快速方形双倍

我正在寻找最快的双倍方式( double d )。 到目前为止,我提出了两种方法:

 1. d*d 2. Math.pow(d, 2) 

为了测试性能,我设置了三个测试用例,每个测试用例使用相同的种子为三种情况生成随机数,然后计算循环中的平方数1000000次。

在第一个测试用例中,使用random.nextDouble()生成数字,在第二种情况下使用random.nextDouble()*Double.MAX_VALUE ,在第三种情况下使用random.nextDouble()*Double.MAX_VALUE random.nextDouble()*Double.MIN_VALUE

几次运行的结果(近似结果,总是有一些变化,使用java 1.8运行,在Mac OSX Mavericks上为java 1.6编译)

 Approach | Case 1 | Case 2 | Case 3 ---------•--------•--------•------- 1 | ~2.16s | ~2.16s | ~2.16s 2 | ~9s | ~30s | ~60s 

结论似乎是方法1更快,但Math.pow似乎表现得有些奇怪。

所以我有两个问题:

1为什么Math.pow如此缓慢,为什么它会严重处理> 1 ,更糟糕的是< -1数?

2有没有办法提高性能超过我建议的方法1? 我在想的是:

 long l = Double.doubleToRawLongBits(d); long sign = (l & (1 << 63)); Double.longBitsToDouble((l<<1)&sign); 

但这是a)错误,b)与方法1的速度大致相同。

对数字进行平方的最快方法是将其自身相乘。

为什么Math.pow这么慢?

它实际上不是,但它正在执行取幂而不是简单的乘法。

为什么它会严重处理> 1,甚至更差,<-1数

首先,因为它做了数学。 从Javadoc它还包含许多极端情况的测试。 最后,我不会过分依赖你的微观基准。

通过与自身相乘来平方是最快的 。 因为approch可以直接转换为简单的非分支字节码(因此,间接地,机器代码)。

Math.pow()是一个非常复杂的函数,它为边缘情况提供了各种保证。 它需要被调用而不是内联。

Math.pow()很慢,因为它必须处理通用情况或将数字提升到任何给定的功率。
至于为什么它的负数较慢,这是因为它必须测试功率是正还是负以给出符号,所以这是另外一个操作。