Почему "dtoa.c " содержит так много кода?

Я буду первым, кто признает, что мои общие знания о программировании низкого уровня немного разрежены. Я понимаю многие из основных концепций, но я не использую их на регулярной основе. При этом я был абсолютно поражен тем, сколько кода было необходимо для dtoa.c.

в течение последних нескольких месяцев я работал над реализацией ECMAScript в C#, и я замедлял заполнение отверстий в моем двигателе. Прошлой ночью я начал работать над количество.прототип.метод toString который описан в разделе 15.7.4.2 на спецификация ECMAScript (pdf). В разделе 9.8.1, Примечание 3 предлагает ссылку на dtoa.c но я искал вызов, поэтому я ждал, чтобы посмотреть его. Вот что я придумал.

private IDynamic ToString(Engine engine, Args args)
{
    var thisBinding = engine.Context.ThisBinding;
    if (!(thisBinding is NumberObject) && !(thisBinding is NumberPrimitive))
    {
        throw RuntimeError.TypeError("The current 'this' must be a number or a number object.");
    }

    var num = thisBinding.ToNumberPrimitive();

    if (double.IsNaN(num))
    {
        return new StringPrimitive("NaN");
    }
    else if (double.IsPositiveInfinity(num))
    {
        return new StringPrimitive("Infinity");
    }
    else if (double.IsNegativeInfinity(num))
    {
        return new StringPrimitive("-Infinity");
    }

    var radix = !args[0].IsUndefined ? args[0].ToNumberPrimitive().Value : 10D;

    if (radix < 2D || radix > 36D)
    {
        throw RuntimeError.RangeError("The parameter [radix] must be between 2 and 36.");
    }
    else if (radix == 10D)
    {
        return num.ToStringPrimitive();
    }

    var sb = new StringBuilder();
    var isNegative = false;

    if (num < 0D)
    {
        isNegative = true;
        num = -num;
    }

    var integralPart = Math.Truncate(num);
    var decimalPart = (double)((decimal)num.Value - (decimal)integralPart);
    var radixChars = RadixMap.GetArray((int)radix);

    if (integralPart == 0D)
    {
        sb.Append('0');
    }
    else
    {
        var integralTemp = integralPart;
        while (integralTemp > 0)
        {
            sb.Append(radixChars[(int)(integralTemp % radix)]);
            integralTemp = Math.Truncate(integralTemp / radix);
        }
    }

    var count = sb.Length - 1;
    for (int i = 0; i < count; i++)
    {
        var k = count - i;
        var swap = sb[i];
        sb[i] = sb[k];
        sb[k] = swap;
    }

    if (isNegative)
    {
        sb.Insert(0, '-');
    }

    if (decimalPart == 0D)
    {
        return new StringPrimitive(sb.ToString());
    }

    var runningValue = 0D;
    var decimalIndex = 1D;
    var decimalTemp = decimalPart;

    sb.Append('.');
    while (decimalIndex < 100 && decimalPart - runningValue > 1.0e-50)
    {
        var result = decimalTemp * radix;
        var integralResult = Math.Truncate(result);
        runningValue += integralResult / Math.Pow(radix, decimalIndex++);
        decimalTemp = result - integralResult;
        sb.Append(radixChars[(int)integralResult]);
    }

    return new StringPrimitive(sb.ToString());
}

может ли кто-нибудь с большим опытом программирования низкого уровня объяснить, почему dtoa.c имеет приблизительно 40 раз как много кода? Я просто не могу представить, что C# настолько продуктивнее.

5 ответов


dtoa.c содержит две основные функции: dtoa (), которая преобразует double в string, и strtod (), которая преобразует строку в double. Он также содержит множество функций поддержки, большинство из которых предназначены для собственной реализации арифметики произвольной точности. dtoa.претензия c на славу-это получение этих преобразований правильно, и это может быть сделано только с арифметикой произвольной точности. Он также имеет код для округления конверсий правильно в четырех разных округлениях режим.

ваш код только пытается реализовать эквивалент dtoa (), и поскольку он использует плавающую точку для выполнения своих преобразований, не всегда будет получать их правильно. (Update: см. мою статью http://www.exploringbinary.com/quick-and-dirty-floating-point-to-decimal-conversion/ для деталей.)

(Я много писал об этом в своем блоге http://www.exploringbinary.com/ . Шесть из моих последних семи статей были только о конверсиях strtod (). Прочитайте их, чтобы увидеть, насколько сложно правильно округлять преобразования.)


производства хороший результаты для преобразований между десятичными и двоичными представлениями с плавающей запятой-довольно сложная проблема.

основным источником сложности является то, что многие десятичные дроби, даже простые, не могут быть точно выражается с помощью двоичной плавающей точки -- например,0.5 можно (очевидно), но 0.1 не может. И, идя в другую сторону (от двоичного до десятичного), вы обычно не хотите абсолютно точного результата (например, точное десятичное значение ближайшего числа к 0.1 который может быть представлен в IEEE-754-совместимом double - это на самом деле 0.1000000000000000055511151231257827021181583404541015625) таким образом, вы обычно хотите округления.

Итак, преобразование часто включает в себя приближение. Хорошие процедуры преобразования гарантируют производство ближе возможное приближение в рамках определенных ограничений (размер слова или количество цифр). Это где большинство сложностей.

взгляните на статья цитируется в комментарии в верхней части dtoa.c реализация, Клингер в как читать числа с плавающей запятой точно, для аромата проблемы; и, возможно, Дэвид М. гей (автор)'s бумага,правильно округленные двоично-десятичные и Десятично-двоичные преобразования.

(также, в более общем плане: Что Каждый Компьютерщик Должен Знать Об Арифметике С Плавающей Запятой.)


основываясь на быстром взгляде на него, изрядная часть версии C имеет дело с несколькими платформами и, например, похоже, что этот файл предназначен для общего использования в компиляторах (C & C++), разрядах, реализациях с плавающей запятой и платформах; с тоннами #define настраиваемость.


Я думаю, что код в dtoa.С может быть более эффективным (независимо от языка). Например, кажется, что он делает какую-то бит-скрипку, которая в руках эксперта часто означает скорость. Я предполагаю, что он просто использует менее интуитивный алгоритм по соображениям скорости.


короткий ответ: потому что dtoa.c строительство.

это точно разница между хорошо отлаженным продуктом и прототипом NIH.