下面这个求
的函数号称比直接调用sqrt库函数快4倍,来自游戏Quake III的源代码。
分析程序之前,我 们必须解释一下 float数据在 计算机里的表示方式。一般而言,一个 float数据
共32个bit,和int数据一
样。其中前
23位
为有效数字
,后面接着一个8位数据
表示指数,最后一位表示符号,由于
这里被开方的数总是大于
0,所以我
们暂不考虑最后一个符号位。此时
如果我 们把计算机内的浮点数
看做一个整数
,那么
现在开始逐步分析函数。这个函数的主体有四个语句,分别的功能是:
int i = *( int *)&x; 这条语句把
转成
。
i = 0x5f3759df - (i>>1); 这条语句从
计算
。
x = *( float *)&i; 这条语句将
转换为
。
x = x*(1.5f - xhalf*x*x); 这时候的 x是近似解;此步就是 经典的牛顿迭代法。迭代次数越多越准确。
关 键是第二步 i = 0x5f3759df - (i>>1); 这条语句从
计算
,原理:
令
,用
和
带入之后两边取对数,再利用近似表示
,算一算就得到
若取
,
就是程序里所用的常量0x5f3759df。至于
为何选择这个
,
则应该是曲线拟合实验的结果
。
float InvSqrt (float x){
float xhalf = 0.5f*x;
int i = *(int*)&x;
i = 0x5f3759df - (i>>1);
x = *(float*)&i;
x = x*(1.5f - xhalf*x*x);
return x;
}
我
们这里分析一下它的原理(指程序的正确性,而不是解释为何快)。
分析程序之前,我 们必须解释一下 float数据在 计算机里的表示方式。一般而言,一个 float数据
如果我 们把计算机内的浮点数
现在开始逐步分析函数。这个函数的主体有四个语句,分别的功能是:
int i = *( int *)&x; 这条语句把
i = 0x5f3759df - (i>>1); 这条语句从
x = *( float *)&i; 这条语句将
x = x*(1.5f - xhalf*x*x); 这时候的 x是近似解;此步就是 经典的牛顿迭代法。迭代次数越多越准确。
关 键是第二步 i = 0x5f3759df - (i>>1); 这条语句从
令
若取