使用小值时浮点运算速度较慢？答案

【问题标题】：Floating point operations is slower when small values are used?使用小值时浮点运算速度较慢？
【发布时间】：2009-07-14 15:07:59
【问题描述】：

我有以下简单的程序，可以多次将两个不同的浮点数相乘。如您所见，其中一个数字非常小。当我计算执行两个乘法的时间时，我很惊讶这个小数字比另一个花的时间长得多。使用小型双打似乎更慢...有谁知道发生了什么？

public static void main(String[] args) throws Exception
{
    long iterations = 10000000;
    double result;
    double number = 0.1D;
    double numberA = Double.MIN_VALUE;
    double numberB = 0.0008D;

    long startTime, endTime,elapsedTime;


    //Multiply numberA
    startTime = System.currentTimeMillis();

    for(int i=0; i < iterations; i++)
        result = number * numberA;

    endTime = System.currentTimeMillis();
    elapsedTime = endTime - startTime;

    System.out.println("Number A) Time elapsed: " + elapsedTime + " ms");

    //Multiply numberB
    startTime = System.currentTimeMillis();
    for(int i=0; i < iterations; i++)
        result = number * numberB;

    endTime = System.currentTimeMillis();
    elapsedTime = endTime - startTime;

    System.out.println("Number B) Time elapsed: " + elapsedTime + " ms");
}

结果：

数字 A) 已用时间：3546 毫秒
数字 B）经过的时间：110 毫秒

平台 Windows，Java 1.6.0_07

谢谢，迭戈

【问题讨论】：

标签： java floating-point

【解决方案1】：

在 IEEE 758 浮点值的最小表示附近运行时，您可能会得到“denormal”的结果。这些有时（尽管并非总是）处理得更慢。我怀疑 JVM 以某种方式专门处理它们，而不是依赖纯硬件支持，从而导致性能下降。

【讨论】：

【解决方案2】：

我的猜测是编译器被替换了

number * numberB;

具有其确切值，因为number 和numberB 都是编译器知道此时尚未更改的常量值。但是，numberA 不是一个常量值（它的值是特定于平台的），因此您必须每次都实际进行计算。尝试将Double.MIN_VALUE 替换为其实际值，看看它们的性能是否相似。

【讨论】：

不，我用 4.9E-324 替换了它，它得到了相同的结果......谢谢！！
使用 0.0000008 并开始增加 8 之前的零。
嗯，我也完全错过了您将 epsilon 乘以小于 1 的数字的事实。这几乎肯定与它有关！
我的意思是根据对数缩放的测试值绘制直方图。
我在 Ubuntu 8.04 中运行它并得到：数字 A) 时间流逝：44 毫秒数字 B) 时间流逝：49 毫秒 Windows JVM 有点奇怪...

【解决方案3】：

可能是您输入了“非正规”数字的范围（请参阅 IEEE754 格式）。在浮点单元中处理这些数字可能需要更多时间。

【讨论】：

我在 Ubuntu 8.04 中运行它并得到：数字 A) 时间流逝：44 毫秒数字 B) 时间流逝：49 毫秒 Windows JVM 有点奇怪...

【解决方案4】：

这似乎是 Windows JVM 中的错误

【讨论】：