关于C#:FLT_MIN乘法的大量经过时间

huge elapsed time for multiplication of FLT_MIN

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与其他浮点乘法相比,浮点乘法导致受flt_min seam限制的结果非常慢。在我的Linux机器上运行下面的示例代码,我得到了以下结果:

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Elapsed time for 1E09 iterations of  0 * 0.900000 : 2.623269 s
Elapsed time for 1E09 iterations of  1.17549e-38 * 0.900000 : 73.851011 s
Elapsed time for 1E09 iterations of  2.35099e-38 * 0.900000 : 2.637788 s
Elapsed time for 1E09 iterations of  0.00870937 * 0.900000 : 2.632788 s
Elapsed time for 1E09 iterations of  1 * 0.900000 :  2.654571 s
Elapsed time for 1E09 iterations of  3.40282e+38 * 0.900000 : 2.639316 s

操作1.17549E-38*0.9的时间似乎至少是其他被测乘法操作的25倍。这是一个众所周知的问题吗?

在一个时间紧迫的项目中,需要执行大量可能导致flt_min的乘法,有什么方法可以快速解决这个问题?(我不能在乘法前检查每个值,但我可以容忍乘法结果中E-5的顺序错误)

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#include <sys/time.h>
#include <stdio.h>
#include <float.h>
#define N_VALS 6
#define ALMOST_MIN FLT_MIN*2
int timeval_subtract (struct timeval *result,struct timeval * start,struct timeval *stop)
{
  long int sdiff= stop-> tv_sec - start->tv_sec;
  long int udiff=stop->tv_usec - start-> tv_usec;
  if (udiff<0)
  {
    udiff=1000000+udiff;
    sdiff--;
  }
  result->tv_sec = sdiff;
  result->tv_usec = udiff;  
}

int main()
{
  float values [N_VALS]={0.0f,FLT_MIN,ALMOST_MIN, 0.00870937f, 1.0f, FLT_MAX};
  float out, mul=0.9f;
  int i, j, err;
  struct timeval t_start, t_stop, t_elaps;
  for (j=0; j<N_VALS; j++)
  {
    err=gettimeofday(&t_start, NULL);
    for (i=0; i<1000000000; i++)
      out=values[j]*mul;

    err=gettimeofday(&t_stop, NULL);
    timeval_subtract(&t_elaps, &t_start, &t_stop);
    printf("Elapsed time for 1E09 iterations of  %g * %f : %ld.%06ld s
"
, values[j], mul, t_elaps.tv_sec, t_elaps.tv_usec);
  }
}


执行.9*flt_min需要花费更长时间的原因是,结果小于浮点所能表示的最小值。这会导致处理器引发异常,异常由操作系统处理,可能涉及到用户空间中的调用函数。与完全在硬件中完成的简单浮点乘法相比,这需要很长的时间。

如何修复?取决于您的平台和构建工具。如果您使用gcc,那么它会根据您设置的标志,尝试使用cpu设置来优化一些操作。查看gcc手册中的-ffast数学和相关浮点优化标志。请注意,使用这些标志可能导致结果不完全符合IEEE浮点规范。