = ~.785)
sqrt 180-186 180-186 122-129 83-87 70 NP
fsincos应该需要额外的弹出，但这应该是1个时钟周期。假设CPU也没有对此进行优化，sincos应该几乎是调用sin两倍的速度（第二次计算余弦;所以我认为它需要进行添加）。在某些情况下sqrt可能更快，但正弦可以更快。
更新：我在C中做过一些实验，但它们尚无定论。有趣的是，sincos似乎比sin（没有cos）稍微快一点，并且当您同时计算fsincos时，GCC编译器将使用sin cos - 所以我做了Hotspot要做的事情（或者Hotspot也做了吗？）。除了不使用fsincos之外，我还不能阻止编译器使用cos来模糊我。然后它会回退到C sin，而不是fsin。
答案 0 :(得分：11)
我用卡尺执行了一些微基准测试。在-4 * pi ... 4 * pi范围内的（预先计算的）随机数阵列上进行10000000次迭代。我尽力获得最快的JNI解决方案 - 我有点难以预测你是实际获得fsincos还是模拟sincos。报告的数字是10个卡尺试验中最好的（其中包括3-10个试验，其中报告的平均值）。所以粗略地说，每个内循环运行30-100次。
我对几种变体进行了基准测试：
Math.sin（参考）Math.cos（参考）Math.sin + Math.cos sincos来自JNI Math.sin + cos via Math.sqrt( (1+sin) * (1-sin) ) + sign reconstruction Math.cos +犯罪通过Math.sqrt( (1+cos) * (1-cos) ) +符号重建 (1+sin)*(1-sin)=1-sin*sin在数学上，但如果sin接近于1，它应该更精确吗？运行时间差异很小，您可以保存一个添加项。
通过x %= TWOPI; if (x<0) x+=TWOPI;签名重建，然后检查象限。如果你知道如何用更少的CPU来做到这一点，我会很高兴听到。
通过sqrt的数值损失似乎没问题，至少对于常见角度而言。在粗糙实验的1e-10范围内。
Sin 1,30 ==============
Cos 1,29 ==============
Sin, Cos 2,52 ============================
JNI sincos 1,77 ===================
SinSqrt 1,49 ================
CosSqrt 1,51 ================
sqrt(1-s*s)与sqrt((1+s)*(1-s))的差异大约为0.01。正如您所看到的，基于sqrt的方法可以胜过任何其他方法（因为我们目前无法在纯Java中访问sincos）。 JNI sincos优于计算sin和cos，但sqrt方法仍然更快。 cos本身似乎始终是一个优于sin的刻度（0,01），但重建该符号的情况区别还有一个额外的>测试。我认为我的结果不支持sin+sqrt或cos+sqrt显然是可取的，但与sin然后cos相比，它们确实节省了大约40％的时间。< / p>
如果我们将Java扩展为具有内在优化的sincos ，那么这可能会更好。恕我直言，这是一个常见的用例，例如在图形中。当在AWT，Batik等中使用时，许多应用程序都可以从中受益。
如果我再次运行此功能，我还会添加JNI sin和noop来估算JNI的费用。也许还可以通过JNI对sqrt技巧进行基准测试。只是为了确保我们确实从长远来看确实需要内在的sincos。
答案 1 :(得分：1)
查看Hotspot代码，我相信Oracle Hotspot VM不会将sin（a）+ cos（a）优化为fsincos：请参阅assembler_x86.cpp，第7482ff行。
但是，我怀疑单独使用fsin和fcos的机器周期数增加很容易被运行GC等其他操作所掩盖。我会使用标准的Java功能并分析应用程序。只有当一个配置文件运行表明在sin / cos调用中花费了大量时间时，我才会冒险去做一些事情。
在这种情况下，我将创建一个使用2元素jdoublearray作为out参数的JNI包装器。如果您只有一个使用sincos JNI操作的线程，则可以在Java代码中使用静态初始化的double [2]数组，该数组将被反复使用。
答案 2 :(得分：1)
常规Java中没有 fsincos 。此外，JNI版本可能比对java.lang.Math.sin（）和cos（）的双重调用慢。
我猜你关心sin（x）/ cos（x）的速度。所以我给你一个快速三角运算的建议，取代fsincos：Look Up Table。以下是我的原帖。我希望它可以帮助你。
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我尝试使用查找表（LUT）在三角函数（sin和cos）上实现最佳性能。
我发现了什么：
但请注意，低于12度的角度sin（x）几乎== x。它甚至更快;
有些实现使用float数组来存储sin，而另一个实现使用cos。这是不必要的。请记住：
cos(x) == sin(x + PI/2)
我用sin（）对范围[0..45] 中的角度进行了一些测试，使用java.lang.Math.sin（）;一个用于360个位置的简单查找表，一个优化的LUT90，其表值为[0..90]，但扩展为[0..360];并使用interpolation查找表。注意警告后，java.lang.Math.sin（）比其他更快：
Size test: 10000000
Angles range: [0.0...45.0]
Time in ms
Trial | Math.sin() | Lut sin() | LUT90.sin() | Lut sin2() [interpolation]
0 312,5879 25,2280 27,7313 36,4127
1 12,9468 19,5467 21,9396 34,2344
2 7,6811 16,7897 18,9646 32,5473
3 7,7565 16,7022 19,2343 32,8700
4 7,6634 16,9498 19,6307 32,8087
此处提供的来源GitHub
但是，如果你需要范围[-360..360] 的高性能，java.lang.Math lib会更慢。查找表（LUT）快20倍左右。如果需要高精度，可以使用LUT进行插值，它比java.lang.Math慢一点但速度更快。在上面的链接上看到我在Math2.java中的sin2（）。
以下数字适用于角度高范围：
Size test: 10000000
Angles range: [-360.0...360.0]
Time in ms
Trial|Math.sin() | Lut sin() | LUT90.sin() | Lut.sin2() [interpolation]
0 942,7756 35,1488 47,4198 42,9466
1 915,3628 28,9924 37,9051 41,5299
2 430,3372 24,8788 34,9149 39,3297
3 428,3750 24,8316 34,5718 39,5187