Question

当Sympy生成C代码时，有没有办法针对表达式中的pow（或powf）实施CSE优化？

例如，此代码段

c, s = symbols('c s')
myexpr = c**6/1800 - c**5/100 - 0.00833333333333333*c**4*s**2 + 19*c**4/200 + 0.1*c**3*s**2 - 9*c**3/20 + c**2*s**4/120 - 0.57*c**2*s**2 + 43*c**2/40 - c*s**4/20 + 1.35*c*s**2 + 23*c/50 - 0.000555555555555556*s**6 + 19*s**4/200 - 1.075*s**2 - 2107/1800
import sympy
from sympy.codegen.ast import real, float64
sub_exprs,final_expr = sympy.cse([myexpr])
for var,expr in sub_exprs : print "const real", printing.ccode(expr, standard='C99', assign_to=var, type_aliases={real: float64})
print "return ",printing.ccode(final_expr[0], standard='C99', type_aliases={real: float64}),";"

产生以下令人失望的输出：

const real x0 = pow(c, 2); 
const real x1 = pow(c, 3); 
const real x2 = pow(c, 4); 
const real x3 = pow(s, 2); 
const real x4 = pow(s, 4); 

return (1.0/1800.0)*pow(c, 6) - 1.0/100.0*pow(c, 5) + 1.3500000000000001*c*x3 - 1.0/20.0*c*x4 + (23.0/50.0)*c - 0.00055555555555555599*pow(s, 6) - 0.56999999999999995*x0*x3 + (1.0/120.0)*x0*x4 + (43.0/40.0)*x0 + 0.10000000000000001*x1*x3 - 9.0/20.0*x1 - 0.0083333333333333297*x2*x3 + (19.0/200.0)*x2 - 1.075*x3 + (19.0/200.0)*x4 - 2107.0/1800.0 ;

电源优化已被完全忽略。

此问题的解决方法是什么？

备注：我看到here部分提到了此问题： “代码打印机在许多情况下不会打印最佳代码。例如，C语言中的幂。x ** 2打印为pow（x，2）而不是x * x。应该进行其他优化（例如数学简化）在代码打印机之前。”

Answer 1

sympy中的CSE例程并不完美（改进后的CSE为listed作为改进的领域），例如：

>>> sympy.cse([x**4, x**3*y])
([], [x**4, x**3*y])

在打印机中或在discussed一段时间之前扩展pow，现在有create_expand_pow优化可以帮助某些人：

>>> expand_opt = create_expand_pow_optimization(3)
>>> expand_opt(x**5 + x**3)
x**5 + x*x*x

但是请注意，如果您向其传递正确的优化标志，则大多数编译器将已经生成了最佳汇编（无论源代码中的CSE如何）。

sympy CSE：避免使用pow / powf

1 个答案: