
(FPCore (x y z) :precision binary64 (+ (+ (+ (* x y) (* z z)) (* z z)) (* z z)))
double code(double x, double y, double z) {
return (((x * y) + (z * z)) + (z * z)) + (z * z);
}
real(8) function code(x, y, z)
real(8), intent (in) :: x
real(8), intent (in) :: y
real(8), intent (in) :: z
code = (((x * y) + (z * z)) + (z * z)) + (z * z)
end function
public static double code(double x, double y, double z) {
return (((x * y) + (z * z)) + (z * z)) + (z * z);
}
def code(x, y, z): return (((x * y) + (z * z)) + (z * z)) + (z * z)
function code(x, y, z) return Float64(Float64(Float64(Float64(x * y) + Float64(z * z)) + Float64(z * z)) + Float64(z * z)) end
function tmp = code(x, y, z) tmp = (((x * y) + (z * z)) + (z * z)) + (z * z); end
code[x_, y_, z_] := N[(N[(N[(N[(x * y), $MachinePrecision] + N[(z * z), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + N[(z * z), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + N[(z * z), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
\left(\left(x \cdot y + z \cdot z\right) + z \cdot z\right) + z \cdot z
\end{array}
Sampling outcomes in binary64 precision:
Herbie found 8 alternatives:
| Alternative | Accuracy | Speedup |
|---|
(FPCore (x y z) :precision binary64 (+ (+ (+ (* x y) (* z z)) (* z z)) (* z z)))
double code(double x, double y, double z) {
return (((x * y) + (z * z)) + (z * z)) + (z * z);
}
real(8) function code(x, y, z)
real(8), intent (in) :: x
real(8), intent (in) :: y
real(8), intent (in) :: z
code = (((x * y) + (z * z)) + (z * z)) + (z * z)
end function
public static double code(double x, double y, double z) {
return (((x * y) + (z * z)) + (z * z)) + (z * z);
}
def code(x, y, z): return (((x * y) + (z * z)) + (z * z)) + (z * z)
function code(x, y, z) return Float64(Float64(Float64(Float64(x * y) + Float64(z * z)) + Float64(z * z)) + Float64(z * z)) end
function tmp = code(x, y, z) tmp = (((x * y) + (z * z)) + (z * z)) + (z * z); end
code[x_, y_, z_] := N[(N[(N[(N[(x * y), $MachinePrecision] + N[(z * z), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + N[(z * z), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + N[(z * z), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
\left(\left(x \cdot y + z \cdot z\right) + z \cdot z\right) + z \cdot z
\end{array}
(FPCore (x y z) :precision binary64 (fma z z (fma x y (* 2.0 (* z z)))))
double code(double x, double y, double z) {
return fma(z, z, fma(x, y, (2.0 * (z * z))));
}
function code(x, y, z) return fma(z, z, fma(x, y, Float64(2.0 * Float64(z * z)))) end
code[x_, y_, z_] := N[(z * z + N[(x * y + N[(2.0 * N[(z * z), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
\mathsf{fma}\left(z, z, \mathsf{fma}\left(x, y, 2 \cdot \left(z \cdot z\right)\right)\right)
\end{array}
(FPCore (x y z) :precision binary64 (if (<= (* z z) 4e+303) (+ (* z z) (+ (* z z) (+ (* z z) (* x y)))) (/ -3.0 (/ -1.0 (pow z 2.0)))))
double code(double x, double y, double z) {
double tmp;
if ((z * z) <= 4e+303) {
tmp = (z * z) + ((z * z) + ((z * z) + (x * y)));
} else {
tmp = -3.0 / (-1.0 / pow(z, 2.0));
}
return tmp;
}
real(8) function code(x, y, z)
real(8), intent (in) :: x
real(8), intent (in) :: y
real(8), intent (in) :: z
real(8) :: tmp
if ((z * z) <= 4d+303) then
tmp = (z * z) + ((z * z) + ((z * z) + (x * y)))
else
tmp = (-3.0d0) / ((-1.0d0) / (z ** 2.0d0))
end if
code = tmp
end function
public static double code(double x, double y, double z) {
double tmp;
if ((z * z) <= 4e+303) {
tmp = (z * z) + ((z * z) + ((z * z) + (x * y)));
} else {
tmp = -3.0 / (-1.0 / Math.pow(z, 2.0));
}
return tmp;
}
def code(x, y, z): tmp = 0 if (z * z) <= 4e+303: tmp = (z * z) + ((z * z) + ((z * z) + (x * y))) else: tmp = -3.0 / (-1.0 / math.pow(z, 2.0)) return tmp
function code(x, y, z) tmp = 0.0 if (Float64(z * z) <= 4e+303) tmp = Float64(Float64(z * z) + Float64(Float64(z * z) + Float64(Float64(z * z) + Float64(x * y)))); else tmp = Float64(-3.0 / Float64(-1.0 / (z ^ 2.0))); end return tmp end
function tmp_2 = code(x, y, z) tmp = 0.0; if ((z * z) <= 4e+303) tmp = (z * z) + ((z * z) + ((z * z) + (x * y))); else tmp = -3.0 / (-1.0 / (z ^ 2.0)); end tmp_2 = tmp; end
code[x_, y_, z_] := If[LessEqual[N[(z * z), $MachinePrecision], 4e+303], N[(N[(z * z), $MachinePrecision] + N[(N[(z * z), $MachinePrecision] + N[(N[(z * z), $MachinePrecision] + N[(x * y), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], N[(-3.0 / N[(-1.0 / N[Power[z, 2.0], $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]]
\begin{array}{l}
\\
\begin{array}{l}
\mathbf{if}\;z \cdot z \leq 4 \cdot 10^{+303}:\\
\;\;\;\;z \cdot z + \left(z \cdot z + \left(z \cdot z + x \cdot y\right)\right)\\
\mathbf{else}:\\
\;\;\;\;\frac{-3}{\frac{-1}{{z}^{2}}}\\
\end{array}
\end{array}
(FPCore (x y z) :precision binary64 (fma x y (* z (* z 3.0))))
double code(double x, double y, double z) {
return fma(x, y, (z * (z * 3.0)));
}
function code(x, y, z) return fma(x, y, Float64(z * Float64(z * 3.0))) end
code[x_, y_, z_] := N[(x * y + N[(z * N[(z * 3.0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
\mathsf{fma}\left(x, y, z \cdot \left(z \cdot 3\right)\right)
\end{array}
(FPCore (x y z) :precision binary64 (if (<= (* z z) 4e+303) (+ (* z z) (+ (* z z) (+ (* z z) (* x y)))) (* z (* z 3.0))))
double code(double x, double y, double z) {
double tmp;
if ((z * z) <= 4e+303) {
tmp = (z * z) + ((z * z) + ((z * z) + (x * y)));
} else {
tmp = z * (z * 3.0);
}
return tmp;
}
real(8) function code(x, y, z)
real(8), intent (in) :: x
real(8), intent (in) :: y
real(8), intent (in) :: z
real(8) :: tmp
if ((z * z) <= 4d+303) then
tmp = (z * z) + ((z * z) + ((z * z) + (x * y)))
else
tmp = z * (z * 3.0d0)
end if
code = tmp
end function
public static double code(double x, double y, double z) {
double tmp;
if ((z * z) <= 4e+303) {
tmp = (z * z) + ((z * z) + ((z * z) + (x * y)));
} else {
tmp = z * (z * 3.0);
}
return tmp;
}
def code(x, y, z): tmp = 0 if (z * z) <= 4e+303: tmp = (z * z) + ((z * z) + ((z * z) + (x * y))) else: tmp = z * (z * 3.0) return tmp
function code(x, y, z) tmp = 0.0 if (Float64(z * z) <= 4e+303) tmp = Float64(Float64(z * z) + Float64(Float64(z * z) + Float64(Float64(z * z) + Float64(x * y)))); else tmp = Float64(z * Float64(z * 3.0)); end return tmp end
function tmp_2 = code(x, y, z) tmp = 0.0; if ((z * z) <= 4e+303) tmp = (z * z) + ((z * z) + ((z * z) + (x * y))); else tmp = z * (z * 3.0); end tmp_2 = tmp; end
code[x_, y_, z_] := If[LessEqual[N[(z * z), $MachinePrecision], 4e+303], N[(N[(z * z), $MachinePrecision] + N[(N[(z * z), $MachinePrecision] + N[(N[(z * z), $MachinePrecision] + N[(x * y), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], N[(z * N[(z * 3.0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]]
\begin{array}{l}
\\
\begin{array}{l}
\mathbf{if}\;z \cdot z \leq 4 \cdot 10^{+303}:\\
\;\;\;\;z \cdot z + \left(z \cdot z + \left(z \cdot z + x \cdot y\right)\right)\\
\mathbf{else}:\\
\;\;\;\;z \cdot \left(z \cdot 3\right)\\
\end{array}
\end{array}
(FPCore (x y z) :precision binary64 (if (<= (* z z) 2e-19) (+ (* z z) (+ (* z z) (* x y))) (* z (* z 3.0))))
double code(double x, double y, double z) {
double tmp;
if ((z * z) <= 2e-19) {
tmp = (z * z) + ((z * z) + (x * y));
} else {
tmp = z * (z * 3.0);
}
return tmp;
}
real(8) function code(x, y, z)
real(8), intent (in) :: x
real(8), intent (in) :: y
real(8), intent (in) :: z
real(8) :: tmp
if ((z * z) <= 2d-19) then
tmp = (z * z) + ((z * z) + (x * y))
else
tmp = z * (z * 3.0d0)
end if
code = tmp
end function
public static double code(double x, double y, double z) {
double tmp;
if ((z * z) <= 2e-19) {
tmp = (z * z) + ((z * z) + (x * y));
} else {
tmp = z * (z * 3.0);
}
return tmp;
}
def code(x, y, z): tmp = 0 if (z * z) <= 2e-19: tmp = (z * z) + ((z * z) + (x * y)) else: tmp = z * (z * 3.0) return tmp
function code(x, y, z) tmp = 0.0 if (Float64(z * z) <= 2e-19) tmp = Float64(Float64(z * z) + Float64(Float64(z * z) + Float64(x * y))); else tmp = Float64(z * Float64(z * 3.0)); end return tmp end
function tmp_2 = code(x, y, z) tmp = 0.0; if ((z * z) <= 2e-19) tmp = (z * z) + ((z * z) + (x * y)); else tmp = z * (z * 3.0); end tmp_2 = tmp; end
code[x_, y_, z_] := If[LessEqual[N[(z * z), $MachinePrecision], 2e-19], N[(N[(z * z), $MachinePrecision] + N[(N[(z * z), $MachinePrecision] + N[(x * y), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], N[(z * N[(z * 3.0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]]
\begin{array}{l}
\\
\begin{array}{l}
\mathbf{if}\;z \cdot z \leq 2 \cdot 10^{-19}:\\
\;\;\;\;z \cdot z + \left(z \cdot z + x \cdot y\right)\\
\mathbf{else}:\\
\;\;\;\;z \cdot \left(z \cdot 3\right)\\
\end{array}
\end{array}
(FPCore (x y z) :precision binary64 (if (<= (* z z) 2e-19) (+ (* z z) (* x y)) (* z (* z 3.0))))
double code(double x, double y, double z) {
double tmp;
if ((z * z) <= 2e-19) {
tmp = (z * z) + (x * y);
} else {
tmp = z * (z * 3.0);
}
return tmp;
}
real(8) function code(x, y, z)
real(8), intent (in) :: x
real(8), intent (in) :: y
real(8), intent (in) :: z
real(8) :: tmp
if ((z * z) <= 2d-19) then
tmp = (z * z) + (x * y)
else
tmp = z * (z * 3.0d0)
end if
code = tmp
end function
public static double code(double x, double y, double z) {
double tmp;
if ((z * z) <= 2e-19) {
tmp = (z * z) + (x * y);
} else {
tmp = z * (z * 3.0);
}
return tmp;
}
def code(x, y, z): tmp = 0 if (z * z) <= 2e-19: tmp = (z * z) + (x * y) else: tmp = z * (z * 3.0) return tmp
function code(x, y, z) tmp = 0.0 if (Float64(z * z) <= 2e-19) tmp = Float64(Float64(z * z) + Float64(x * y)); else tmp = Float64(z * Float64(z * 3.0)); end return tmp end
function tmp_2 = code(x, y, z) tmp = 0.0; if ((z * z) <= 2e-19) tmp = (z * z) + (x * y); else tmp = z * (z * 3.0); end tmp_2 = tmp; end
code[x_, y_, z_] := If[LessEqual[N[(z * z), $MachinePrecision], 2e-19], N[(N[(z * z), $MachinePrecision] + N[(x * y), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], N[(z * N[(z * 3.0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]]
\begin{array}{l}
\\
\begin{array}{l}
\mathbf{if}\;z \cdot z \leq 2 \cdot 10^{-19}:\\
\;\;\;\;z \cdot z + x \cdot y\\
\mathbf{else}:\\
\;\;\;\;z \cdot \left(z \cdot 3\right)\\
\end{array}
\end{array}
(FPCore (x y z) :precision binary64 (if (<= z 4.4e-9) (* x y) (* z (* z 3.0))))
double code(double x, double y, double z) {
double tmp;
if (z <= 4.4e-9) {
tmp = x * y;
} else {
tmp = z * (z * 3.0);
}
return tmp;
}
real(8) function code(x, y, z)
real(8), intent (in) :: x
real(8), intent (in) :: y
real(8), intent (in) :: z
real(8) :: tmp
if (z <= 4.4d-9) then
tmp = x * y
else
tmp = z * (z * 3.0d0)
end if
code = tmp
end function
public static double code(double x, double y, double z) {
double tmp;
if (z <= 4.4e-9) {
tmp = x * y;
} else {
tmp = z * (z * 3.0);
}
return tmp;
}
def code(x, y, z): tmp = 0 if z <= 4.4e-9: tmp = x * y else: tmp = z * (z * 3.0) return tmp
function code(x, y, z) tmp = 0.0 if (z <= 4.4e-9) tmp = Float64(x * y); else tmp = Float64(z * Float64(z * 3.0)); end return tmp end
function tmp_2 = code(x, y, z) tmp = 0.0; if (z <= 4.4e-9) tmp = x * y; else tmp = z * (z * 3.0); end tmp_2 = tmp; end
code[x_, y_, z_] := If[LessEqual[z, 4.4e-9], N[(x * y), $MachinePrecision], N[(z * N[(z * 3.0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]]
\begin{array}{l}
\\
\begin{array}{l}
\mathbf{if}\;z \leq 4.4 \cdot 10^{-9}:\\
\;\;\;\;x \cdot y\\
\mathbf{else}:\\
\;\;\;\;z \cdot \left(z \cdot 3\right)\\
\end{array}
\end{array}
(FPCore (x y z) :precision binary64 (* x y))
double code(double x, double y, double z) {
return x * y;
}
real(8) function code(x, y, z)
real(8), intent (in) :: x
real(8), intent (in) :: y
real(8), intent (in) :: z
code = x * y
end function
public static double code(double x, double y, double z) {
return x * y;
}
def code(x, y, z): return x * y
function code(x, y, z) return Float64(x * y) end
function tmp = code(x, y, z) tmp = x * y; end
code[x_, y_, z_] := N[(x * y), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
x \cdot y
\end{array}
(FPCore (x y z) :precision binary64 (+ (* (* 3.0 z) z) (* y x)))
double code(double x, double y, double z) {
return ((3.0 * z) * z) + (y * x);
}
real(8) function code(x, y, z)
real(8), intent (in) :: x
real(8), intent (in) :: y
real(8), intent (in) :: z
code = ((3.0d0 * z) * z) + (y * x)
end function
public static double code(double x, double y, double z) {
return ((3.0 * z) * z) + (y * x);
}
def code(x, y, z): return ((3.0 * z) * z) + (y * x)
function code(x, y, z) return Float64(Float64(Float64(3.0 * z) * z) + Float64(y * x)) end
function tmp = code(x, y, z) tmp = ((3.0 * z) * z) + (y * x); end
code[x_, y_, z_] := N[(N[(N[(3.0 * z), $MachinePrecision] * z), $MachinePrecision] + N[(y * x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
\left(3 \cdot z\right) \cdot z + y \cdot x
\end{array}
herbie shell --seed 2024008
(FPCore (x y z)
:name "Linear.Quaternion:$c/ from linear-1.19.1.3, A"
:precision binary64
:herbie-target
(+ (* (* 3.0 z) z) (* y x))
(+ (+ (+ (* x y) (* z z)) (* z z)) (* z z)))