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API Docs / Microsoft.VisualBasic.Runtime / SimdMath

SimdMath

Full name Microsoft.VisualBasic.Math.SIMD.SimdMath Assembly Microsoft.VisualBasic.Runtime Members 18

单目（逐元素一元）向量化的数学函数。

00 Remarks

设计说明：只有存在对应硬件指令的运算才会被向量化。 SimdMath.Sqrt()/SimdMath.Abs()/SimdMath.Negate()/SimdMath.Square()/SimdMath.Clamp()/ SimdMath.Reciprocal() 都可以直接映射到 Vector 原语； 而 SimdMath.Exp() 与 SimdMath.Log() 在主流 x86/ARM 处理器上没有逐元素硬件指令 （仅 AVX-512 的 ER/PF 子集提供近似指令，且精度与可用性都不足以作为默认实现）， 因此这两个函数保持与 Math 完全一致的标量实现，以保证数值结果的 确定性；对它们做“看似向量化”的多项式逼近会静默牺牲精度，这里不做这种取舍。

01 Syntax

Microsoft.VisualBasic.Math.SIMD.SimdMath

02 Methods

NameOverloadsSummary
Abs 1 逐元素绝对值：out(i) = |v(i)
Negate 1 逐元素取负：out(i) = -v(i)
Square 1 逐元素平方：out(i) = v(i) ^ 2
Sqrt 2 逐元素平方根（Double）。
Reciprocal 2 逐元素倒数（Double）：out(i) = 1 / v(i)
Clamp 1 逐元素区间钳制：out(i) = Min(Max(v(i), min), max)
Pow 1 逐元素幂运算：out(i) = v1(i) ^ v2(i)
PowScalar 1 以固定指数求幂：out(i) = v(i) ^ exponent
Exp 2 逐元素自然指数：out(i) = Exp(v(i))
Log 2 逐元素自然对数：out(i) = Log(v(i))
Abs 1
Negate 1
Square 1
Clamp 1

03 Members

method Abs #
Abs``1(``0())

逐元素绝对值：out(i) = |v(i)|

method Negate #
Negate``1(``0())

逐元素取负：out(i) = -v(i)

method Square #
Square``1(``0())

逐元素平方：out(i) = v(i) ^ 2

method Sqrt #
Sqrt(Double())

逐元素平方根（Double）。

method Sqrt overload 2 #
Sqrt(Single())

逐元素平方根（Single）。

method Reciprocal #
Reciprocal(Double())

逐元素倒数（Double）：out(i) = 1 / v(i)

method Reciprocal overload 2 #
Reciprocal(Single())

逐元素倒数（Single）：out(i) = 1 / v(i)

method Clamp #
Clamp``1(``0(), ``0, ``0)

逐元素区间钳制：out(i) = Min(Max(v(i), min), max)

Remarks

这个函数是手写展开的（而不是复用 SimdMath.Unary()）， 以避免为了捕获 min / max 而产生闭包对象的堆分配。

method Pow #
Pow(Double(), Double())

逐元素幂运算：out(i) = v1(i) ^ v2(i)

Remarks

幂运算没有逐元素硬件指令（VB 的 ^ 会编译成 Math.Pow()），因此这里保持标量实现。 当指数是编译期可知的常量时，请优先使用 SimdMath.PowScalar() —— 它能够把 常见指数（2/3/4/0.5）特化为向量化的乘法与开方。

method PowScalar #
PowScalar(Double(), Double)

以固定指数求幂：out(i) = v(i) ^ exponent

Remarks

常见指数会被特化为向量化的乘法/开方：

其余指数退回标量 ^（与 VB 运算符语义完全一致）。

method Exp #
Exp(Double())

逐元素自然指数：out(i) = Exp(v(i))

Remarks

保持与 Math.Exp() 逐位一致的标量实现， 原因见类型备注（无可用硬件指令）。

method Exp overload 2 #
Exp(Single())

逐元素自然指数（Single）。

method Log #
Log(Double())

逐元素自然对数：out(i) = Log(v(i))

Remarks

保持与 Math.Log() 逐位一致的标量实现。

method Log overload 2 #
Log(Single())

逐元素自然对数（Single）。

method Abs #
Abs(T())
method Negate #
Negate(T())
method Square #
Square(T())
method Clamp #
Clamp(T(), T, T)