C++中怎样模拟math.h库函数log函数写一个自己的函数，要求算出来的值要和库函数log一样

Posted 2023-04-09

参考技术A int logdiy(int a,int n)

int i;
for(i=1;i<=n;i++)

if(a*=a == n)

break;


return i;

注意只能进行整数运算，比如接受3，9.

在我的 math.h 中找不到 log2？

【中文标题】在我的 math.h 中找不到 log2？

【英文标题】：log2 not found in my math.h?

【发布时间】：2010-10-19 23:16:53

【问题描述】：

我正在使用全新安装的 Visual C++ 2008 Express。

我正在尝试编译一个使用 log2 函数的程序，该函数是通过在 Mac 上使用 Eclipse 找到的，但是这台 Windows 计算机找不到该函数（错误 C3861：'log2'：找不到标识符） .

按照我的理解，包含目录是特定于 IDE 的，对吧？ math.h 不在我的 Microsoft SDKs\Windows\v6.0A\Include\ 目录中，但我确实在此目录中找到了 math.h：Microsoft Visual Studio 9.0\VC\include。该目录下还有一个 cmath...

log2 在哪里？

【问题讨论】：

更好的答案here

【参考方案1】：

来自here：

原型：double log2(double anumber); 头文件：math.h (C) 或 cmath (C++)

或者像here一样模拟它

#include <math.h>  
...  
// Calculates log2 of number.  
double Log2( double n )  
  
    // log(n)/log(2) is log2.  
    return log( n ) / log( 2 );  
  

不幸的是微软does not provide it。

【讨论】：

log( 2. ) 避免编译器抱怨模棱两可的调用

您确实应该将 log(2) 的值存储为静态双精度或预先计算的常量 (0.30102999566398119521373889472449)，这样log() 就不会每次都被调用两次

log(2) 应该由一个好的优化器优化成一个 const static。我已经使用 vc2008 中的测试用例验证了这一点，最好不要使用手写常量。这确保了与其他运行时函数的数值一致性，并不是说几个小数会是个问题，但无论如何。

@bobobobo 自然对数的底是E，而不是10，所以log(2) ~= 0.69314718055994530943

math.h中定义了M_LN2常量

【参考方案2】：

log2() 仅在 C99 标准中定义，在 C90 标准中没有定义。 Microsoft Visual C++ 不完全符合 C99（哎呀，我相信没有一个完全符合 C99 的编译器——甚至 GCC 也不完全支持它），因此不需要提供 log2()。

【参考方案3】：

如果您试图找到严格整数的log2，则按位计算不会有任何问题：

#include <stdio.h>

unsigned int log2( unsigned int x )

  unsigned int ans = 0 ;
  while( x>>=1 ) ans++;
  return ans ;


int main()

  // log(7) = 2 here, log(8)=3.
  //for( int i = 0 ; i < 32 ; i++ )
  //  printf( "log_2( %d ) = %d\n", i, log2( i ) ) ;

  for( unsigned int i = 1 ; i <= (1<<30) ; i <<= 1 )
    printf( "log_2( %d ) = %d\n", i, log2( i ) ) ;

【讨论】：

当然可以，但它的性能比 log2(n) 差很多。 Log2 具有恒定的时间并且总是更快。这个解决方案是 O(log2n)。对于大量数据，log2 的速度大约快 500%。

是的，它会损害性能和质量。更多代码 = 更多可能的错误来源。

@ruralcoder ln 的计算时间是 O(M(n) ln n)。所以这种对整数计算log_(base2)的方式是log_(base2)( x )，效率更高。

@bobobobo 不，找到 floor(log2(a)) 的最有效方法是使用单个汇编指令 bsr（假设您使用的是 x86；其他架构有类似的说明）。见en.wikipedia.org/wiki/Find_first_set

此代码仅在输入是 2 的幂时才有效 - 它对其他整数无效（它将 log2 为非整数）！ @Adam P. Goucher 说这会返回 floor(log2(a)) 是对的。如果在不能保证输入为 2 的幂的情况下需要通用 log2 函数，则可接受的答案（上图）就是要使用的答案。

【参考方案4】：

在 Visual Studio 2013 中，添加了 log2()。见C99 library support in Visual Studio 2013。

【参考方案5】：

注意：

log2(x) = log(x) * log(e)

其中 log(e) 是一个常数。如果在包含 math.h 之前定义 _USE_MATH_DEFINES，math.h 将 M_LOG2E 定义为 log(e) 的值：

#define _USE_MATH_DEFINES // needed to have definition of M_LOG2E 
#include <math.h>

static inline double log2(double n)

    return log(n) * M_LOG2E;

尽管通常的方法是使用log(n)/log(2)，但我还是建议使用乘法，因为除法总是较慢，尤其是对于浮点数，在移动 CPU 上更是如此。例如，on modern Intel CPUs 仅在一条指令中生成代码的差异mulsd 与 divsd 相比，根据英特尔手册，我们可以预期除法会慢 5-10 倍。在移动 ARM cpus 上，我预计浮点除法比乘法慢 10-100。

另外，如果您对 Android 的 log2 有编译问题，似乎 log2 在从 android-18 开始的标头中可用：

#include <android/api-level.h>
#if __ANDROID_API__ < 18
static inline double log2(double n)

    return log(n) * M_LOG2E;

#endif