quad_utils.txx 3.6 KB

123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566676869707172737475767778798081828384858687888990919293949596979899100101102103104105106107108109110111112113114115116117118119120121122123124125126127128129130131132133134135136137138139140141142143144145146147148149150151152153154155156157158159160161162163164165166167168169170171172173174175176177178179180
  1. /**
  2. * \file quad_utils.txx
  3. * \author Dhairya Malhotra, dhairya.malhotra@gmail.com
  4. * \date 7-16-2014
  5. * \brief This file contains quadruple-precision related functions.
  6. */
  7. #include <iomanip>
  8. #include <cstdlib>
  9. #include <cmath>
  10. QuadReal_t atoquad(const char* str){
  11. size_t i=0;
  12. QuadReal_t sign=1.0;
  13. for(;str[i]!='\0';i++){
  14. char c=str[i];
  15. if(c=='-') sign=-sign;
  16. if(c>='0' && c<='9') break;
  17. }
  18. QuadReal_t val=0.0;
  19. for(;str[i]!='\0';i++){
  20. char c=str[i];
  21. if(c>='0' && c<='9') val=val*10+(c-'0');
  22. else break;
  23. }
  24. if(str[i]=='.'){
  25. i++;
  26. QuadReal_t exp=1.0;exp/=10;
  27. for(;str[i]!='\0';i++){
  28. char c=str[i];
  29. if(c>='0' && c<='9') val=val+(c-'0')*exp;
  30. else break;
  31. exp/=10;
  32. }
  33. }
  34. return sign*val;
  35. }
  36. QuadReal_t fabs(const QuadReal_t& f){
  37. if(f>=0.0) return f;
  38. else return -f;
  39. }
  40. QuadReal_t sqrt(const QuadReal_t& a){
  41. QuadReal_t b=sqrt((double)a);
  42. b=b+(a/b-b)*0.5;
  43. b=b+(a/b-b)*0.5;
  44. return b;
  45. }
  46. QuadReal_t sin(const QuadReal_t& a){
  47. const size_t N=200;
  48. static std::vector<QuadReal_t> theta;
  49. static std::vector<QuadReal_t> sinval;
  50. static std::vector<QuadReal_t> cosval;
  51. if(theta.size()==0){
  52. #pragma omp critical (QUAD_SIN)
  53. if(theta.size()==0){
  54. theta.resize(N);
  55. sinval.resize(N);
  56. cosval.resize(N);
  57. QuadReal_t t=1.0;
  58. for(int i=0;i<N;i++){
  59. theta[i]=t;
  60. t=t*0.5;
  61. }
  62. sinval[N-1]=theta[N-1];
  63. cosval[N-1]=1.0-sinval[N-1]*sinval[N-1];
  64. for(int i=N-2;i>=0;i--){
  65. sinval[i]=2.0*sinval[i+1]*cosval[i+1];
  66. cosval[i]=sqrt(1.0-sinval[i]*sinval[i]);
  67. }
  68. }
  69. }
  70. QuadReal_t t=(a<0.0?-a:a);
  71. QuadReal_t sval=0.0;
  72. QuadReal_t cval=1.0;
  73. for(int i=0;i<N;i++){
  74. while(theta[i]<=t){
  75. QuadReal_t sval_=sval*cosval[i]+cval*sinval[i];
  76. QuadReal_t cval_=cval*cosval[i]-sval*sinval[i];
  77. sval=sval_;
  78. cval=cval_;
  79. t=t-theta[i];
  80. }
  81. }
  82. return (a<0.0?-sval:sval);
  83. }
  84. QuadReal_t cos(const QuadReal_t& a){
  85. const size_t N=200;
  86. static std::vector<QuadReal_t> theta;
  87. static std::vector<QuadReal_t> sinval;
  88. static std::vector<QuadReal_t> cosval;
  89. if(theta.size()==0){
  90. #pragma omp critical (QUAD_SIN)
  91. if(theta.size()==0){
  92. theta.resize(N);
  93. sinval.resize(N);
  94. cosval.resize(N);
  95. QuadReal_t t=1.0;
  96. for(int i=0;i<N;i++){
  97. theta[i]=t;
  98. t=t*0.5;
  99. }
  100. sinval[N-1]=theta[N-1];
  101. cosval[N-1]=1.0-sinval[N-1]*sinval[N-1];
  102. for(int i=N-2;i>=0;i--){
  103. sinval[i]=2.0*sinval[i+1]*cosval[i+1];
  104. cosval[i]=sqrt(1.0-sinval[i]*sinval[i]);
  105. }
  106. }
  107. }
  108. QuadReal_t t=(a<0.0?-a:a);
  109. QuadReal_t sval=0.0;
  110. QuadReal_t cval=1.0;
  111. for(int i=0;i<N;i++){
  112. while(theta[i]<=t){
  113. QuadReal_t sval_=sval*cosval[i]+cval*sinval[i];
  114. QuadReal_t cval_=cval*cosval[i]-sval*sinval[i];
  115. sval=sval_;
  116. cval=cval_;
  117. t=t-theta[i];
  118. }
  119. }
  120. return cval;
  121. }
  122. std::ostream& operator<<(std::ostream& output, const QuadReal_t& q_){
  123. int width=output.width();
  124. output<<std::setw(1);
  125. QuadReal_t q=q_;
  126. if(q<0.0){
  127. output<<"-";
  128. q=-q;
  129. }else if(q>0){
  130. output<<" ";
  131. }else{
  132. output<<" ";
  133. output<<"0.0";
  134. return output;
  135. }
  136. int exp=0;
  137. static const QuadReal_t ONETENTH=(QuadReal_t)1/10;
  138. while(q<1.0 && abs(exp)<10000){
  139. q=q*10;
  140. exp--;
  141. }
  142. while(q>=10 && abs(exp)<10000){
  143. q=q*ONETENTH;
  144. exp++;
  145. }
  146. for(size_t i=0;i<34;i++){
  147. output<<(int)q;
  148. if(i==0) output<<".";
  149. q=(q-int(q))*10;
  150. if(q==0 && i>0) break;
  151. }
  152. if(exp>0){
  153. std::cout<<"e+"<<exp;
  154. }else if(exp<0){
  155. std::cout<<"e"<<exp;
  156. }
  157. return output;
  158. }