双精度数据类型的简单数学运算比浮点数据类型更快？ [复制]

可能的重复：
C# 中的双精度数比浮点数快吗？ https://stackoverflow.com/questions/158889/are-doubles-faster-than-floats-in-c

我编写了简单的基准测试来检查我可以改变多少性能double数据类型为float在我的应用程序中。这是我的代码：

    // my form: 
    // one textbox: textbox1 (MultiLine property set to true)
    // one button: button1 with event button1_Click

    private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
    {

        int num = 10000000;

        float[] floats1 = new float[num];
        float[] floats2 = new float[num];
        float[] floatsr = new float[num];  // array for results
        double[] doubles1 = new double[num];
        double[] doubles2 = new double[num];
        double[] doublesr = new double[num]; // array for results

        Stopwatch stw = new Stopwatch();

        log("Preparing data");

        Random rnd = new Random();

        stw.Start();

        for (int i = 0; i < num; i++)
        {
            floats1[i] = NextFloat(rnd);
            floats2[i] = NextFloat(rnd);
            doubles1[i] = rnd.NextDouble();
            doubles2[i] = rnd.NextDouble();
        }
        stw.Stop();
        log(stw.Elapsed.TotalMilliseconds.ToString()+"ms");
        stw.Reset();




        log("");


        stw.Start();
        for (int i = 0; i <# i++)
        {
            floatsr[i] = floats1[i] * floats2[i];
        }
        stw.Stop();
        log("Multiplying floats: " + stw.Elapsed.TotalMilliseconds.ToString() + "ms");
        stw.Reset();



        stw.Start();
        for (int i = 0; i < num; i++)
        {
            doublesr[i] = doubles1[i] * doubles2[i];
        }
        stw.Stop();
        log("Multiplying doubles: " + stw.Elapsed.TotalMilliseconds.ToString() + "ms");
        stw.Reset();


        stw.Start();
        for (int i = 0; i < num; i++)
        {
            floatsr[i] = floats1[i] / floats2[i];
        }
        stw.Stop();
        log("Dividing floats: " + stw.Elapsed.TotalMilliseconds.ToString() + "ms");
        stw.Reset();


        stw.Start();
        for (int i = 0; i < num; i++)
        {
            doublesr[i] = doubles1[i] / doubles2[i];
        }
        stw.Stop();
        log("Dividing doubles: " + stw.Elapsed.TotalMilliseconds.ToString() + "ms");
        stw.Reset();

    }

    private void log(string text)
    {
        textBox1.Text = textBox1.Text + text + Environment.NewLine;
    }

    // I found that function somewhere on stackoverflow
    static float NextFloat(Random random)
    {
        double mantissa = (random.NextDouble() * 2.0) - 1.0;
        double exponent = Math.Pow(2.0, random.Next(-126, 128));
        return (float)(mantissa * exponent);
    }

我得到这样的结果（发布，无调试，Intel Mobile Core Duo T2500 2.0GHz 2MB CPU）：

Preparing data 5275,6862ms

Multiplying floats: 442,7865ms 
Multiplying doubles: 169,4028ms
Dividing floats: 550,7052ms 
Dividing doubles: 164,1607ms

我很惊讶，对double几乎比操作快 3 倍float。我在这里搜索“double float”，发现了这个：

使用 double 比 float 快吗？ https://stackoverflow.com/questions/3426165/is-using-double-faster-than-float

最佳答案集中在CPU架构上，但我不能同意这一点。

我怀疑其他原因导致浮点性能低下，因为我的带有 Intel SSE 的 CPU 应该能够一次乘法或除法 4 个浮点（打包浮点指令），或者一次乘法或除法 2 个双精度数。所以浮动应该更快。

也许编译器（或 .net 中的 clr）正在以某种方式优化内存使用？

有没有办法优化一下，让浮动更快？

请不要报告重复的问题，我看到了其他问题，但它们并不能令我满意。

更改生成浮点数的方法后的结果现在看起来不错（Servy 建议）：

Preparing data 1367,0678ms

Multiplying floats: 109,8742ms 
Multiplying doubles: 149,9555ms
Dividing floats: 167,0079ms 
Dividing doubles: 168,6821ms

这与您生成随机数的方式有关。浮点数的乘法和除法并不完全相同；这些数字的实际值很重要。对于浮点数，您要在相当大的范围内填充一个值。如果您创建的浮点数位于 0 和 1 之间，就像双精度数一样，那么结果会更符合您的预期。只是改变NextFloat是这样的：

static float NextFloat(Random random)
{
    return (float) random.NextDouble();
}

我刚刚运行了一些测试，经过这一更改，浮点数的乘法速度提高了 33%。

当然，这只是使比较“公平”的最简单方法。为了更好地理解浮点数与双精度数的真正比较，您需要在各个类型的整个范围之间生成随机浮点数和双精度数，或者更好的是，两者都保存代表程序将使用的数据类型的值。