c编程中标准math.h库的pow和powf执行时间不同

如何解决c编程中标准math.h库的pow和powf执行时间不同

我目前正在用 C 代码对几种算法进行基准测试。我发现了以下无法解释的行为：

在比较 math.h 库的 pow() 和 powf() 函数的执行时间时，执行 powf() 函数比 pow() 慢两倍。>

我只使用 powf() 的 float 值和 pow() 的 double 值，所以不应该有任何隐式类型转换。

我在 beaglebone black 上执行代码并使用 gcc 编译它。目前，我不使用任何优化标志。如果使用 -O3，则执行时间几乎相同。

有没有解释为什么 powf() 慢这么多？

这是我所做的最小示例：

#include<time.h>
#include <stdio.h>
#include <math.h>

struct timespec diff_time(struct timespec start,struct timespec end)
{
    struct timespec temp;
    if ((end.tv_nsec - start.tv_nsec) < 0) {
        temp.tv_sec = end.tv_sec - start.tv_sec - 1;
        temp.tv_nsec = 1000000000 + end.tv_nsec - start.tv_nsec;
    }
    else {
        temp.tv_sec = end.tv_sec - start.tv_sec;
        temp.tv_nsec = end.tv_nsec - start.tv_nsec;
    }
    return temp;
}

int main() {

    struct timespec time1,time2;
    double time_diff; 

    double result=0;
    float resultf=0;

    double value = 234.2348;
    float valuef = 234.2348f;

    int j;

    int select_switch = 1; 

    //TIC
    clock_gettime(CLOCK_REALTIME,&time1);

    
    if (select_switch == 1) {

        for (j = 0; j < 1000; j++)
        {
            result = pow(value,2);
        }
    }

    if (select_switch == 2) {
        for (j = 0; j < 1000; j++)
        {
            resultf = powf(valuef,2.0f);
        }
    }

    if (select_switch == 4) {
        for (j = 0; j < 1000; j++)
        {
            resultf = valuef * valuef;
        }
    }


    if (select_switch == 5) {
        for (j = 0; j < 1000; j++)
        {
            result = value * value;
        }
    }

    /* TOC */

    clock_gettime(CLOCK_REALTIME,&time2);
    time_diff = diff_time(time1,time2).tv_sec * (1e3) +
        (diff_time(time1,time2).tv_nsec) * (1e-6); // in Milli Seconds 

    printf("%lf",result); 
    printf("%f",resultf); 
}

解决方法

只是在黑暗中拍摄：

• https://stackoverflow.com/a/4584707/136285

如果硬件只实现了double，那么float会比较慢，如果 作为本机双格式的转换不是免费的 浮动加载和浮动存储指令。

供参考：

• float vs double performance testing on beagle bone black