需要帮助将代码从C转换为Java

Question

从this文章。这里的代码：

float InvSqrt(float x){ // line 0 
    float xhalf = 0.5f * x; 
    int i = *(int*)&x; // store floating-point bits in integer 
    i = 0x5f3759d5 - (i >> 1); // initial guess for Newton's method 
    x = *(float*)&i; // convert new bits into float 
    x = x*(1.5f - xhalf*x*x); // One round of Newton's method 
    return x; 
} 

......我甚至不能告诉如果这是C或C++。 [好吧显然它是C，谢谢]有人可以帮我把它翻译成Java吗？这是（只是，我希望）第2行和第4行令我困惑。

Answer 1

你想使用这些方法：

• Float.floatToIntBits
• Float.intBitsToFloat

而且有可能是strictfp问题等

这大致是这样的：（注意：这是未经测试的！）

float InvSqrt(float x){ // line 0 
    float xhalf = 0.5f * x; 
    int i = Float.floatToIntBits(x); // store floating-point bits in integer 
    i = 0x5f3759d5 - (i >> 1); // initial guess for Newton's method 
    x = Float.intBitsToFloat(i); // convert new bits into float 
    x = x*(1.5f - xhalf*x*x); // One round of Newton's method 
    return x; 
} 

Answer 2

您引用的代码是C，尽管注释是C++风格。

代码在做什么涉及在位级别存储浮点值的方式的知识。 “神奇数字”0x5f3759d5有一些特殊的价值。

当i被初始化时，浮点数x的值被访问，因为x的地址被取消引用。因此，i加载了浮点值的前32位。在下一行，x写入i的内容，更新工作近似值。

我已经读过，当John Carmack用Id的开源Quake引擎发布它时，这段代码变得流行起来。代码的目的是快速计算1/Sqrt（x），用于图形引擎的照明计算。

我不会将这段代码直接转换为Java，因为它使用上面描述的“类型双引号” - 当它访问内存中的float时，就好像它是一个int。 Java阻止了这种活动，但正如其他人指出的那样，Float对象提供了一些方法。

在C中使用这个奇怪的实现的目的是为了它非常快。在写作的时候，我想这种方法有了很大的改进。我想知道这个差异是否值得今天浮点运算变得更快。

使用Java方法将float转换为整数位并返回可能比直接使用平方根的Java数学函数计算反平方根要慢。

Answer 3

这些行用于在位图模式之间转换float和int。 Java在java.lang.Float中有静态方法 - 其他所有内容都是相同的。

static float InvSqrt(float x) { // line 0 
    float xhalf = 0.5f * x; 
    int i = Float.floatToIntBits(x); // store floating-point bits in integer 
    i = 0x5f3759d5 - (i >> 1); // initial guess for Newton's method 
    x = Float.intBitsToFloat(i); // convert new bits into float 
    x = x * (1.5f - xhalf * x * x); // One round of Newton's method 
    return x; 
} 

Answer 4

你关心的行很简单。第2行采用float x中的字节，这些字节位于IEEE754等浮点表示中，并以整数形式存储它们，完全按照它们的方式存储。这将导致一个完全不同的数字，因为整数和浮点数在字节形式中表示不同。第4行完成相反的操作，并将该int中的字节再次传送到浮点数

Answer 5

好吧我在这里出去走走，因为我知道C但我不知道Java。

在Java中正确地重写这个C代码是乞求麻烦。即使在C中，代码也是不可移植的。 其中，它依赖于： 浮点数的大小。 整数的大小。 浮点数的内部表示。 浮点数和整数的字节对齐。 使用逻辑右移 来实现右移（即i >> 1），而不是算术右移（其将在 中以高位1位整数移位1，因此不再等于将 除以2） 。

我知道Java编译成字节码而不是直接写入 机器码。字节码解释器的实现者根据字节码的规范使用 假设，并理解 由编译器从可感知输入源 码输出的内容。

这样的黑客不属于“合理的输入源”。

没有理由期望解释器会用你的C hack更快地执行 ，实际上它有一个很好的机会 它会更慢。

我的建议是：IGNORE C代码。

寻找以Java为中心的效率增益。

的C劈的概念是：

近似1 /平方（X）通过利用知识浮点数的内部 表示已经具有 指数细分数目，指数（x）如果你已经有指数（x），那么/ 2比 的计算速度快于根（x）。

然后hack执行牛顿方法的一个迭代 以减少近似中的误差。我假设 一次迭代将错误减少到可以容忍的程度。

也许这个概念值得在Java中进行调查， 但细节将取决于深入了解 如何实现JAVA，而不是C如何实现。