
(FPCore (x) :precision binary64 (- (sin x) x))
double code(double x) {
return sin(x) - x;
}
real(8) function code(x)
real(8), intent (in) :: x
code = sin(x) - x
end function
public static double code(double x) {
return Math.sin(x) - x;
}
def code(x): return math.sin(x) - x
function code(x) return Float64(sin(x) - x) end
function tmp = code(x) tmp = sin(x) - x; end
code[x_] := N[(N[Sin[x], $MachinePrecision] - x), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
\sin x - x
\end{array}
Sampling outcomes in binary64 precision:
Herbie found 8 alternatives:
| Alternative | Accuracy | Speedup |
|---|
(FPCore (x) :precision binary64 (- (sin x) x))
double code(double x) {
return sin(x) - x;
}
real(8) function code(x)
real(8), intent (in) :: x
code = sin(x) - x
end function
public static double code(double x) {
return Math.sin(x) - x;
}
def code(x): return math.sin(x) - x
function code(x) return Float64(sin(x) - x) end
function tmp = code(x) tmp = sin(x) - x; end
code[x_] := N[(N[Sin[x], $MachinePrecision] - x), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
\sin x - x
\end{array}
(FPCore (x)
:precision binary64
(let* ((t_0 (pow (cbrt -0.004629629629629629) 2.0)))
(+
(* -5.5114638447971785e-6 (/ (pow x 7.0) t_0))
(+
(/ (* 0.0002314814814814815 (pow x 5.0)) (cbrt 2.143347050754458e-5))
(+
(* 0.3333333333333333 (/ (* (pow x 9.0) 2.296443268665491e-7) t_0))
(* (cbrt -0.004629629629629629) (pow x 3.0)))))))
double code(double x) {
double t_0 = pow(cbrt(-0.004629629629629629), 2.0);
return (-5.5114638447971785e-6 * (pow(x, 7.0) / t_0)) + (((0.0002314814814814815 * pow(x, 5.0)) / cbrt(2.143347050754458e-5)) + ((0.3333333333333333 * ((pow(x, 9.0) * 2.296443268665491e-7) / t_0)) + (cbrt(-0.004629629629629629) * pow(x, 3.0))));
}
public static double code(double x) {
double t_0 = Math.pow(Math.cbrt(-0.004629629629629629), 2.0);
return (-5.5114638447971785e-6 * (Math.pow(x, 7.0) / t_0)) + (((0.0002314814814814815 * Math.pow(x, 5.0)) / Math.cbrt(2.143347050754458e-5)) + ((0.3333333333333333 * ((Math.pow(x, 9.0) * 2.296443268665491e-7) / t_0)) + (Math.cbrt(-0.004629629629629629) * Math.pow(x, 3.0))));
}
function code(x) t_0 = cbrt(-0.004629629629629629) ^ 2.0 return Float64(Float64(-5.5114638447971785e-6 * Float64((x ^ 7.0) / t_0)) + Float64(Float64(Float64(0.0002314814814814815 * (x ^ 5.0)) / cbrt(2.143347050754458e-5)) + Float64(Float64(0.3333333333333333 * Float64(Float64((x ^ 9.0) * 2.296443268665491e-7) / t_0)) + Float64(cbrt(-0.004629629629629629) * (x ^ 3.0))))) end
code[x_] := Block[{t$95$0 = N[Power[N[Power[-0.004629629629629629, 1/3], $MachinePrecision], 2.0], $MachinePrecision]}, N[(N[(-5.5114638447971785e-6 * N[(N[Power[x, 7.0], $MachinePrecision] / t$95$0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + N[(N[(N[(0.0002314814814814815 * N[Power[x, 5.0], $MachinePrecision]), $MachinePrecision] / N[Power[2.143347050754458e-5, 1/3], $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + N[(N[(0.3333333333333333 * N[(N[(N[Power[x, 9.0], $MachinePrecision] * 2.296443268665491e-7), $MachinePrecision] / t$95$0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + N[(N[Power[-0.004629629629629629, 1/3], $MachinePrecision] * N[Power[x, 3.0], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]]
\begin{array}{l}
\\
\begin{array}{l}
t_0 := {\left(\sqrt[3]{-0.004629629629629629}\right)}^{2}\\
-5.5114638447971785 \cdot 10^{-6} \cdot \frac{{x}^{7}}{t_0} + \left(\frac{0.0002314814814814815 \cdot {x}^{5}}{\sqrt[3]{2.143347050754458 \cdot 10^{-5}}} + \left(0.3333333333333333 \cdot \frac{{x}^{9} \cdot 2.296443268665491 \cdot 10^{-7}}{t_0} + \sqrt[3]{-0.004629629629629629} \cdot {x}^{3}\right)\right)
\end{array}
\end{array}
Initial program 67.6%
add-cbrt-cube67.6%
flip--67.6%
associate-*r/67.6%
cbrt-div67.6%
pow267.6%
pow267.6%
pow267.6%
+-commutative67.6%
Applied egg-rr67.6%
Taylor expanded in x around 0 99.4%
Applied egg-rr99.4%
associate-*r/99.4%
unpow299.4%
cbrt-unprod99.4%
metadata-eval99.4%
Applied egg-rr99.4%
Final simplification99.4%
(FPCore (x)
:precision binary64
(+
(* (pow x 3.0) -0.16666666666666666)
(+
(* (pow x 7.0) -0.0001984126984126984)
(+
(* (pow x 9.0) 2.7557319223985893e-6)
(* (pow x 5.0) 0.008333333333333333)))))
double code(double x) {
return (pow(x, 3.0) * -0.16666666666666666) + ((pow(x, 7.0) * -0.0001984126984126984) + ((pow(x, 9.0) * 2.7557319223985893e-6) + (pow(x, 5.0) * 0.008333333333333333)));
}
real(8) function code(x)
real(8), intent (in) :: x
code = ((x ** 3.0d0) * (-0.16666666666666666d0)) + (((x ** 7.0d0) * (-0.0001984126984126984d0)) + (((x ** 9.0d0) * 2.7557319223985893d-6) + ((x ** 5.0d0) * 0.008333333333333333d0)))
end function
public static double code(double x) {
return (Math.pow(x, 3.0) * -0.16666666666666666) + ((Math.pow(x, 7.0) * -0.0001984126984126984) + ((Math.pow(x, 9.0) * 2.7557319223985893e-6) + (Math.pow(x, 5.0) * 0.008333333333333333)));
}
def code(x): return (math.pow(x, 3.0) * -0.16666666666666666) + ((math.pow(x, 7.0) * -0.0001984126984126984) + ((math.pow(x, 9.0) * 2.7557319223985893e-6) + (math.pow(x, 5.0) * 0.008333333333333333)))
function code(x) return Float64(Float64((x ^ 3.0) * -0.16666666666666666) + Float64(Float64((x ^ 7.0) * -0.0001984126984126984) + Float64(Float64((x ^ 9.0) * 2.7557319223985893e-6) + Float64((x ^ 5.0) * 0.008333333333333333)))) end
function tmp = code(x) tmp = ((x ^ 3.0) * -0.16666666666666666) + (((x ^ 7.0) * -0.0001984126984126984) + (((x ^ 9.0) * 2.7557319223985893e-6) + ((x ^ 5.0) * 0.008333333333333333))); end
code[x_] := N[(N[(N[Power[x, 3.0], $MachinePrecision] * -0.16666666666666666), $MachinePrecision] + N[(N[(N[Power[x, 7.0], $MachinePrecision] * -0.0001984126984126984), $MachinePrecision] + N[(N[(N[Power[x, 9.0], $MachinePrecision] * 2.7557319223985893e-6), $MachinePrecision] + N[(N[Power[x, 5.0], $MachinePrecision] * 0.008333333333333333), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
{x}^{3} \cdot -0.16666666666666666 + \left({x}^{7} \cdot -0.0001984126984126984 + \left({x}^{9} \cdot 2.7557319223985893 \cdot 10^{-6} + {x}^{5} \cdot 0.008333333333333333\right)\right)
\end{array}
Initial program 67.6%
Taylor expanded in x around 0 99.4%
Final simplification99.4%
(FPCore (x) :precision binary64 (+ (* (pow x 3.0) -0.16666666666666666) (+ (* (pow x 7.0) -0.0001984126984126984) (* (pow x 5.0) 0.008333333333333333))))
double code(double x) {
return (pow(x, 3.0) * -0.16666666666666666) + ((pow(x, 7.0) * -0.0001984126984126984) + (pow(x, 5.0) * 0.008333333333333333));
}
real(8) function code(x)
real(8), intent (in) :: x
code = ((x ** 3.0d0) * (-0.16666666666666666d0)) + (((x ** 7.0d0) * (-0.0001984126984126984d0)) + ((x ** 5.0d0) * 0.008333333333333333d0))
end function
public static double code(double x) {
return (Math.pow(x, 3.0) * -0.16666666666666666) + ((Math.pow(x, 7.0) * -0.0001984126984126984) + (Math.pow(x, 5.0) * 0.008333333333333333));
}
def code(x): return (math.pow(x, 3.0) * -0.16666666666666666) + ((math.pow(x, 7.0) * -0.0001984126984126984) + (math.pow(x, 5.0) * 0.008333333333333333))
function code(x) return Float64(Float64((x ^ 3.0) * -0.16666666666666666) + Float64(Float64((x ^ 7.0) * -0.0001984126984126984) + Float64((x ^ 5.0) * 0.008333333333333333))) end
function tmp = code(x) tmp = ((x ^ 3.0) * -0.16666666666666666) + (((x ^ 7.0) * -0.0001984126984126984) + ((x ^ 5.0) * 0.008333333333333333)); end
code[x_] := N[(N[(N[Power[x, 3.0], $MachinePrecision] * -0.16666666666666666), $MachinePrecision] + N[(N[(N[Power[x, 7.0], $MachinePrecision] * -0.0001984126984126984), $MachinePrecision] + N[(N[Power[x, 5.0], $MachinePrecision] * 0.008333333333333333), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
{x}^{3} \cdot -0.16666666666666666 + \left({x}^{7} \cdot -0.0001984126984126984 + {x}^{5} \cdot 0.008333333333333333\right)
\end{array}
Initial program 67.6%
Taylor expanded in x around 0 99.3%
Final simplification99.3%
(FPCore (x) :precision binary64 (pow (- (* x -0.007857142857142858) (+ (/ 0.3 x) (/ 6.0 (pow x 3.0)))) -1.0))
double code(double x) {
return pow(((x * -0.007857142857142858) - ((0.3 / x) + (6.0 / pow(x, 3.0)))), -1.0);
}
real(8) function code(x)
real(8), intent (in) :: x
code = ((x * (-0.007857142857142858d0)) - ((0.3d0 / x) + (6.0d0 / (x ** 3.0d0)))) ** (-1.0d0)
end function
public static double code(double x) {
return Math.pow(((x * -0.007857142857142858) - ((0.3 / x) + (6.0 / Math.pow(x, 3.0)))), -1.0);
}
def code(x): return math.pow(((x * -0.007857142857142858) - ((0.3 / x) + (6.0 / math.pow(x, 3.0)))), -1.0)
function code(x) return Float64(Float64(x * -0.007857142857142858) - Float64(Float64(0.3 / x) + Float64(6.0 / (x ^ 3.0)))) ^ -1.0 end
function tmp = code(x) tmp = ((x * -0.007857142857142858) - ((0.3 / x) + (6.0 / (x ^ 3.0)))) ^ -1.0; end
code[x_] := N[Power[N[(N[(x * -0.007857142857142858), $MachinePrecision] - N[(N[(0.3 / x), $MachinePrecision] + N[(6.0 / N[Power[x, 3.0], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], -1.0], $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
{\left(x \cdot -0.007857142857142858 - \left(\frac{0.3}{x} + \frac{6}{{x}^{3}}\right)\right)}^{-1}
\end{array}
Initial program 67.6%
add-cbrt-cube67.6%
flip--67.6%
associate-*r/67.6%
cbrt-div67.6%
pow267.6%
pow267.6%
pow267.6%
+-commutative67.6%
Applied egg-rr67.6%
clear-num67.6%
inv-pow67.6%
Applied egg-rr67.6%
Taylor expanded in x around 0 99.0%
*-commutative99.0%
associate-*r/99.0%
metadata-eval99.0%
associate-*r/99.0%
metadata-eval99.0%
Simplified99.0%
Final simplification99.0%
(FPCore (x) :precision binary64 (+ (* (pow x 3.0) -0.16666666666666666) (* (pow x 5.0) 0.008333333333333333)))
double code(double x) {
return (pow(x, 3.0) * -0.16666666666666666) + (pow(x, 5.0) * 0.008333333333333333);
}
real(8) function code(x)
real(8), intent (in) :: x
code = ((x ** 3.0d0) * (-0.16666666666666666d0)) + ((x ** 5.0d0) * 0.008333333333333333d0)
end function
public static double code(double x) {
return (Math.pow(x, 3.0) * -0.16666666666666666) + (Math.pow(x, 5.0) * 0.008333333333333333);
}
def code(x): return (math.pow(x, 3.0) * -0.16666666666666666) + (math.pow(x, 5.0) * 0.008333333333333333)
function code(x) return Float64(Float64((x ^ 3.0) * -0.16666666666666666) + Float64((x ^ 5.0) * 0.008333333333333333)) end
function tmp = code(x) tmp = ((x ^ 3.0) * -0.16666666666666666) + ((x ^ 5.0) * 0.008333333333333333); end
code[x_] := N[(N[(N[Power[x, 3.0], $MachinePrecision] * -0.16666666666666666), $MachinePrecision] + N[(N[Power[x, 5.0], $MachinePrecision] * 0.008333333333333333), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
{x}^{3} \cdot -0.16666666666666666 + {x}^{5} \cdot 0.008333333333333333
\end{array}
Initial program 67.6%
Taylor expanded in x around 0 98.9%
Final simplification98.9%
(FPCore (x) :precision binary64 (* (pow x 3.0) -0.16666666666666666))
double code(double x) {
return pow(x, 3.0) * -0.16666666666666666;
}
real(8) function code(x)
real(8), intent (in) :: x
code = (x ** 3.0d0) * (-0.16666666666666666d0)
end function
public static double code(double x) {
return Math.pow(x, 3.0) * -0.16666666666666666;
}
def code(x): return math.pow(x, 3.0) * -0.16666666666666666
function code(x) return Float64((x ^ 3.0) * -0.16666666666666666) end
function tmp = code(x) tmp = (x ^ 3.0) * -0.16666666666666666; end
code[x_] := N[(N[Power[x, 3.0], $MachinePrecision] * -0.16666666666666666), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
{x}^{3} \cdot -0.16666666666666666
\end{array}
Initial program 67.6%
Taylor expanded in x around 0 98.3%
Final simplification98.3%
(FPCore (x) :precision binary64 (- (sin x) x))
double code(double x) {
return sin(x) - x;
}
real(8) function code(x)
real(8), intent (in) :: x
code = sin(x) - x
end function
public static double code(double x) {
return Math.sin(x) - x;
}
def code(x): return math.sin(x) - x
function code(x) return Float64(sin(x) - x) end
function tmp = code(x) tmp = sin(x) - x; end
code[x_] := N[(N[Sin[x], $MachinePrecision] - x), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
\sin x - x
\end{array}
Initial program 67.6%
Final simplification67.6%
(FPCore (x) :precision binary64 (- x))
double code(double x) {
return -x;
}
real(8) function code(x)
real(8), intent (in) :: x
code = -x
end function
public static double code(double x) {
return -x;
}
def code(x): return -x
function code(x) return Float64(-x) end
function tmp = code(x) tmp = -x; end
code[x_] := (-x)
\begin{array}{l}
\\
-x
\end{array}
Initial program 67.6%
Taylor expanded in x around inf 6.4%
neg-mul-16.4%
Simplified6.4%
Final simplification6.4%
(FPCore (x) :precision binary64 (if (< (fabs x) 0.07) (- (+ (- (/ (pow x 3.0) 6.0) (/ (pow x 5.0) 120.0)) (/ (pow x 7.0) 5040.0))) (- (sin x) x)))
double code(double x) {
double tmp;
if (fabs(x) < 0.07) {
tmp = -(((pow(x, 3.0) / 6.0) - (pow(x, 5.0) / 120.0)) + (pow(x, 7.0) / 5040.0));
} else {
tmp = sin(x) - x;
}
return tmp;
}
real(8) function code(x)
real(8), intent (in) :: x
real(8) :: tmp
if (abs(x) < 0.07d0) then
tmp = -((((x ** 3.0d0) / 6.0d0) - ((x ** 5.0d0) / 120.0d0)) + ((x ** 7.0d0) / 5040.0d0))
else
tmp = sin(x) - x
end if
code = tmp
end function
public static double code(double x) {
double tmp;
if (Math.abs(x) < 0.07) {
tmp = -(((Math.pow(x, 3.0) / 6.0) - (Math.pow(x, 5.0) / 120.0)) + (Math.pow(x, 7.0) / 5040.0));
} else {
tmp = Math.sin(x) - x;
}
return tmp;
}
def code(x): tmp = 0 if math.fabs(x) < 0.07: tmp = -(((math.pow(x, 3.0) / 6.0) - (math.pow(x, 5.0) / 120.0)) + (math.pow(x, 7.0) / 5040.0)) else: tmp = math.sin(x) - x return tmp
function code(x) tmp = 0.0 if (abs(x) < 0.07) tmp = Float64(-Float64(Float64(Float64((x ^ 3.0) / 6.0) - Float64((x ^ 5.0) / 120.0)) + Float64((x ^ 7.0) / 5040.0))); else tmp = Float64(sin(x) - x); end return tmp end
function tmp_2 = code(x) tmp = 0.0; if (abs(x) < 0.07) tmp = -((((x ^ 3.0) / 6.0) - ((x ^ 5.0) / 120.0)) + ((x ^ 7.0) / 5040.0)); else tmp = sin(x) - x; end tmp_2 = tmp; end
code[x_] := If[Less[N[Abs[x], $MachinePrecision], 0.07], (-N[(N[(N[(N[Power[x, 3.0], $MachinePrecision] / 6.0), $MachinePrecision] - N[(N[Power[x, 5.0], $MachinePrecision] / 120.0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + N[(N[Power[x, 7.0], $MachinePrecision] / 5040.0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), N[(N[Sin[x], $MachinePrecision] - x), $MachinePrecision]]
\begin{array}{l}
\\
\begin{array}{l}
\mathbf{if}\;\left|x\right| < 0.07:\\
\;\;\;\;-\left(\left(\frac{{x}^{3}}{6} - \frac{{x}^{5}}{120}\right) + \frac{{x}^{7}}{5040}\right)\\
\mathbf{else}:\\
\;\;\;\;\sin x - x\\
\end{array}
\end{array}
herbie shell --seed 2023318
(FPCore (x)
:name "bug500 (missed optimization)"
:precision binary64
:pre (and (< -1000.0 x) (< x 1000.0))
:herbie-target
(if (< (fabs x) 0.07) (- (+ (- (/ (pow x 3.0) 6.0) (/ (pow x 5.0) 120.0)) (/ (pow x 7.0) 5040.0))) (- (sin x) x))
(- (sin x) x))