C# 如何计算C中浮点的平方根#

如何计算

C#

中

Float

的平方根，类似于XNA中的

Core.Sqrt

，

计算它的

double

，然后返回到Float。可能有点慢，但应该可以

(float)Math.Sqrt(inputFloat)

---

我不想这么说，但0x5f3759df似乎需要3倍于Math.Sqrt的时间。我只是用定时器做了一些测试。 for循环中的Math.Sqrt访问预先计算的阵列，结果大约为80ms。 0x5f3759df在相同情况下导致180+毫秒

使用释放模式优化进行了多次测试

资料来源如下：

/*
    ================
    SquareRootFloat
    ================
    */
    unsafe static void SquareRootFloat(ref float number, out float result)
    {
        long i;
        float x, y;
        const float f = 1.5F;

        x = number * 0.5F;
        y = number;
        i = *(long*)&y;
        i = 0x5f3759df - (i >> 1);
        y = *(float*)&i;
        y = y * (f - (x * y * y));
        y = y * (f - (x * y * y));
        result = number * y;
    }

    /*
    ================
    SquareRootFloat
    ================
    */
    unsafe static float SquareRootFloat(float number)
    {
        long i;
        float x, y;
        const float f = 1.5F;

        x = number * 0.5F;
        y = number;
        i = *(long*)&y;
        i = 0x5f3759df - (i >> 1);
        y = *(float*)&i;
        y = y * (f - (x * y * y));
        y = y * (f - (x * y * y));
        return number * y;
    }

    /// <summary>
    /// The main entry point for the application.
    /// </summary>
    [STAThread]
    static void Main()
    {
        int Cycles = 10000000;
        Random rnd = new Random();
        float[] Values = new float[Cycles];
        for (int i = 0; i < Cycles; i++)
            Values[i] = (float)(rnd.NextDouble() * 10000.0);

        TimeSpan SqrtTime;

        float[] Results = new float[Cycles];

        DateTime Start = DateTime.Now;

        for (int i = 0; i < Cycles; i++)
        {
            SquareRootFloat(ref Values[i], out Results[i]);
            //Results[i] = (float)Math.Sqrt((float)Values[i]);
            //Results[i] = SquareRootFloat(Values[i]);
        }

        DateTime End = DateTime.Now;

        SqrtTime = End - Start;

        Console.WriteLine("Sqrt was " + SqrtTime.TotalMilliseconds.ToString() + " long");
        Console.ReadKey();
    }
}

/*
================
方根浮子
================
*/
不安全的静态无效SquareRootFloat（参考浮点数，超出浮点数结果）
{
龙我；
浮动x，y；
常数浮点f=1.5F；
x=数量*0.5F；
y=数量；
i=*（长*）&y；
i=0x5f3759df-（i>>1）；
y=*（浮动*）&i；
y=y*（f-（x*y*y））；
y=y*（f-（x*y*y））；
结果=数字*y；
}
/*
================
方根浮子
================
*/
不安全的静态浮点数SquareRootFloat（浮点数）
{
龙我；
浮动x，y；
常数浮点f=1.5F；
x=数量*0.5F；
y=数量；
i=*（长*）&y；
i=0x5f3759df-（i>>1）；
y=*（浮动*）&i；
y=y*（f-（x*y*y））；
y=y*（f-（x*y*y））；
返回编号*y；
}
/// 
///应用程序的主要入口点。
/// 
[状态线程]
静态void Main（）
{
整数周期=10000000；
随机rnd=新随机（）；
浮动[]值=新浮动[周期]；
对于（int i=0；i

float和double计算方式不同否？@Chris-Math.Sqrt方法接受一个double并返回一个double。这就是为什么我将参数转换为double。我看到了。但我说的是浮子。无论如何，谢谢你，我一直希望.Net能以某种方式优化它，使其成为幕后的全浮点（全32位）操作。有人知道这是否得到了优化吗？@Chris，精度将与输入相同。计算是用double来完成的。@Chris：不，有一个众所周知的浮点分析定理可以保证得到正确的结果。因为double的精度比float高得多，所以损失很小或根本不存在。通过使用浮动，您已经说过您不太关心精度。@CodeInChaos：请注意，精度损失甚至不是“非常小”。假设转换和双精度平方根被正确舍入，这将为所有可能的输入提供一个正确舍入的单精度平方根。使用强大的魔法-魔法是平方根的逆。但sqrt也有类似的魔力。这就失去了精确性。@CodeInChaos-本文中的第二个代码示例有一个sqrt的实现：“请注意，唯一真正的区别是返回值–而不是返回y，返回numbery作为平方根”*是。jball发布的内容主要是出于一种冷静的好奇心，只有在性能比精度重要得多的情况下才有用。首先，我会使用简单的内置内容，只有在性能确实需要的情况下才会切换到复杂的解决方案，并且分析表明更改实际上很重要。@CodeInChaos是绝对正确的（因此我的“强大的魔法”声明，而不是将其作为答案发布）。始终为可读性、可维护性和准确性编写代码（例如，

（float）Math.Sqrt（inputFloat）

），除非您有实际的性能问题。老实说，这看起来很离题，但无论如何都很有趣？欢迎来到堆栈溢出！虽然这个答案可能是正确和有用的，但如果你想解释一下它是如何帮助解决问题的，那就更好了。如果有一个变化（可能是无关的）导致它停止工作，并且用户需要了解它曾经是如何工作的，那么这在将来变得特别有用。

/*
    ================
    SquareRootFloat
    ================
    */
    unsafe static void SquareRootFloat(ref float number, out float result)
    {
        long i;
        float x, y;
        const float f = 1.5F;

        x = number * 0.5F;
        y = number;
        i = *(long*)&y;
        i = 0x5f3759df - (i >> 1);
        y = *(float*)&i;
        y = y * (f - (x * y * y));
        y = y * (f - (x * y * y));
        result = number * y;
    }

    /*
    ================
    SquareRootFloat
    ================
    */
    unsafe static float SquareRootFloat(float number)
    {
        long i;
        float x, y;
        const float f = 1.5F;

        x = number * 0.5F;
        y = number;
        i = *(long*)&y;
        i = 0x5f3759df - (i >> 1);
        y = *(float*)&i;
        y = y * (f - (x * y * y));
        y = y * (f - (x * y * y));
        return number * y;
    }

    /// <summary>
    /// The main entry point for the application.
    /// </summary>
    [STAThread]
    static void Main()
    {
        int Cycles = 10000000;
        Random rnd = new Random();
        float[] Values = new float[Cycles];
        for (int i = 0; i < Cycles; i++)
            Values[i] = (float)(rnd.NextDouble() * 10000.0);

        TimeSpan SqrtTime;

        float[] Results = new float[Cycles];

        DateTime Start = DateTime.Now;

        for (int i = 0; i < Cycles; i++)
        {
            SquareRootFloat(ref Values[i], out Results[i]);
            //Results[i] = (float)Math.Sqrt((float)Values[i]);
            //Results[i] = SquareRootFloat(Values[i]);
        }

        DateTime End = DateTime.Now;

        SqrtTime = End - Start;

        Console.WriteLine("Sqrt was " + SqrtTime.TotalMilliseconds.ToString() + " long");
        Console.ReadKey();
    }
}

private double operand1;  

private void squareRoot_Click(object sender, EventArgs e)
{ 
    operand1 = Math.Sqrt(operand1);
    this.textBox1.Text = operand1.ToString();
}