STL中的acos和atan函数是否会占用大量CPU周期？

Question

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我想计算两个向量之间的角度，但我发现这些反三角函数如acos和atan使用了大量的CPU周期。有没有一种方法可以在不使用这些函数的情况下完成这个计算？此外，在优化时是否真的会受到这些函数的影响？

- jan

你确定你需要原始角度吗？是的，在我的经验中，三角函数即使在现代CPU和高优化设置下也非常慢。发布您要解决的完整问题，我们可以告诉您是否可以使用点积/叉积来替代。 - user168715

4个回答

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这完全取决于实现。当然，您可以使用第三方实现或近似值，但首先应该分析和确定瓶颈在哪里。

- Matthew Flaschen

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如果这些函数确实是瓶颈，而您只需要一个近似值，那么您可以尝试使用这些函数的泰勒级数展开的前几项。下一个未使用的项的大小表示您的近似值中的误差。反余弦泰勒级数反正切泰勒级数

- Emile Cormier

有没有人被 Wolfram Alpha 深深震撼到？你可以问它任何问题！试试“非负荷欧洲燕子的空速是多少？” - Emile Cormier

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atan和acos的实现取决于编译器和优化设置。许多实现将使用表格并进行插值以获得最近的值。

首先尝试以下几点：

- Thomas Matthews

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可以查看英文原文，
原文链接

- David Thornley · Accepted Answer

STL库中没有这样的功能；这些功能在数学库中。

此外，你确定在这里高效很重要吗？你是否分析过这些函数调用在热点中出现的频率？你是否知道使用这些函数的性能不佳？在进行微小优化之前，应该先回答这些问题。

为了提供建议，你打算怎么做？它需要有多准确？

如果需要高精度的实际角度，则可能无法做得更好。如果只需要进行一些比较，可以使用绝对值和点积来获取角度的余弦。如果不需要精度，可以这样做并使用acos查找表。如果将其用作另一个计算的输入，则可以使用一些几何或三角恒等式来避免找到反余弦或反正切。

无论如何，一旦完成所需的优化，应该进行前后时间运行以查看是否已经取得了显著的差异。