在C++中避免使用非规范化的值
在C++中避免使用非规范化的值
在寻找性能缺陷的过程中，我长时间阅读了关于非规范浮点值的内容。显然，非规范化的浮点值可能是一个重大的性能问题，正如这个问题所示：为什么将 0.1f 改为 0 会使性能下降10倍？我使用的是 Intel Core 2 Duo 处理器，并且使用 gcc 进行编译，使用了 -O2 选项。那么我该怎么办呢？我能否以某种方式告诉 g++ 避免非规范值？如果不能，我能以某种方式测试一个 float 是否是非规范的吗？
避免在C++中出现非规范化值
在C++中，避免出现非规范化值是一个重要的问题。非规范化值是指浮点数中指数部分为0的情况，这种情况下浮点数的表示不再遵循IEEE 754标准。出现非规范化值可能会导致计算结果不准确，甚至引发程序崩溃。
为了避免出现非规范化值，我们可以使用数学协处理器的选项来将这些值截断为零。在x86架构中，可以通过设置MXCSR控制寄存器中的FZ（Flush to Zero）标志来实现。可以在CRT实现中查找支持设置控制寄存器的函数，通常可以在
在设置了这个选项后，务必再次检查数学计算的结果。无论是否出现非规范化值，检查计算结果都是一个良好的习惯，可以帮助我们发现和解决健康问题。
避免C++中的非规范化值的问题出现的原因及解决方法
在开始之前，请确认您的代码是否真的遇到了非规范化值，并且它们对性能有可测量的影响吗？
假设您已经知道了这一点，那么您是否知道您正在使用的算法在关闭非规范化支持时是否稳定？以10倍速度得到错误的答案通常不是一个好的性能优化。
除了这些问题之外：
- 如果您想要检测非规范化值以确认其存在，您有几个选择。如果您有C99标准库或Boost库，您可以使用fpclassify宏。或者，您可以将您的数据的绝对值与最小的正规数进行比较。
- 您可以将硬件设置为将非规范化值转换为零（FTZ），或将非规范化输入视为零（DAZ）。如果在您的平台上完全支持，最简单的方法可能是使用C头文件fenv.h中的fesetenv()函数。然而，这是C标准中支持最少的功能之一，而且本质上是平台特定的。您可能想要使用一些内联汇编来直接设置FPU状态为（DAZ/FTZ）。
以上是避免C++中的非规范化值的问题出现的原因及解决方法。
避免在C++中出现非规格化值（Avoiding denormal values in C++）
在C++中，有时候会遇到处理非规格化值（denormal values）的情况。这些非规格化值是指浮点数中的一种特殊情况，其值非常接近于零，但不等于零。处理非规格化值可能会导致性能下降，因此需要采取相应的措施来避免这种情况。
判断一个浮点数是否为非规格化值可以使用以下代码：
#includeif ( std::fpclassify( flt ) == FP_SUBNORMAL )
需要注意的是，上述代码在实际中可能执行速度不够快。
在C++03中，下面的代码对我来说是有效的：
#include#include if ( flt != 0 && std::fabsf( flt ) < std::numeric_limits ::min() ) { // it's denormalized }
这段代码可以判断一个浮点数是否为非规格化值。需要注意的是，为了确定在哪里应用这段代码，可以使用一种基于样本的分析工具（如Shark、VTune或Zoom）来标记由非规格化值导致的指令速度变慢的情况。在进行微优化时，尤其是在其他优化之前和之后，分析是非常重要的。
关于性能惩罚的问题，你确定吗？我写了一个小测试程序，显示当浮点数的值为exp(-100)时，相加的速度比值为0.1时慢10倍。我完全错了吗？
答案是不完全错，性能惩罚实际上要比10倍大得多。
使用std::isnormal在大多数情况下不能达到你想要的效果，因为isnormal在其参数为零、无穷大或NaN时返回0（在寻找非规格化值时，通常只关注非规格化值，而不是那些在现代硬件上以高速处理的其他值）。
哎呀，零是真正的破坏者。谢谢提醒。
上述答案可以检测到非规格化值，但不是避免性能惩罚的好方法。更好的方法是设置浮点数单元的控制标志，以清除非规格化值，就像其他人提到的那样。