Anforderungen  |   Konzepte  |   Entwurf  |   Entwicklung  |   Qualitätssicherung  |   Lebenszyklus  |   Steuerung
 
 
 
 


Quelle  FdlibmTranslit.java   Sprache: JAVA

 
/*
 * Copyright (c) 1998, 2016, Oracle and/or its affiliates. All rights reserved.
 * DO NOT ALTER OR REMOVE COPYRIGHT NOTICES OR THIS FILE HEADER.
 *
 * This code is free software; you can redistribute it and/or modify it
 * under the terms of the GNU General Public License version 2 only, as
 * published by the Free Software Foundation.  Oracle designates this
 * particular file as subject to the "Classpath" exception as provided
 * by Oracle in the LICENSE file that accompanied this code.
 *
 * This code is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
 * ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
 * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
 * version 2 for more details (a copy is included in the LICENSE file that
 * accompanied this code).
 *
 * You should have received a copy of the GNU General Public License version
 * 2 along with this work; if not, write to the Free Software Foundation,
 * Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
 *
 * Please contact Oracle, 500 Oracle Parkway, Redwood Shores, CA 94065 USA
 * or visit www.oracle.com if you need additional information or have any
 * questions.
 */


/**
 * A transliteration of the "Freely Distributable Math Library"
 * algorithms from C into Java. That is, this port of the algorithms
 * is as close to the C originals as possible while still being
 * readable legal Java.
 */

public class FdlibmTranslit {
    private FdlibmTranslit() {
        throw new UnsupportedOperationException("No FdLibmTranslit instances for you.");
    }

    /**
     * Return the low-order 32 bits of the double argument as an int.
     */

    private static int __LO(double x) {
        long transducer = Double.doubleToRawLongBits(x);
        return (int)transducer;
    }

    /**
     * Return a double with its low-order bits of the second argument
     * and the high-order bits of the first argument..
     */

    private static double __LO(double x, int low) {
        long transX = Double.doubleToRawLongBits(x);
        return Double.longBitsToDouble((transX & 0xFFFF_FFFF_0000_0000L) |
                                       (low    & 0x0000_0000_FFFF_FFFFL));
    }

    /**
     * Return the high-order 32 bits of the double argument as an int.
     */

    private static int __HI(double x) {
        long transducer = Double.doubleToRawLongBits(x);
        return (int)(transducer >> 32);
    }

    /**
     * Return a double with its high-order bits of the second argument
     * and the low-order bits of the first argument..
     */

    private static double __HI(double x, int high) {
        long transX = Double.doubleToRawLongBits(x);
        return Double.longBitsToDouble((transX & 0x0000_0000_FFFF_FFFFL) |
                                       ( ((long)high)) << 32 );
    }

    public static double hypot(double x, double y) {
        return Hypot.compute(x, y);
    }

    /**
     * cbrt(x)
     * Return cube root of x
     */

    public static class Cbrt {
        // unsigned
        private static final int B1 = 715094163; /* B1 = (682-0.03306235651)*2**20 */
        private static final int B2 = 696219795; /* B2 = (664-0.03306235651)*2**20 */

        private static final double C =  5.42857142857142815906e-01; /* 19/35     = 0x3FE15F15, 0xF15F15F1 */
        private static final double D = -7.05306122448979611050e-01; /* -864/1225 = 0xBFE691DE, 0x2532C834 */
        private static final double E =  1.41428571428571436819e+00; /* 99/70     = 0x3FF6A0EA, 0x0EA0EA0F */
        private static final double F =  1.60714285714285720630e+00; /* 45/28     = 0x3FF9B6DB, 0x6DB6DB6E */
        private static final double G =  3.57142857142857150787e-01; /* 5/14      = 0x3FD6DB6D, 0xB6DB6DB7 */

        public static strictfp double compute(double x) {
            int     hx;
            double  r, s, t=0.0, w;
            int sign; // unsigned

            hx = __HI(x);           // high word of x
            sign = hx & 0x80000000;             // sign= sign(x)
            hx  ^= sign;
            if (hx >= 0x7ff00000)
                return (x+x); // cbrt(NaN,INF) is itself
            if ((hx | __LO(x)) == 0)
                return(x);          // cbrt(0) is itself

            x = __HI(x, hx);   // x <- |x|
            // rough cbrt to 5 bits
            if (hx < 0x00100000) {               // subnormal number
                t = __HI(t, 0x43500000);          // set t= 2**54
                t *= x;
                t = __HI(t, __HI(t)/3+B2);
            } else {
                t = __HI(t, hx/3+B1);
            }

            // new cbrt to 23 bits, may be implemented in single precision
            r = t * t/x;
            s = C + r*t;
            t *= G + F/(s + E + D/s);

            // chopped to 20 bits and make it larger than cbrt(x)
            t = __LO(t, 0);
            t = __HI(t, __HI(t)+0x00000001);


            // one step newton iteration to 53 bits with error less than 0.667 ulps
            s = t * t;          // t*t is exact
            r = x / s;
            w = t + t;
            r= (r - t)/(w + r);  // r-s is exact
            t= t + t*r;

            // retore the sign bit
            t = __HI(t, __HI(t) | sign);
            return(t);
        }
    }

    /**
     * hypot(x,y)
     *
     * Method :
     *      If (assume round-to-nearest) z = x*x + y*y
     *      has error less than sqrt(2)/2 ulp, than
     *      sqrt(z) has error less than 1 ulp (exercise).
     *
     *      So, compute sqrt(x*x + y*y) with some care as
     *      follows to get the error below 1 ulp:
     *
     *      Assume x > y > 0;
     *      (if possible, set rounding to round-to-nearest)
     *      1. if x > 2y  use
     *              x1*x1 + (y*y + (x2*(x + x1))) for x*x + y*y
     *      where x1 = x with lower 32 bits cleared, x2 = x - x1; else
     *      2. if x <= 2y use
     *              t1*y1 + ((x-y) * (x-y) + (t1*y2 + t2*y))
     *      where t1 = 2x with lower 32 bits cleared, t2 = 2x - t1,
     *      y1= y with lower 32 bits chopped, y2 = y - y1.
     *
     *      NOTE: scaling may be necessary if some argument is too
     *            large or too tiny
     *
     * Special cases:
     *      hypot(x,y) is INF if x or y is +INF or -INF; else
     *      hypot(x,y) is NAN if x or y is NAN.
     *
     * Accuracy:
     *      hypot(x,y) returns sqrt(x^2 + y^2) with error less
     *      than 1 ulps (units in the last place)
     */

    static class Hypot {
        public static double compute(double x, double y) {
            double a = x;
            double b = y;
            double t1, t2, y1, y2, w;
            int j, k, ha, hb;

            ha = __HI(x) & 0x7fffffff;        // high word of  x
            hb = __HI(y) & 0x7fffffff;        // high word of  y
            if(hb > ha) {
                a = y;
                b = x;
                j = ha;
                ha = hb;
                hb = j;
            } else {
                a = x;
                b = y;
            }
            a = __HI(a, ha);   // a <- |a|
            b = __HI(b, hb);   // b <- |b|
            if ((ha - hb) > 0x3c00000) {
                return a + b;  // x / y > 2**60
            }
            k=0;
            if (ha > 0x5f300000) {   // a>2**500
                if (ha >= 0x7ff00000) {       // Inf or NaN
                    w = a + b;                // for sNaN
                    if (((ha & 0xfffff) | __LO(a)) == 0)
                        w = a;
                    if (((hb ^ 0x7ff00000) | __LO(b)) == 0)
                        w = b;
                    return w;
                }
                // scale a and b by 2**-600
                ha -= 0x25800000;
                hb -= 0x25800000;
                k += 600;
                a = __HI(a, ha);
                b = __HI(b, hb);
            }
            if (hb < 0x20b00000) {   // b < 2**-500
                if (hb <= 0x000fffff) {      // subnormal b or 0 */
                    if ((hb | (__LO(b))) == 0)
                        return a;
                    t1 = 0;
                    t1 = __HI(t1, 0x7fd00000);  // t1=2^1022
                    b *= t1;
                    a *= t1;
                    k -= 1022;
                } else {            // scale a and b by 2^600
                    ha += 0x25800000;       // a *= 2^600
                    hb += 0x25800000;       // b *= 2^600
                    k -= 600;
                    a = __HI(a, ha);
                    b = __HI(b, hb);
                }
            }
            // medium size a and b
            w = a - b;
            if (w > b) {
                t1 = 0;
                t1 = __HI(t1, ha);
                t2 = a - t1;
                w  = Math.sqrt(t1*t1 - (b*(-b) - t2 * (a + t1)));
            } else {
                a  = a + a;
                y1 = 0;
                y1 = __HI(y1, hb);
                y2 = b - y1;
                t1 = 0;
                t1 = __HI(t1, ha + 0x00100000);
                t2 = a - t1;
                w  = Math.sqrt(t1*y1 - (w*(-w) - (t1*y2 + t2*b)));
            }
            if (k != 0) {
                t1 = 1.0;
                int t1_hi = __HI(t1);
                t1_hi += (k << 20);
                t1 = __HI(t1, t1_hi);
                return t1 * w;
            } else
                return w;
        }
    }

    /**
     * Returns the exponential of x.
     *
     * Method
     *   1. Argument reduction:
     *      Reduce x to an r so that |r| <= 0.5*ln2 ~ 0.34658.
     *      Given x, find r and integer k such that
     *
     *               x = k*ln2 + r,  |r| <= 0.5*ln2.
     *
     *      Here r will be represented as r = hi-lo for better
     *      accuracy.
     *
     *   2. Approximation of exp(r) by a special rational function on
     *      the interval [0,0.34658]:
     *      Write
     *          R(r**2) = r*(exp(r)+1)/(exp(r)-1) = 2 + r*r/6 - r**4/360 + ...
     *      We use a special Reme algorithm on [0,0.34658] to generate
     *      a polynomial of degree 5 to approximate R. The maximum error
     *      of this polynomial approximation is bounded by 2**-59. In
     *      other words,
     *          R(z) ~ 2.0 + P1*z + P2*z**2 + P3*z**3 + P4*z**4 + P5*z**5
     *      (where z=r*r, and the values of P1 to P5 are listed below)
     *      and
     *          |                  5          |     -59
     *          | 2.0+P1*z+...+P5*z   -  R(z) | <= 2
     *          |                             |
     *      The computation of exp(r) thus becomes
     *                             2*r
     *              exp(r) = 1 + -------
     *                            R - r
     *                                 r*R1(r)
     *                     = 1 + r + ----------- (for better accuracy)
     *                                2 - R1(r)
     *      where
     *                               2       4             10
     *              R1(r) = r - (P1*r  + P2*r  + ... + P5*r   ).
     *
     *   3. Scale back to obtain exp(x):
     *      From step 1, we have
     *         exp(x) = 2^k * exp(r)
     *
     * Special cases:
     *      exp(INF) is INF, exp(NaN) is NaN;
     *      exp(-INF) is 0, and
     *      for finite argument, only exp(0)=1 is exact.
     *
     * Accuracy:
     *      according to an error analysis, the error is always less than
     *      1 ulp (unit in the last place).
     *
     * Misc. info.
     *      For IEEE double
     *          if x >  7.09782712893383973096e+02 then exp(x) overflow
     *          if x < -7.45133219101941108420e+02 then exp(x) underflow
     *
     * Constants:
     * The hexadecimal values are the intended ones for the following
     * constants. The decimal values may be used, provided that the
     * compiler will convert from decimal to binary accurately enough
     * to produce the hexadecimal values shown.
     */

    static class Exp {
        private static final double one     = 1.0;
        private static final double[] halF = {0.5,-0.5,};
        private static final double huge    = 1.0e+300;
        private static final double twom1000= 9.33263618503218878990e-302;      /* 2**-1000=0x01700000,0*/
        private static final double o_threshold=  7.09782712893383973096e+02;   /* 0x40862E42, 0xFEFA39EF */
        private static final double u_threshold= -7.45133219101941108420e+02;   /* 0xc0874910, 0xD52D3051 */
        private static final double[] ln2HI   ={ 6.93147180369123816490e-01,    /* 0x3fe62e42, 0xfee00000 */
                                                 -6.93147180369123816490e-01};  /* 0xbfe62e42, 0xfee00000 */
        private static final double[] ln2LO   ={ 1.90821492927058770002e-10,    /* 0x3dea39ef, 0x35793c76 */
                                                 -1.90821492927058770002e-10,}; /* 0xbdea39ef, 0x35793c76 */
        private static final double invln2 =  1.44269504088896338700e+00;       /* 0x3ff71547, 0x652b82fe */
        private static final double P1   =  1.66666666666666019037e-01;         /* 0x3FC55555, 0x5555553E */
        private static final double P2   = -2.77777777770155933842e-03;         /* 0xBF66C16C, 0x16BEBD93 */
        private static final double P3   =  6.61375632143793436117e-05;         /* 0x3F11566A, 0xAF25DE2C */
        private static final double P4   = -1.65339022054652515390e-06;         /* 0xBEBBBD41, 0xC5D26BF1 */
        private static final double P5   =  4.13813679705723846039e-08;         /* 0x3E663769, 0x72BEA4D0 */

        public static strictfp double compute(double x) {
            double y,hi=0,lo=0,c,t;
            int k=0,xsb;
            /*unsigned*/ int hx;

            hx  = __HI(x);  /* high word of x */
            xsb = (hx>>31)&1;               /* sign bit of x */
            hx &= 0x7fffffff;               /* high word of |x| */

            /* filter out non-finite argument */
            if(hx >= 0x40862E42) {                  /* if |x|>=709.78... */
                if(hx>=0x7ff00000) {
                    if(((hx&0xfffff)|__LO(x))!=0)
                        return x+x;                /* NaN */
                    else return (xsb==0)? x:0.0;    /* exp(+-inf)={inf,0} */
                }
                if(x > o_threshold) return huge*huge; /* overflow */
                if(x < u_threshold) return twom1000*twom1000; /* underflow */
            }

            /* argument reduction */
            if(hx > 0x3fd62e42) {           /* if  |x| > 0.5 ln2 */
                if(hx < 0x3FF0A2B2) {       /* and |x| < 1.5 ln2 */
                    hi = x-ln2HI[xsb]; lo=ln2LO[xsb]; k = 1-xsb-xsb;
                } else {
                    k  = (int)(invln2*x+halF[xsb]);
                    t  = k;
                    hi = x - t*ln2HI[0];    /* t*ln2HI is exact here */
                    lo = t*ln2LO[0];
                }
                x  = hi - lo;
            }
            else if(hx < 0x3e300000)  {     /* when |x|<2**-28 */
                if(huge+x>one) return one+x;/* trigger inexact */
            }
            else k = 0;

            /* x is now in primary range */
            t  = x*x;
            c  = x - t*(P1+t*(P2+t*(P3+t*(P4+t*P5))));
            if(k==0)        return one-((x*c)/(c-2.0)-x);
            else            y = one-((lo-(x*c)/(2.0-c))-hi);
            if(k >= -1021) {
                y = __HI(y, __HI(y) + (k<<20)); /* add k to y's exponent */
                return y;
            } else {
                y = __HI(y, __HI(y) + ((k+1000)<<20));/* add k to y's exponent */
                return y*twom1000;
            }
        }
    }
}

88%


¤ Dauer der Verarbeitung: 0.3 Sekunden  (vorverarbeitet)  ¤

*© Formatika GbR, Deutschland






Wurzel

Suchen

Beweissystem der NASA

Beweissystem Isabelle

NIST Cobol Testsuite

Cephes Mathematical Library

Wiener Entwicklungsmethode

Haftungshinweis

Die Informationen auf dieser Webseite wurden nach bestem Wissen sorgfältig zusammengestellt. Es wird jedoch weder Vollständigkeit, noch Richtigkeit, noch Qualität der bereit gestellten Informationen zugesichert.

Bemerkung:

Die farbliche Syntaxdarstellung ist noch experimentell.






                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     


Neuigkeiten

     Aktuelles
     Motto des Tages

Software

     Produkte
     Quellcodebibliothek

Aktivitäten

     Artikel über Sicherheit
     Anleitung zur Aktivierung von SSL

Muße

     Gedichte
     Musik
     Bilder

Jenseits des Üblichen ....

Besucherstatistik

Besucherstatistik

Monitoring

Montastic status badge