C++ 这个constexpr sqrt函数可移植吗?

C++ 这个constexpr sqrt函数可移植吗?,c++,sqrt,C++,Sqrt,我编写了这个sqrt的实现,它的复杂性是有限的,当double是ieee754 double时,它的精度可以精确到最后一位。问题是,这是否可以在各种endian的设备上移植(假设0LL仍然是64位)?get_分数返回52位加上开头的1位。小的双精度放大器单独处理,并确保它们在第53位也有1个。C++部分数值限制> /代码>可以很容易地用常数代替。 代码: 静态内联constexpr int16获取指数(双x) { uint64_t位=*(uint64_t*)和x; int16_t val=((位

我编写了这个sqrt的实现,它的复杂性是有限的,当double是ieee754 double时,它的精度可以精确到最后一位。问题是,这是否可以在各种endian的设备上移植(假设0LL仍然是64位)?get_分数返回52位加上开头的1位。小的双精度放大器单独处理,并确保它们在第53位也有1个。C++部分<代码>数值限制> /代码>可以很容易地用常数代替。 代码:

静态内联constexpr int16获取指数(双x)
{
uint64_t位=*(uint64_t*)和x;
int16_t val=((位&0x7FF0000000000000ULL)>>52)-1023;
如果(val!=-1023)
返回val;
uint64_t temp_fractal=(位&0x000fffffffffull);
对于(int i=51;i>=0;--i){
如果(!(温度和(0x01ULL 1023){
返回(1-2*符号)*标准::数值限制::无穷大();
}
{
数据|=((uint64_t)((uint16_t)(指数+1023))x)半指数-=1;
//为了安全起见
测试=使双(0,半指数,测试分数);
如果(测试*测试>x)半指数-=1;
//查找除最后一位之外的每一位,二进制搜索结果
对于(int i=51;i>0;--i){
测试=使双(0,半指数,测试分数)(0x01ULL=1;
半指数-=1;
}
double temp2=使双(0,半指数,测试分数);
双del3=我的腹肌(x-temp2*temp2);

如果(del3“…这是可移植的…”:像
uint64\u t bits=*(uint64\u t*)&x;
(其中
x
is
double
)这样的代码是未定义的行为。@RichardCriten即使double是ieee754 double,要求为64位?本节适用,因为在这种情况下,C样式转换相当于
重新解释\u cast
每当试图通过AliasedType类型的glvalue读取或修改DynamicType类型的对象的存储值时,除非以下情况之一为真:“并且本例中的代码不属于允许的表达式之一。请使用
std::bit_cast
避免UB。”(并与constexpr兼容)。“…这是可移植的吗…”:类似于
uint64\u t bits=*(uint64\u t*)的代码&x;
(其中
x
double
)是未定义的行为。@RichardCriten,即使double是ieee754 double,要求为64位?本节适用,因为在这种情况下,C样式转换相当于重新解释转换每当试图通过AliasedType类型的glvalue读取或修改DynamicType类型的对象的存储值时,该行为是未定义的,除非以下情况之一为真:“并且本例中的代码不属于允许的表达式之一。使用
std::bit_cast
避免UB(并与constepr兼容).
static inline constexpr int16_t get_exponent(double x)
{
    uint64_t bits = *(uint64_t*)&x;
    int16_t val = ((bits & 0x7FF0000000000000ULL) >> 52) - 1023;
    if(val != -1023)
        return val;
    uint64_t temp_fractal= (bits & 0x000FFFFFFFFFFFFFULL);
    for (int i = 51; i >= 0;--i) {
        if(!(temp_fractal & (0x01ULL<<i))) --val;
        else break;
    }
    return val;
}

static inline constexpr uint64_t get_fraction(double x)
{
    uint64_t bits = *(uint64_t*)&x;
    if (bits & 0x7FF0000000000000ULL)
        return (bits & 0x000FFFFFFFFFFFFFULL) | 0x0010000000000000ULL;
    uint64_t temp_fraction = bits & 0x000FFFFFFFFFFFFFULL;
    for (int i = 51; i >= 0; --i) {
        temp_fraction<<=1;
        if(0x0010000000000000ULL & temp_fraction) break;
    }
    return temp_fraction;
}

static inline constexpr bool is_reserved(double x)
{
    return get_exponent(x) == 1024;
}

static inline constexpr double my_abs(double x)
{
    uint64_t bits = *(uint64_t*)&x;
    bits &= 0x7FFFFFFFFFFFFFFFULL;
    return *(double*)&bits;
}

constexpr double make_double(bool sign, int16_t exponent, uint64_t fractal)
{
    uint64_t data = (fractal & 0x000FFFFFFFFFFFFFULL);
    assert((fractal & 0xFFF0000000000000ULL) == 0x0010000000000000ULL);
    if (exponent < -1023) {
        fractal >>= (-1022 - exponent);
        data = fractal;
        exponent = -1023;   
    }
    else if (exponent > 1023) {
        return (1-2*sign)*std::numeric_limits<double>::infinity();
    }
    {
        data |= ((uint64_t)((uint16_t)(exponent + 1023))) << 52;
        if (sign)
            data |= 0x8000000000000000ULL;
        return *(double*)&data;
    }

}

constexpr double my_sqrt(double x)
{
    if(!x || is_reserved(x))
        return x;
    if(x < 0)
        return -std::numeric_limits<double>::quiet_NaN();
    uint64_t fraction = get_fraction(x);
    int16_t exponent = get_exponent(x);
    //C standard says it rounds to zero
    int16_t half_exponent = ((exponent-1024)/2)+512;
    uint64_t test_fraction = 0x0010000000000000ULL;
    double test = make_double(0, half_exponent, test_fraction);
    if (test * test > x) half_exponent -= 1;
    //just to be safe
    test = make_double(0, half_exponent, test_fraction);
    if (test * test > x) half_exponent -= 1;
    //find each bit except last one, binary search for result
    for (int i = 51; i > 0; --i) {
        test = make_double(0, half_exponent, test_fraction | (0x01ULL<<i));
        if(test*test<x) test_fraction |= (0x01ULL << i);
    }
    double del1 = my_abs(x - test*test);
    double temp = make_double(0, half_exponent, test_fraction | 0x01ULL);
    double del2 = my_abs(x - temp * temp);
    //see if the whole fraction needs to round up by one
    if (x > temp * temp) {
        test_fraction += 2;
        //rounding up by one made the fraction too large
        if (test_fraction >= 0x0020000000000000ULL) {
            test_fraction >>= 1;
            half_exponent -= 1;
        }
        double temp2 = make_double(0, half_exponent, test_fraction);
        double del3 = my_abs(x - temp2 * temp2);
        if(del3 <del2) return temp2;
        else return temp;
    }
    else if(del2<del1) return temp;
    else return make_double(0, half_exponent, test_fraction);
}