将float数组比较为int数组

Question

我需要对已排序数字的数组进行优化的二进制搜索算法.我做了这个,发现使用float来存储数字比使用整数更快,因为最后我必须计算

(frameNumber-this->frameNumber[imin])/(this->frameNumber[imax]-this->frameNumber[imin])

this->frameNumber[imin]是最大的frameNumber不等于,frameNumber并且this->frameNumber[imax]是最大的frame_umber .该代码用于计算两个关键帧之间的进度.frameNumber数组是静态的.我只需要对它进行一次排序.但是使用二进制搜索和上面的代码多次访问它来计算进度.

从int到float的转换花费了一些周期.然后我发现在asm中有很多fpu指令.我担心它们可能比整数慢.

所以这是问题所在.我可以将已排序的浮点数数组转换为int*并对其进行二进制搜索吗？

这意味着:

void binary_search(float key,float* array,...)
{
    int key_integer=*(int*)&key;
    int* array_intege(int*)array;
    binary_search_for_integers(key_integer,array_integer,...);
}

或者我的上述结论是错误的？(比如将int转换为浮点数不是那么算,或者浮点数之间的比较与整数相同？

非常感谢!

Answer 1

这似乎是个坏主意。正如 @rlbond 指出的那样，对浮点数据使用整数比较实际上会产生正确排序的浮点数组。（请参阅http://www.h-schmidt.net/FloatConverter/IEEE754.html以使用浮点数的二进制表示形式。）sizeof(int32_t) == sizeof(float)在使用之前请检查这一点。

像这样的 hack 并不是真正需要的。 在现代硬件上，float比较并不比比较贵多少。int（Intel Haswell：ucomiss为 1 uop，每周期吞吐量为 1。与内存操作数相比，为 2 uops，但没有微融合。并且它不能像宏融合一样cmp/jcc）但是，FP add/sub 和 FP mul 有比其整数等价物有更高的延迟，并且吞吐量更低。float将整个数组转换为写入数组似乎很愚蠢，因为您想在末尾使用最小值和最大值进行一些 FP 数学运算。

加载并转换 int 到浮点指令（x86 cvtsi2ss（有符号整数 2 标量单））与普通加载 ( movss) 大约一样快，并且占用相同的代码空间。

如果您的数据最初是整数，并且您只使用其中的一部分，请使用int（避免转换为以后不再需要的值）。如果您确实访问了所有数据，并且仅将数据用作浮点数，则将其存储为float. 如果您将其同时用作两者，则最好将其存储为int，因此当您将其用作整数时，速度会更快，而当您将其用作浮点数时，速度大约相同。

从您的代码示例中，您只是使用最小和最大位置的值？查找数组中的最小值和最大值比对整个数组进行排序要快得多。最小/最大甚至使用压缩最小指令进行矢量化。

许多平台没有像现代 Intel CPU 那样快的浮点运算，因此不要过度使用浮点运算。