Question

我对Java中的功率计算方式以及可用方法的性能感到好奇。所以我写了一个简单的测试来检查Math.pow()，*和^操作。

public static void main(String[] args) {

    int SIZE = 100000000;

    int[] arr1 = new int[SIZE];
    long st1, end1, st2, end2, st3, end3;

    st1 = System.currentTimeMillis();
    for (int i = 0; i < SIZE; i++) {
        arr1[i] = (int) Math.pow(i, 4);
    }
    end1 = System.currentTimeMillis();
    System.out.println("pow: " + (end1 - st1));

    arr1 = new int[SIZE];
    st2 = System.currentTimeMillis();
    for (int i = 0; i < SIZE; i++) {
        arr1[i] = i * i * i * i;
    }
    end2 = System.currentTimeMillis();
    System.out.println("mul: " + (end2 - st2));

    arr1 = new int[SIZE];
    st3 = System.currentTimeMillis();
    for (int i = 0; i < SIZE; i++) {
        arr1[i] = i^4;
    }
    end3 = System.currentTimeMillis();
    System.out.println("  ^: " + (end3 - st3));

    //to prevent optimizations form skipping the calculations
    for (int i = 0; i < SIZE; i++) {
        if (arr1[i] == 1){
            System.out.println(1);
        }
    }
    System.out.println("done");
}

如果前两个结果非常令人期待：

pow: 19253 19128 19205 19145 19185 19130 19162 19177 19191 19157 | 19173
mul: 91 86 91 85 98 90 90 105 87 95 | 92
  ^: 80 85 80 70 60 65 75 60 70 60  | 71

第三个有点令人困惑。为什么^总是比简单乘法快一点，应该使用哪一个？

所有测试均在类似条件下使用JRE 1.7进行。

Answer 1

^运算符未执行取幂 - 它是一个按位“异或”（又名“xor”）。

使用整数数学将100000000提升到四次幂会得到不正确的结果 - 一个32位整数不能存储那么大的数字。

Math.pow()将使用浮点运算。由于精度问题，答案可能不是100％准确，但应能够表示所需的结果范围。

要获得大数字的100％准确值，您应该使用BigInteger类。然而，它不会特别快。这是在考虑准确性与性能时必须做出的权衡。

Answer 2

Java中的^运算符是按位异或（），并且定义为与幂函数不相似。

<强>参考

http://docs.oracle.com/javase/tutorial/java/nutsandbolts/operators.html

乘法vs ^运算符与Math.pow（）表示整数幂

2 个答案: