C++ std:：fabs（）的优化不好？

最近，我正在使用一个应用程序，其代码类似于：

for (auto x = 0; x < width - 1 - left; ++x)
{
    // store / reset points
    temp = hPoint = 0;
    for(int channel = 0; channel < audioData.size(); channel++)
    {
        if (peakmode) /* fir rms of window size */
        {
            for (int z = 0; z < sizeFactor; z++)
            {
                temp += audioData[channel][x * sizeFactor + z + offset];
            }
            hPoint += temp / sizeFactor;
        }
        else /* highest sample in window */
        {
            for (int z = 0; z < sizeFactor; z++)
            {
                temp = audioData[channel][x * sizeFactor + z + offset];
                if (std::fabs(temp) > std::fabs(hPoint))
                hPoint = temp;
            }
        }
        .. some other code
    }
    ... some more code
}

这使得渲染时间减少了12倍，同时仍然产生相同的有效输出。请注意，audiodata中的所有内容都事先经过消毒，不包括NAN/infs/非规范化，并且只有[-1,1]的范围

这种优化是否会产生错误的结果？或者，为什么标准库函数没有这样实现？我想这与处理非正常值有关

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e：浮点模型的布局符合ieee，并且sizeof（float）==sizeof（int）==4

那么，您可以将浮点模式设置为符合ieee。通常，使用诸如

--fast math

之类的开关，编译器可以忽略诸如NaN、INF和非规范化之类的IEEE角点情况。如果编译器也使用内部函数，它可能会发出相同的代码

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顺便说一句，如果您要假设IEEE格式，那么在比较之前不需要将强制转换为浮点。IEEE格式很好：对于所有正有限值，

a标准库函数如何实现它。。。。依赖于实现。因此，您可能会发现标准库的不同实现具有不同的性能

我想在
int
不是32位的平台上可能会出现问题。您最好使用int32\u t（cstdint>）

就我所知，std:：abs以前是内联的吗？或者您观察到的优化主要是由于抑制了函数调用

我突然想到，可以将浮点转换为整数，删除符号位，然后仅使用临时变量将其转换回

不，你不能，因为这违反了法律

这种优化是否会产生错误的结果

从技术上讲，此代码导致未定义的行为，因此它总是给出错误的“结果”。不是绝对值的结果总是意外或不正确的，而是如果程序有未定义的行为，您不可能推理程序的行为

或者，为什么标准库函数没有这样实现

您的怀疑是有道理的，处理非规范值和其他异常值是很棘手的，stdlib函数也需要考虑这些，另一个原因仍然是未定义的行为

一个（非）解决方案，如果您关心性能：

您可以使用联合，而不是强制转换和指针<很不幸，它只在C中工作，而不是C++。< /强>不会导致乌布，但它仍然是不可移植的（尽管它可能与大多数IEEE -75的平台，如果不是全部）一起工作。
但是，当然，这可能比调用
fabs（）
快，也可能不快。只有一件事是肯定的：它并不总是正确的。
您可能期望
fabs（）
在硬件中实现。毕竟在1980年有一个8087指令。你不会打败硬件。
关于重构如何提高性能的一些观察：


如前所述，
x*sizeFactor+offset
可以从内部循环中分解出来

peakmode
实际上是一个改变函数行为的开关-生成两个函数，而不是测试开关的中间循环。这有两个好处：

易于维护
更少的局部变量和代码路径会妨碍优化



temp
除以
sizeFactor
可以推迟到
peakmode
版本中的
channel
循环之外

abs（hPoint）
可以在更新
hPoint
时预先计算

如果
audioData
是一个向量向量，您可以通过在
channel
循环体的开头引用
audioData[channel]
来获得一些性能优势，从而将
z
循环中的数组索引降低到一维

最后，对
fabs
的计算应用您认为合适的任何特定优化。你在这里做的任何事情都会影响便携性，所以这是最后的选择

在VS2008中，使用以下方法跟踪
hpoint
和
hIsNeg
的绝对值以记住它是正的还是负的速度大约是使用
fabs（）的两倍：

int-hIsNeg=0；
...
//内循环，更换
//如果（标准：晶圆厂（温度）>标准：晶圆厂（hPoint））
//H点=温度；
如果（温度<0）
{
如果（-temp>hpoint）
{
hpoint=-temp；
hIsNeg=1；
}
}
其他的
{
如果（温度>hpoint）
{
H点=温度；
hIsNeg=0；
}
}
...
//后循环
如果（hIsNeg）
hpoint=-hpoint；
它取决于浮点数表示法。换句话说，这是一个肮脏的把戏。这些把戏正是实现应该为您做的。它们是实现——它们为特定的平台和浮点表示以及所有其他内容而实现。：-“可能”不是软件工程中应该遇到的词。让我们检查一下。如果你想对优化着迷，这里有这样一个问题：我还将发布一个答案，其中包含一些以便携方式优化功能的建议。真是巧合。就在昨天，我在我的盒子上对各种abs实现进行了一些计时：很好，我不知道！我还将在msvc上尝试/fp开关，尽管我很确定我已经将其设置为fp:fastOn msvc您可以在您的函数（即在全局范围内）之前添加一个
#pragma intrinsic（fabs）
。@MSalters不
/Oi
启用所有的intrinsic，这样您就不需要pragmas了？在（gcc explorer）上可以很好地看到符合IEEE标准的东西“IEEE格式很好”-仅使用符号大小整数表示-0.5<-0.125，但
if ((const float &&)(*((int *)&temp) & ~0x80000000) > (const float &&)(*((int *)&hPoint) & ~0x80000000))
    hPoint = temp;

union {
    float f;
    unsigned u;
} pun = { .f = -3.14 };

pun.u &= ~0x80000000;

printf("abs(-pi) = %f\n", pun.f);

int hIsNeg=0 ;
...
//Inside loop, replacing
//    if (std::fabs(temp) > std::fabs(hPoint))
//        hPoint = temp;
if( temp < 0 )
{
    if( -temp > hpoint )
    {
        hpoint = -temp ;
        hIsNeg = 1 ;
    }
}
else
{
    if( temp > hpoint )
    {
        hpoint = temp ;
        hIsNeg = 0 ;
    }
}
...
//After loop
if( hIsNeg )
    hpoint = -hpoint ;