Question

在C代码中，通常会写

a = b*b;

而不是

a = pow(b, 2.0);

表示double个变量。我知道，因为pow是一个能够处理非整数指数的通用函数，所以应该天真地认为第一个版本更快。我不知道编译器（gcc）是否将带有整数指数的pow转换为直接乘法，作为任何可选优化的一部分。

假设没有进行这种优化，那么手动写出乘法的最大整数指数是多少，如b*b* ... *b中那样？

我知道我可以在给定的机器上进行性能测试，以确定我是否应该关心，但我想更深入地了解什么是“正确的事情”。

Answer 1

您想要的是-ffinite-math-only -ffast-math，可能是#include <tgmath.h>这与-Ofast相同而不强制进行-O3优化。

当启用-ffinite-math-only and -ffast-math时，它不仅有助于这些优化，类型泛型数学还有助于补偿何时忘记将正确的后缀附加到（非双）数学函数。

例如：

#include <tgmath.h>
float pow4(float f){return pow(f,4.0f);}
//compiles to
pow4:
    vmulss  xmm0, xmm0, xmm0
    vmulss  xmm0, xmm0, xmm0
    ret

对于clang，这适用于高达32的幂，而gcc为至少2,147,483,647（据我检查的那样）执行此操作，除非启用-Os（因为{{1} pow函数在技术上更小） - 使用-Os，它只能执行2的幂。

警告jmp只是其他几种优化的便利别名，其中许多优化都违反了各种标准。如果您只使用最小标记来获得所需的行为，那么您可以使用-ffast-math

Answer 2

就正确的事情而言 - 考虑你的维护者而不仅仅是表现。我有预感你正在寻找一般规则。如果你正在做一个简单而一致的正方形或数字的立方体，我不会使用pow这些。 pow很可能正在进行某种形式的子程序调用而不是执行寄存器操作（这就是Martin指出架构依赖性的原因）。