prototyping of reciprocal and log functions
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acc9c4821f
3
src/decn/proto/.gitignore
vendored
Normal file
3
src/decn/proto/.gitignore
vendored
Normal file
@ -0,0 +1,3 @@
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div
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ln
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src/decn/proto/Makefile
Normal file
8
src/decn/proto/Makefile
Normal file
@ -0,0 +1,8 @@
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all: div ln
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div: div_mfp.cpp
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g++ -Wall div_mfp.cpp -o div -lgmp
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ln: ln_mfp.cpp
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g++ -Wall ln_mfp.cpp -o ln -lmpfr
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98
src/decn/proto/div_mfp.cpp
Normal file
98
src/decn/proto/div_mfp.cpp
Normal file
@ -0,0 +1,98 @@
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//prototype for reciprocal function for division based on newton-raphson iteration
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#include <stdio.h>
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#include <math.h>
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#include <gmp.h>
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static const int BSIZE = 200;
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char buf[BSIZE];
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char pbuf[BSIZE];
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static const int PRECISION = 1000;
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int main(void){
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static const int MULT = 1000;
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for (int x = 1 * MULT; x < 10 * MULT; x++){
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//build number
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sprintf(pbuf, "%d", x);
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//copy with decimal point
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if (pbuf[0]){
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buf[0] = pbuf[0];
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} else {
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buf[0] = '0';
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}
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buf[1] = '.';
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int b_i = 2;
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for (int pb_i = 1; pbuf[pb_i] != '\0' && b_i < BSIZE; b_i++, pb_i++){
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buf[b_i] = pbuf[pb_i];
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}
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//null terminate
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if (b_i < BSIZE){
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buf[b_i] = '\0';
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} else {
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buf[BSIZE-1] = '\0';
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}
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//build mpf
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mpf_t x_mpf, accum, recip, actual;
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static const int CALC_PRECISION = 18;
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mpf_init2(x_mpf, CALC_PRECISION); //copy of original x
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mpf_init2(accum, CALC_PRECISION); //working register
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mpf_init2(recip, CALC_PRECISION); //current estimate of reciprocal
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mpf_init2(actual, PRECISION); //truth value for 1/x
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mpf_set_str(x_mpf, buf, 10);
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mpf_set(actual, x_mpf);
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mpf_ui_div(actual, 1, actual); //actual = 1/x
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//get estimate
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if (x <= 2.0 * MULT) {
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sprintf(buf, "%de%d", 50, -2);
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} else if (x < 3.3 * MULT) {
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sprintf(buf, "%de%d", 30, -2);
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|
} else if (x <= 5.0 * MULT) {
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||||||
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sprintf(buf, "%de%d", 20, -2);
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} else {
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sprintf(buf, "%de%d", 1, -1);
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|
}
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mpf_set_str(recip, buf, 10); //recip = estimate
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mpf_set(accum, recip); //accum = estimate
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//do division
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for (int i = 0; i < 6; i++){ //fixed number of iterations
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mpf_mul(accum, accum, x_mpf); //accum *= x;
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mpf_neg(accum, accum); //accum *= -1;
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mpf_add_ui(accum, accum, 1); //accum += 1;
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mpf_mul(accum, accum, recip); //accum *= recip;
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mpf_add(accum, accum, recip);//accum += recip;
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//recip = recip + (1 - recip*x)*recip;
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mpf_set(recip, accum); //recip = accum;
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}
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//calculate error
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mpf_t calc, diff;
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mpf_init2(calc, PRECISION);
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mpf_init2(diff, PRECISION);
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int cmp;
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mpf_set(calc, accum); //calc = accum
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mpf_reldiff(diff, actual, calc); //diff = (actual - calc)/actual
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cmp = mpf_cmp_d(diff, 4.5e-20);
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mp_exp_t exponent;
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mpf_get_str(pbuf, &exponent, 10, 20, accum);
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mpf_get_str(buf, &exponent, 10, 20, diff);
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//add decimal point
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exponent--;
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char tmp = buf[1];
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buf[1] = '.';
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for (int i = 2; i <= 5; i++){
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char tmp2 = buf[i];
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buf[i] = tmp;
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tmp = tmp2;
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}
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buf[6] = '\0';
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//print if out of tolerance
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if (cmp > 0){
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printf("%5d: %20s, %s(%ld)\n",
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x, pbuf, buf, exponent);
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}
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}
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return 0;
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}
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91
src/decn/proto/ln_mfp.cpp
Normal file
91
src/decn/proto/ln_mfp.cpp
Normal file
@ -0,0 +1,91 @@
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//prototype for natural log function based on HP Journal article
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// "Personal Calculator Algorithms IV: Logarithmic Functions"
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#include <stdio.h>
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#include <iostream>
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#include <math.h>
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#include <boost/multiprecision/mpfr.hpp>
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using namespace boost::multiprecision;
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using std::cout;
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using std::endl;
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static const int BSIZE = 200;
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char buf[BSIZE];
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char pbuf[BSIZE];
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static const int NUM_A_ARR = 10;
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mpfr_float a_arr[NUM_A_ARR];
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mpfr_float ln_a_arr[NUM_A_ARR];
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static const unsigned int CALC_PRECISION = 18;
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int main(void){
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cout << std::scientific << std::setprecision(CALC_PRECISION);
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//initiallize a_arr and ln_a_arr
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for (int i = 0; i < NUM_A_ARR; i++){
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// a[i] = (1 + 10^-i)
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mpfr_float a(-i, CALC_PRECISION);
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a = pow(10, a);
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a_arr[i] = a + 1;
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ln_a_arr[i] = log(a_arr[i]);
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cout << i << endl;
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cout << " a:" << a_arr[i] << endl;
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cout << " ln(a):" << ln_a_arr[i] << endl;
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// a_arr[i].assign(a_arr1000[i], CALC_PRECISION);
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|
// ln_a_arr[i].assign(ln_a_arr1000[i], CALC_PRECISION);
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}
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cout << endl << endl ;
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//loop through values to test
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for (mpfr_float x(0.0001, CALC_PRECISION); x < 1.0; x += 0.015625){
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//build mpf values
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mpfr_float A(x, CALC_PRECISION);
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mpfr_float b_j(1.0 - A, CALC_PRECISION); //initial b_0 = 1 - A
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mpfr_float accum(b_j, CALC_PRECISION);
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mpfr_float_1000 actual;
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actual = log(A);
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int num_times[NUM_A_ARR];
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for (int j = 0; j < NUM_A_ARR; j++){
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if (j != 0){
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b_j *= 10.0;
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}
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accum = b_j;
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int k_j = 0;
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while (accum > 0){
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b_j = accum;
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accum *= a_arr[j];
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accum -= 1.0;
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k_j++;
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}
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num_times[j] = k_j - 1;
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// printf(" %d: num_times: %d, ", j, num_times[j]);
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// cout << b_j << endl;
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}
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//build final value
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accum = b_j; //remainder
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accum *= pow(10.0, -(NUM_A_ARR - 1)); //scale remainder
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// cout << "remainder: " << accum << endl;
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for (int j = NUM_A_ARR - 1; j >= 0; j--){ //sum in reverse order
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for (int k = 0; k < num_times[j]; k++){
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accum += ln_a_arr[j];
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}
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}
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accum = -accum;
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mpfr_float_1000 calc, diff;
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calc = accum;
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diff = (actual - calc)/actual;
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if (diff > 5e-17){
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cout << x << ": ";
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cout << std::setprecision(18) << accum << ", ";
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cout << diff << endl;
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}
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}
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return 0;
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}
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