python - 为什么这段代码选择乘以(1/16777216)而不是除以16777216？

Question

我正在研究 Numpy 如何实现 random 模块和 saw the following function to generate a float32 from a random uint32 :

static NPY_INLINE float next_float(bitgen_t *bitgen_state) {
  return (next_uint32(bitgen_state) >> 8) * (1.0f / 16777216.0f);
}

我不明白为什么它们在这里乘以 (1.0f/16777216.0f)，而不是简单地除以 16777216.0f。

编辑:As we can see from compiling the two ways of writing this function, there seems to be no difference in the generated code 。所以，这似乎不是“浮点乘法比浮点除法快”的情况。

Answer 1

因为在大多数 CPU 中乘法比除法更快。

(1.0f/16777216.0f) 在编译过程中被转换为常量，然后计算机只需要在运行时使用乘法即可。

在 C++ 中，可以使用 --ffast-math 标志将编译器设置为自动执行此优化，而无需在代码中插入 x*(1/y)。但是，它可能不安全，因为结果与简单除法不同(由于舍入误差)。通过显式添加 x*(1/y)，您可以手动执行编译器使用此标志执行的操作。

旁注:正如 harold 所指出的，如果除法结果可以精确地用 float 表示，编译器可以自动执行此优化，即使没有 --ffast-math。