Question

在C库math.h中，有一个非常有效的sincos函数，因为它在接近sin()或{{{{}}的单个调用的时间内计算了正弦和余弦。 1}}而不是调用两者的总时间。

C ++标准库中是否有这样的功能？

Answer 1

c ++标准库中没有这样的功能吗？

不，不幸的是没有。

在C库math.h中，有一个sincos函数

在Linux上，它以GNU Extension的形式提供。它在C中也不是标准。

Answer 2

分别使用sin和cos并启用优化。 C编译器非常擅长优化，他们可能会意识到你正在计算同一个变量的正弦和余弦。如果你想确定，你可以继续检查生成的程序集（对于gcc使用-S选项）并查看它生成了什么。

编译器可能会优化掉对sin或cos的任何调用，转而使用SSE intructions来计算它。我不确定SSE是否有sincos操作码，但即使分别计算它们也比调用编译器不会优化的任何sincos函数更快。

Answer 3

虽然没有标准的C ++库函数，但是您可以快速定义模板函数：

template <class S>
std::pair<S,S> sincos(S arg) { return { std::sin(arg), std::cos(arg) }; }

然后，您可以使用以下命令在一行中（使用C ++ 17）获得结果：

auto [s, c] = sincos(arg);

如果您经常执行此操作，节省空间并具有自记录功能，这将非常方便，因此，我强烈建议您这样做。如果您担心性能，请不要担心。使用优化进行编译时，它应产生与分别调用sin和cos完全相同的代码。您可以通过以下测试代码上的clang++ -std=c++17 -S -o - -c -O3 sincos.cpp确认是这种情况：

#include <cmath>
#include <utility>
#include <iostream>

template <class S>
std::pair<S,S> sincos(S arg) { return { std::sin(arg), std::cos(arg) }; }

void testPair(double a) {
    auto [s,c] = sincos(a);
    std::cout << s << ", " << c << '\n';
}

void testSeparate(double a) {
    double s = std::sin(a);
    double c = std::cos(a);
    std::cout << s << ", " << c << '\n';
}

在带有clang的MacOS上，两个测试函数都编译为完全相同的程序集（减去名称更改），该程序集调用___sincos_stret来执行组合计算（请参见https://stackoverflow.com/a/19017286/973580）。

Answer 4

相反，你可以使用这个只使用 std::cos 和 std::sqrt 的函数（还没有实际测试过，它可能不起作用）

template <typename T>
constexpr inline static void sincos(const T &x, T* sin, T* cos) {
    (*cos) = std::cos(x);
    (*sin) = std::sqrt(static_cast<T>(1) - *cos**cos);
    if ((int)(x / M_PI) & 1) (*sin) = -(*sin);
}

c ++ libstd同时计算sin和cos

4 个答案: