双倍的 Pow 实现

Posted 2023-02-19

【中文标题】双倍的 Pow 实现

【英文标题】：Pow implementation for double

【发布时间】：2012-07-16 11:52:21

【问题描述】：

我正在开发用于运动控制的代码，但我遇到了 pow 函数的问题。 我正在使用 VS2010 作为 IDE。

这是我的问题： 我有：

    double p = 100.0000;
    double d = 1000.0000;
    t1 = pow((p/(8.0000*d),1.00/4.000);

在评估最后一个函数时，我没有得到更好的近似结果。我得到了正确的 7 位十进制数字，随后的数字都是垃圾。 我猜 pow 函数只会将任何输入变量转换为浮点数并进行计算。

我说的对吗？ 如果是这样，是否有任何代码可以“启发”我重新实现 pow 以获得更好的精度？

编辑：已解决。

毕竟，我遇到了 FPU 配置位问题，这是由 OGRE 3D 框架使用的 Direct3D 引起的。

如果使用 OGRE，在配置 GUI 上，只需设置“Floating-point mode=Consistent”。

如果使用原始 Direct3D，在调用 CreateDevice 时，请确保将“D3DCREATE_FPU_PRESERVE”标志传递给它。

原帖：

您可能正在使用正在更改默认精度的库 FPU 为单精度。然后所有的浮点运算，甚至 在双精度上，实际上将作为单精度运算执行。

作为测试，你可以尝试调用 _controlfp( _CW_DEFAULT, 0xfffff ); （您需要包括）在执行计算之前 看看你是否得到正确的结果。这将重置浮点 控制字为默认值。请注意，它将重置其他设置 同样，这可能会导致问题。

改变浮点精度的常用库是 Direct3D 9（可能还有其他版本）：默认情况下，它会更改 创建设备时将 FPU 转换为单精度。如果使用它，请指定 创建设备时的标志 D3DCREATE_FPU_PRESERVE 以防止它 从改变 FPU 精度。

【问题讨论】：

查看编译器自带的标准库中pow()的原型。 glibc 的pow() 有一个原型，所有double。 float 版本称为powf()。

C99 具有 long double 类型以提高精度，但显然是 Microsoft decided to get rid that。 MS C++ 确实有 pow 用于 long double 参数。

gcc 以“50 位”精度 0.33437015248821100321663379872916266322135925292969 生成此文件

我做了...我确实在使用 double pow(double, double)... 但是，我的意思是，您不觉得函数返回精确的 7 个十进制数字很奇怪吗结果，float 类型可以承受的小数位数的确切数目？

Excel 给出 (1/80)^(1/4) == 0.334370152488211，这与 Aftnix 使用 gcc 得到的结果和我使用 VS2005 得到的结果一致。此外，您的示例粘贴不好：在 t1 前面加上 double 并修复不平衡的括号。

【参考方案1】：

您是如何确定您只能获得 7 位精度的？您是否打印t1 并指定正确的输出格式？在我的机器上，使用 VS2010，以下代码：

int main()

    double p = 100.0000;
    double d = 1000.0000;
    double t1 = pow(p/(8.0000*d),1.00/4.000);

    printf("t1=%.15f\n", t1); // C
    std::cout << "t1=" << std::setprecision(15) << t1 << '\n'; // C++

产生这个输出：

t1=0.334370152488211
t1=0.334370152488211

【讨论】：

我可以通过分析结果来识别它。我得到了 7 位数字，其他数字都与预期结果不同。我通过使用 interjay 的提示解决了这个问题。

【参考方案2】：

您可能正在使用将 FPU 的默认精度更改为单精度的库。然后所有的浮点运算，即使在doubles 上，实际上都将作为单精度运算执行。

作为测试，您可以在执行计算之前尝试调用_controlfp( _CW_DEFAULT, 0xfffff );（您需要包含<float.h>），看看您是否得到正确的结果。这会将浮点控制字重置为默认值。请注意，它还会重置其他设置，这可能会导致问题。

一个更改浮点精度的常用库是 Direct3D 9（可能还有其他版本）：默认情况下，它在创建设备时将 FPU 更改为单精度。如果使用，请在创建设备时指定标志D3DCREATE_FPU_PRESERVE，以防止其改变FPU精度。

【讨论】：

Interjay：非常感谢！我正在使用 D3D，终于摆脱了这个可怕的问题！

其他：我正在使用 OGRE 3D 进行渲染。我想读取 FPU 状态，更改它，然后，经过计算，将其更改回来。但这可能不是线程安全的，因为 cpu 在改回之前可能会被抢占。要走的路是什么：尝试通过 OGRE 来实现或尝试一些关键部分的东西？非常感谢，一次又一次！

好的，通过direct3d渲染系统的配置GUI就搞定了。谢谢！！！