C++ 是否有快速C或C++；双精度逆平方根的标准库函数？

我发现自己在打字

double foo=1.0/sqrt(...);

很多，我听说现代处理器有内置的平方根逆操作码

是否存在C或C++标准库反平方根函数

使用双精度浮点

精确到

1.0/sqrt（…）

与

1.0/sqrt（…）

的结果一样快或更快

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不，不，没有。不在C++中。没有。

为什么不试试这个<代码>#定义INSQRT（x）（1.0/sqrt（x））

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它同样快速，需要更少的输入（让你感觉它是一个函数），使用双精度，精确到1/sqrt（…）

如果你发现自己一遍又一遍地写着同样的东西，你应该想一想“函数！”：

现在，代码更加自我记录：人们不必推断

1.0/std:：sqrt（x）

是平方根的倒数，而是阅读它。此外，您现在可以插入任何您想要的实现，并且每个调用站点都会自动使用更新的定义

---

要回答您的问题，没有，它没有C（++）函数，但是现在您已经制作了一个，如果您发现您的性能太差，您可以替换您自己的定义。

如果您不怕使用自己的函数，请尝试以下操作：

template <typename T>
T invsqrt(T x)
{
    return 1.0 / std::sqrt(x);
}

模板
T invsqrt（T x）
{
返回1.0/std:：sqrt（x）；
}

---

它应该与任何现代优化编译器中的原始

1.0/std:：sqrt（x）

一样快。此外，它还可以用于双精度或浮点。

您可以使用此函数进行更快的平方根求逆运算
维基百科上有一篇文章介绍了它的工作原理：
还有这个算法的C版本

float invSqrt( float number ){
    union {
        float f;
        uint32_t i;
    } conv;

    float x2;
    const float threehalfs = 1.5F;

    x2 = number * 0.5F;
    conv.f  = number;
    conv.i  = 0x5f3759df - ( conv.i >> 1 );
    conv.f  = conv.f * ( threehalfs - ( x2 * conv.f * conv.f ) );
    return conv.f;
}

---

违反限制1。二,。（这也不是标准的），但它仍然可以帮助人们浏览

我曾经及时编译过您想要的确切汇编操作：

RSQRTSS

（单精度，可以，但应该与双精度类似）

我的代码如下（参见我在另一篇文章中的代码）：

typedef float（*JITFunc）（）；
JITFunc func；
asmjit:：jit运行时jit_运行时；
asmjit：：代码持有者代码；
init（jit_runtime.getCodeInfo（））；
asmjit:：x86编译器cc（&code）；
cc.addFunc（asmjit:：functSignature0（））；
浮动值=2.71；//一些示例值。
asmjit:：X86Xmm x=cc.newXmm（）；
uint32\u t*i=重新解释铸件和价值；
cc.mov（asmjit:：x86:：eax，i[0]）；
cc.movd（x，asmjit:：x86:：eax）；
抄送rsqrtss（x，x）；//asm功能。
cc.ret（x）；
cc.endFunc（）；
cc.finalize（）；
jit_runtime.add（&func，&code）；
//现在，func（）可以用作rsqrt（value）的结果。

---

如果只执行一次JIT编译部分，稍后使用不同的值调用它，那么这应该比

1.0/sqrt（…）

更快（虽然精度稍低，但这是您所说的内置操作固有的），但这并不意味着您不能使用快速反向sqrt指令，只要您愿意编写平台相关的内部函数

以64位x86和AVX为例，您可以使用 近似平方根的倒数。或者更具体地说：使用SIMD，一次执行8个平方根

#include <immintrin.h>

...

float inputs[8] = { ... } __attribute__ ((aligned (32)));
__m256 input = _mm256_load_ps(inputs);
__m256 invroot = _mm256_rsqrt_ps(input);

#包括
...
浮点输入[8]={…}uuuuu属性_uuu（（对齐（32））；
__m256输入=mm256_load_ps（输入）；
__m256 invroot=_mm256_rsqrt_ps（输入）；

类似地，您可以将ARM上的固有功能与NEON一起使用。在本例中，SIMD的宽度为4，因此它将在一次go中计算四个平方反根

#include <arm_neon.h>

...

float32x4_t sqrt_reciprocal = vrsqrteq_f32(x);

#包括
...
浮动32x4_t sqrt_倒数=vrsqrteq_f32（x）；

---

即使每批只需要一个根值，它仍然比完整的平方根快。只需在SIMD寄存器的所有或一个通道中设置输入。这样，您就不必通过加载操作来遍历内存。在x86上通过

\u mm256\u set1\u ps（x）

@Pherric Oxide:这是平方反比，而不是平方反比。#定义INSQRT（x）（1.0/sqrt（x））您听说过的内置平方反比指令是近似值，不像

sqrt

那样精确。马克·兰瑟姆：这基本上就是我想要的答案。我没有投反对票，但当函数可以运行时，这里的宏没有用。（你甚至自己说过：让它感觉像一个函数？只是真正地做一个函数。）@gmannick我没有将它转换成函数的原因是，因为问题清楚地提到：“与1.0/sqrt（…）的结果一样快或更快。”。将其变为函数将增加额外的开销，使“语句”1.0/sqrt（…）变慢。过去十年中的任何编译器都不会这样做。@PrototypeStark：请提供基准来支持您的说法，即使用真正的函数会变慢。在没有证据表明宏需要满足某些标准的情况下，可以安全地避免使用宏。也就是说，我总是随身携带我的

#define isNaN（x）（（x）！=（x））

；有时候感觉这么糟糕真是太好了。这违反了问题中的第三条规则！很抱歉，据我所知，它应该“一样快”。阅读以了解为什么模板函数应该比非模板代码慢。此外，如果在gcc中启用

-ffast math

，它将使用平方根反比的近似值。这将确保它和普通平方根一样快。@PrototypeStark：因为它不像或那样简单。一个是类型检查、可调试、可作用域、可重载、对其参数进行一次计算等（函数的所有特性），另一个不是。这是一个单一的否决票，这不是世界末日；我理解没有从当事人自己那里得到一个理由是令人沮丧的，但事实就是如此。我认为阅读

1.0/sqrt（x）

as更容易

#include <immintrin.h>

...

float inputs[8] = { ... } __attribute__ ((aligned (32)));
__m256 input = _mm256_load_ps(inputs);
__m256 invroot = _mm256_rsqrt_ps(input);

#include <arm_neon.h>

...

float32x4_t sqrt_reciprocal = vrsqrteq_f32(x);