
(FPCore (x) :precision binary64 (/ (- (exp x) 1.0) x))
double code(double x) {
return (exp(x) - 1.0) / x;
}
real(8) function code(x)
real(8), intent (in) :: x
code = (exp(x) - 1.0d0) / x
end function
public static double code(double x) {
return (Math.exp(x) - 1.0) / x;
}
def code(x): return (math.exp(x) - 1.0) / x
function code(x) return Float64(Float64(exp(x) - 1.0) / x) end
function tmp = code(x) tmp = (exp(x) - 1.0) / x; end
code[x_] := N[(N[(N[Exp[x], $MachinePrecision] - 1.0), $MachinePrecision] / x), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
\frac{e^{x} - 1}{x}
\end{array}
Sampling outcomes in binary64 precision:
Herbie found 16 alternatives:
| Alternative | Accuracy | Speedup |
|---|
(FPCore (x) :precision binary64 (/ (- (exp x) 1.0) x))
double code(double x) {
return (exp(x) - 1.0) / x;
}
real(8) function code(x)
real(8), intent (in) :: x
code = (exp(x) - 1.0d0) / x
end function
public static double code(double x) {
return (Math.exp(x) - 1.0) / x;
}
def code(x): return (math.exp(x) - 1.0) / x
function code(x) return Float64(Float64(exp(x) - 1.0) / x) end
function tmp = code(x) tmp = (exp(x) - 1.0) / x; end
code[x_] := N[(N[(N[Exp[x], $MachinePrecision] - 1.0), $MachinePrecision] / x), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
\frac{e^{x} - 1}{x}
\end{array}
(FPCore (x) :precision binary64 (/ (expm1 x) x))
double code(double x) {
return expm1(x) / x;
}
public static double code(double x) {
return Math.expm1(x) / x;
}
def code(x): return math.expm1(x) / x
function code(x) return Float64(expm1(x) / x) end
code[x_] := N[(N[(Exp[x] - 1), $MachinePrecision] / x), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
\frac{\mathsf{expm1}\left(x\right)}{x}
\end{array}
Initial program 57.6%
lower-expm1.f64100.0
Applied rewrites100.0%
(FPCore (x) :precision binary64 (if (<= (/ (+ -1.0 (exp x)) x) 2.0) (fma x (fma x 0.16666666666666666 0.5) 1.0) (* x (fma x (fma x 0.041666666666666664 0.16666666666666666) 0.5))))
double code(double x) {
double tmp;
if (((-1.0 + exp(x)) / x) <= 2.0) {
tmp = fma(x, fma(x, 0.16666666666666666, 0.5), 1.0);
} else {
tmp = x * fma(x, fma(x, 0.041666666666666664, 0.16666666666666666), 0.5);
}
return tmp;
}
function code(x) tmp = 0.0 if (Float64(Float64(-1.0 + exp(x)) / x) <= 2.0) tmp = fma(x, fma(x, 0.16666666666666666, 0.5), 1.0); else tmp = Float64(x * fma(x, fma(x, 0.041666666666666664, 0.16666666666666666), 0.5)); end return tmp end
code[x_] := If[LessEqual[N[(N[(-1.0 + N[Exp[x], $MachinePrecision]), $MachinePrecision] / x), $MachinePrecision], 2.0], N[(x * N[(x * 0.16666666666666666 + 0.5), $MachinePrecision] + 1.0), $MachinePrecision], N[(x * N[(x * N[(x * 0.041666666666666664 + 0.16666666666666666), $MachinePrecision] + 0.5), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]]
\begin{array}{l}
\\
\begin{array}{l}
\mathbf{if}\;\frac{-1 + e^{x}}{x} \leq 2:\\
\;\;\;\;\mathsf{fma}\left(x, \mathsf{fma}\left(x, 0.16666666666666666, 0.5\right), 1\right)\\
\mathbf{else}:\\
\;\;\;\;x \cdot \mathsf{fma}\left(x, \mathsf{fma}\left(x, 0.041666666666666664, 0.16666666666666666\right), 0.5\right)\\
\end{array}
\end{array}
if (/.f64 (-.f64 (exp.f64 x) #s(literal 1 binary64)) x) < 2Initial program 42.0%
Taylor expanded in x around 0
+-commutativeN/A
lower-fma.f64N/A
+-commutativeN/A
*-commutativeN/A
lower-fma.f6463.4
Applied rewrites63.4%
if 2 < (/.f64 (-.f64 (exp.f64 x) #s(literal 1 binary64)) x) Initial program 100.0%
Taylor expanded in x around 0
+-commutativeN/A
distribute-lft-inN/A
*-rgt-identityN/A
lower-fma.f64N/A
lower-*.f64N/A
+-commutativeN/A
lower-fma.f64N/A
+-commutativeN/A
*-commutativeN/A
lower-fma.f6476.6
Applied rewrites76.6%
Taylor expanded in x around inf
cube-multN/A
unpow2N/A
associate-*l*N/A
lower-*.f64N/A
+-commutativeN/A
associate-+r+N/A
distribute-lft-inN/A
unpow2N/A
associate-*l*N/A
unpow2N/A
associate-*l*N/A
associate-*r/N/A
*-commutativeN/A
associate-*r/N/A
unpow2N/A
associate-/r*N/A
*-rgt-identityN/A
associate-*r/N/A
rgt-mult-inverseN/A
Applied rewrites73.9%
Final simplification66.3%
(FPCore (x) :precision binary64 (if (<= (/ (+ -1.0 (exp x)) x) 2.0) (fma x (fma x 0.16666666666666666 0.5) 1.0) (* x (* x (fma x 0.041666666666666664 0.16666666666666666)))))
double code(double x) {
double tmp;
if (((-1.0 + exp(x)) / x) <= 2.0) {
tmp = fma(x, fma(x, 0.16666666666666666, 0.5), 1.0);
} else {
tmp = x * (x * fma(x, 0.041666666666666664, 0.16666666666666666));
}
return tmp;
}
function code(x) tmp = 0.0 if (Float64(Float64(-1.0 + exp(x)) / x) <= 2.0) tmp = fma(x, fma(x, 0.16666666666666666, 0.5), 1.0); else tmp = Float64(x * Float64(x * fma(x, 0.041666666666666664, 0.16666666666666666))); end return tmp end
code[x_] := If[LessEqual[N[(N[(-1.0 + N[Exp[x], $MachinePrecision]), $MachinePrecision] / x), $MachinePrecision], 2.0], N[(x * N[(x * 0.16666666666666666 + 0.5), $MachinePrecision] + 1.0), $MachinePrecision], N[(x * N[(x * N[(x * 0.041666666666666664 + 0.16666666666666666), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]]
\begin{array}{l}
\\
\begin{array}{l}
\mathbf{if}\;\frac{-1 + e^{x}}{x} \leq 2:\\
\;\;\;\;\mathsf{fma}\left(x, \mathsf{fma}\left(x, 0.16666666666666666, 0.5\right), 1\right)\\
\mathbf{else}:\\
\;\;\;\;x \cdot \left(x \cdot \mathsf{fma}\left(x, 0.041666666666666664, 0.16666666666666666\right)\right)\\
\end{array}
\end{array}
if (/.f64 (-.f64 (exp.f64 x) #s(literal 1 binary64)) x) < 2Initial program 42.0%
Taylor expanded in x around 0
+-commutativeN/A
lower-fma.f64N/A
+-commutativeN/A
*-commutativeN/A
lower-fma.f6463.4
Applied rewrites63.4%
if 2 < (/.f64 (-.f64 (exp.f64 x) #s(literal 1 binary64)) x) Initial program 100.0%
Taylor expanded in x around 0
+-commutativeN/A
distribute-lft-inN/A
*-rgt-identityN/A
lower-fma.f64N/A
lower-*.f64N/A
+-commutativeN/A
lower-fma.f64N/A
+-commutativeN/A
*-commutativeN/A
lower-fma.f6476.6
Applied rewrites76.6%
Taylor expanded in x around inf
cube-multN/A
unpow2N/A
associate-*l*N/A
lower-*.f64N/A
unpow2N/A
associate-*l*N/A
lower-*.f64N/A
distribute-rgt-inN/A
*-commutativeN/A
associate-*l*N/A
lft-mult-inverseN/A
metadata-evalN/A
lower-fma.f6473.9
Applied rewrites73.9%
Final simplification66.3%
(FPCore (x) :precision binary64 (if (<= (/ (+ -1.0 (exp x)) x) 2.0) (fma x (fma x 0.16666666666666666 0.5) 1.0) (* 0.041666666666666664 (* x (* x x)))))
double code(double x) {
double tmp;
if (((-1.0 + exp(x)) / x) <= 2.0) {
tmp = fma(x, fma(x, 0.16666666666666666, 0.5), 1.0);
} else {
tmp = 0.041666666666666664 * (x * (x * x));
}
return tmp;
}
function code(x) tmp = 0.0 if (Float64(Float64(-1.0 + exp(x)) / x) <= 2.0) tmp = fma(x, fma(x, 0.16666666666666666, 0.5), 1.0); else tmp = Float64(0.041666666666666664 * Float64(x * Float64(x * x))); end return tmp end
code[x_] := If[LessEqual[N[(N[(-1.0 + N[Exp[x], $MachinePrecision]), $MachinePrecision] / x), $MachinePrecision], 2.0], N[(x * N[(x * 0.16666666666666666 + 0.5), $MachinePrecision] + 1.0), $MachinePrecision], N[(0.041666666666666664 * N[(x * N[(x * x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]]
\begin{array}{l}
\\
\begin{array}{l}
\mathbf{if}\;\frac{-1 + e^{x}}{x} \leq 2:\\
\;\;\;\;\mathsf{fma}\left(x, \mathsf{fma}\left(x, 0.16666666666666666, 0.5\right), 1\right)\\
\mathbf{else}:\\
\;\;\;\;0.041666666666666664 \cdot \left(x \cdot \left(x \cdot x\right)\right)\\
\end{array}
\end{array}
if (/.f64 (-.f64 (exp.f64 x) #s(literal 1 binary64)) x) < 2Initial program 42.0%
Taylor expanded in x around 0
+-commutativeN/A
lower-fma.f64N/A
+-commutativeN/A
*-commutativeN/A
lower-fma.f6463.4
Applied rewrites63.4%
if 2 < (/.f64 (-.f64 (exp.f64 x) #s(literal 1 binary64)) x) Initial program 100.0%
Taylor expanded in x around 0
+-commutativeN/A
distribute-lft-inN/A
*-rgt-identityN/A
lower-fma.f64N/A
lower-*.f64N/A
+-commutativeN/A
lower-fma.f64N/A
+-commutativeN/A
*-commutativeN/A
lower-fma.f6476.6
Applied rewrites76.6%
lift-fma.f64N/A
lift-fma.f64N/A
lift-*.f64N/A
lift-fma.f64N/A
div-invN/A
lower-*.f64N/A
lift-fma.f64N/A
lift-*.f64N/A
associate-*r*N/A
*-commutativeN/A
lower-fma.f64N/A
lower-*.f64N/A
lower-/.f6476.6
Applied rewrites76.6%
Taylor expanded in x around inf
lower-*.f64N/A
cube-multN/A
unpow2N/A
lower-*.f64N/A
unpow2N/A
lower-*.f6473.9
Applied rewrites73.9%
Final simplification66.3%
(FPCore (x) :precision binary64 (if (<= (/ (+ -1.0 (exp x)) x) 2.0) 1.0 (* x (* x 0.16666666666666666))))
double code(double x) {
double tmp;
if (((-1.0 + exp(x)) / x) <= 2.0) {
tmp = 1.0;
} else {
tmp = x * (x * 0.16666666666666666);
}
return tmp;
}
real(8) function code(x)
real(8), intent (in) :: x
real(8) :: tmp
if ((((-1.0d0) + exp(x)) / x) <= 2.0d0) then
tmp = 1.0d0
else
tmp = x * (x * 0.16666666666666666d0)
end if
code = tmp
end function
public static double code(double x) {
double tmp;
if (((-1.0 + Math.exp(x)) / x) <= 2.0) {
tmp = 1.0;
} else {
tmp = x * (x * 0.16666666666666666);
}
return tmp;
}
def code(x): tmp = 0 if ((-1.0 + math.exp(x)) / x) <= 2.0: tmp = 1.0 else: tmp = x * (x * 0.16666666666666666) return tmp
function code(x) tmp = 0.0 if (Float64(Float64(-1.0 + exp(x)) / x) <= 2.0) tmp = 1.0; else tmp = Float64(x * Float64(x * 0.16666666666666666)); end return tmp end
function tmp_2 = code(x) tmp = 0.0; if (((-1.0 + exp(x)) / x) <= 2.0) tmp = 1.0; else tmp = x * (x * 0.16666666666666666); end tmp_2 = tmp; end
code[x_] := If[LessEqual[N[(N[(-1.0 + N[Exp[x], $MachinePrecision]), $MachinePrecision] / x), $MachinePrecision], 2.0], 1.0, N[(x * N[(x * 0.16666666666666666), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]]
\begin{array}{l}
\\
\begin{array}{l}
\mathbf{if}\;\frac{-1 + e^{x}}{x} \leq 2:\\
\;\;\;\;1\\
\mathbf{else}:\\
\;\;\;\;x \cdot \left(x \cdot 0.16666666666666666\right)\\
\end{array}
\end{array}
if (/.f64 (-.f64 (exp.f64 x) #s(literal 1 binary64)) x) < 2Initial program 42.0%
Taylor expanded in x around 0
Applied rewrites62.8%
if 2 < (/.f64 (-.f64 (exp.f64 x) #s(literal 1 binary64)) x) Initial program 100.0%
Taylor expanded in x around 0
+-commutativeN/A
lower-fma.f64N/A
+-commutativeN/A
*-commutativeN/A
lower-fma.f6453.8
Applied rewrites53.8%
Taylor expanded in x around inf
unpow2N/A
associate-*r*N/A
*-commutativeN/A
lower-*.f64N/A
*-commutativeN/A
lower-*.f6453.8
Applied rewrites53.8%
Final simplification60.4%
(FPCore (x)
:precision binary64
(let* ((t_0 (fma x (fma x 0.041666666666666664 0.16666666666666666) 0.5)))
(if (<= x 2e-16)
(fma
x
(fma
x
(/
-0.027777777777777776
(fma x 0.041666666666666664 -0.16666666666666666))
0.5)
1.0)
(if (<= x 1e+77)
(/
(/ (* (fma t_0 (* x x) x) (* (fma x t_0 -1.0) (- x))) x)
(fma t_0 (* x (- x)) x))
(/ (* 0.041666666666666664 (* x (* x (* x x)))) x)))))
double code(double x) {
double t_0 = fma(x, fma(x, 0.041666666666666664, 0.16666666666666666), 0.5);
double tmp;
if (x <= 2e-16) {
tmp = fma(x, fma(x, (-0.027777777777777776 / fma(x, 0.041666666666666664, -0.16666666666666666)), 0.5), 1.0);
} else if (x <= 1e+77) {
tmp = ((fma(t_0, (x * x), x) * (fma(x, t_0, -1.0) * -x)) / x) / fma(t_0, (x * -x), x);
} else {
tmp = (0.041666666666666664 * (x * (x * (x * x)))) / x;
}
return tmp;
}
function code(x) t_0 = fma(x, fma(x, 0.041666666666666664, 0.16666666666666666), 0.5) tmp = 0.0 if (x <= 2e-16) tmp = fma(x, fma(x, Float64(-0.027777777777777776 / fma(x, 0.041666666666666664, -0.16666666666666666)), 0.5), 1.0); elseif (x <= 1e+77) tmp = Float64(Float64(Float64(fma(t_0, Float64(x * x), x) * Float64(fma(x, t_0, -1.0) * Float64(-x))) / x) / fma(t_0, Float64(x * Float64(-x)), x)); else tmp = Float64(Float64(0.041666666666666664 * Float64(x * Float64(x * Float64(x * x)))) / x); end return tmp end
code[x_] := Block[{t$95$0 = N[(x * N[(x * 0.041666666666666664 + 0.16666666666666666), $MachinePrecision] + 0.5), $MachinePrecision]}, If[LessEqual[x, 2e-16], N[(x * N[(x * N[(-0.027777777777777776 / N[(x * 0.041666666666666664 + -0.16666666666666666), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + 0.5), $MachinePrecision] + 1.0), $MachinePrecision], If[LessEqual[x, 1e+77], N[(N[(N[(N[(t$95$0 * N[(x * x), $MachinePrecision] + x), $MachinePrecision] * N[(N[(x * t$95$0 + -1.0), $MachinePrecision] * (-x)), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] / x), $MachinePrecision] / N[(t$95$0 * N[(x * (-x)), $MachinePrecision] + x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], N[(N[(0.041666666666666664 * N[(x * N[(x * N[(x * x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] / x), $MachinePrecision]]]]
\begin{array}{l}
\\
\begin{array}{l}
t_0 := \mathsf{fma}\left(x, \mathsf{fma}\left(x, 0.041666666666666664, 0.16666666666666666\right), 0.5\right)\\
\mathbf{if}\;x \leq 2 \cdot 10^{-16}:\\
\;\;\;\;\mathsf{fma}\left(x, \mathsf{fma}\left(x, \frac{-0.027777777777777776}{\mathsf{fma}\left(x, 0.041666666666666664, -0.16666666666666666\right)}, 0.5\right), 1\right)\\
\mathbf{elif}\;x \leq 10^{+77}:\\
\;\;\;\;\frac{\frac{\mathsf{fma}\left(t\_0, x \cdot x, x\right) \cdot \left(\mathsf{fma}\left(x, t\_0, -1\right) \cdot \left(-x\right)\right)}{x}}{\mathsf{fma}\left(t\_0, x \cdot \left(-x\right), x\right)}\\
\mathbf{else}:\\
\;\;\;\;\frac{0.041666666666666664 \cdot \left(x \cdot \left(x \cdot \left(x \cdot x\right)\right)\right)}{x}\\
\end{array}
\end{array}
if x < 2e-16Initial program 41.8%
Taylor expanded in x around 0
+-commutativeN/A
lower-fma.f64N/A
+-commutativeN/A
lower-fma.f64N/A
+-commutativeN/A
*-commutativeN/A
lower-fma.f6462.7
Applied rewrites62.7%
flip-+N/A
lower-/.f64N/A
sub-negN/A
swap-sqrN/A
lower-fma.f64N/A
lower-*.f64N/A
metadata-evalN/A
metadata-evalN/A
metadata-evalN/A
sub-negN/A
lower-fma.f64N/A
metadata-eval62.7
Applied rewrites62.7%
Taylor expanded in x around 0
Applied rewrites63.8%
if 2e-16 < x < 9.99999999999999983e76Initial program 98.8%
Taylor expanded in x around 0
+-commutativeN/A
distribute-lft-inN/A
*-rgt-identityN/A
lower-fma.f64N/A
lower-*.f64N/A
+-commutativeN/A
lower-fma.f64N/A
+-commutativeN/A
*-commutativeN/A
lower-fma.f6410.4
Applied rewrites10.4%
Applied rewrites73.6%
if 9.99999999999999983e76 < x Initial program 100.0%
Taylor expanded in x around 0
+-commutativeN/A
distribute-lft-inN/A
*-rgt-identityN/A
lower-fma.f64N/A
lower-*.f64N/A
+-commutativeN/A
lower-fma.f64N/A
+-commutativeN/A
*-commutativeN/A
lower-fma.f64100.0
Applied rewrites100.0%
Taylor expanded in x around inf
lower-*.f64N/A
metadata-evalN/A
pow-plusN/A
lower-*.f64N/A
cube-multN/A
unpow2N/A
lower-*.f64N/A
unpow2N/A
lower-*.f64100.0
Applied rewrites100.0%
Final simplification71.8%
(FPCore (x)
:precision binary64
(let* ((t_0 (* x (fma x 0.16666666666666666 0.5))))
(if (<= x 1e+77)
(/
(fma
(fma x 0.16666666666666666 0.5)
(* x (* (fma x 0.16666666666666666 0.5) (* x t_0)))
1.0)
(fma t_0 (fma x (fma x 0.16666666666666666 0.5) -1.0) 1.0))
(/ (* 0.041666666666666664 (* x (* x (* x x)))) x))))
double code(double x) {
double t_0 = x * fma(x, 0.16666666666666666, 0.5);
double tmp;
if (x <= 1e+77) {
tmp = fma(fma(x, 0.16666666666666666, 0.5), (x * (fma(x, 0.16666666666666666, 0.5) * (x * t_0))), 1.0) / fma(t_0, fma(x, fma(x, 0.16666666666666666, 0.5), -1.0), 1.0);
} else {
tmp = (0.041666666666666664 * (x * (x * (x * x)))) / x;
}
return tmp;
}
function code(x) t_0 = Float64(x * fma(x, 0.16666666666666666, 0.5)) tmp = 0.0 if (x <= 1e+77) tmp = Float64(fma(fma(x, 0.16666666666666666, 0.5), Float64(x * Float64(fma(x, 0.16666666666666666, 0.5) * Float64(x * t_0))), 1.0) / fma(t_0, fma(x, fma(x, 0.16666666666666666, 0.5), -1.0), 1.0)); else tmp = Float64(Float64(0.041666666666666664 * Float64(x * Float64(x * Float64(x * x)))) / x); end return tmp end
code[x_] := Block[{t$95$0 = N[(x * N[(x * 0.16666666666666666 + 0.5), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]}, If[LessEqual[x, 1e+77], N[(N[(N[(x * 0.16666666666666666 + 0.5), $MachinePrecision] * N[(x * N[(N[(x * 0.16666666666666666 + 0.5), $MachinePrecision] * N[(x * t$95$0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + 1.0), $MachinePrecision] / N[(t$95$0 * N[(x * N[(x * 0.16666666666666666 + 0.5), $MachinePrecision] + -1.0), $MachinePrecision] + 1.0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], N[(N[(0.041666666666666664 * N[(x * N[(x * N[(x * x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] / x), $MachinePrecision]]]
\begin{array}{l}
\\
\begin{array}{l}
t_0 := x \cdot \mathsf{fma}\left(x, 0.16666666666666666, 0.5\right)\\
\mathbf{if}\;x \leq 10^{+77}:\\
\;\;\;\;\frac{\mathsf{fma}\left(\mathsf{fma}\left(x, 0.16666666666666666, 0.5\right), x \cdot \left(\mathsf{fma}\left(x, 0.16666666666666666, 0.5\right) \cdot \left(x \cdot t\_0\right)\right), 1\right)}{\mathsf{fma}\left(t\_0, \mathsf{fma}\left(x, \mathsf{fma}\left(x, 0.16666666666666666, 0.5\right), -1\right), 1\right)}\\
\mathbf{else}:\\
\;\;\;\;\frac{0.041666666666666664 \cdot \left(x \cdot \left(x \cdot \left(x \cdot x\right)\right)\right)}{x}\\
\end{array}
\end{array}
if x < 9.99999999999999983e76Initial program 46.8%
Taylor expanded in x around 0
+-commutativeN/A
lower-fma.f64N/A
+-commutativeN/A
*-commutativeN/A
lower-fma.f6458.5
Applied rewrites58.5%
lift-fma.f64N/A
flip3-+N/A
lower-/.f64N/A
Applied rewrites62.1%
if 9.99999999999999983e76 < x Initial program 100.0%
Taylor expanded in x around 0
+-commutativeN/A
distribute-lft-inN/A
*-rgt-identityN/A
lower-fma.f64N/A
lower-*.f64N/A
+-commutativeN/A
lower-fma.f64N/A
+-commutativeN/A
*-commutativeN/A
lower-fma.f64100.0
Applied rewrites100.0%
Taylor expanded in x around inf
lower-*.f64N/A
metadata-evalN/A
pow-plusN/A
lower-*.f64N/A
cube-multN/A
unpow2N/A
lower-*.f64N/A
unpow2N/A
lower-*.f64100.0
Applied rewrites100.0%
Final simplification69.8%
(FPCore (x)
:precision binary64
(let* ((t_0 (fma x (fma x 0.041666666666666664 0.16666666666666666) 0.5)))
(if (<= x 5e+102)
(/ (fma t_0 (* t_0 (* x x)) -1.0) (fma x t_0 -1.0))
(* 0.041666666666666664 (* x (* x x))))))
double code(double x) {
double t_0 = fma(x, fma(x, 0.041666666666666664, 0.16666666666666666), 0.5);
double tmp;
if (x <= 5e+102) {
tmp = fma(t_0, (t_0 * (x * x)), -1.0) / fma(x, t_0, -1.0);
} else {
tmp = 0.041666666666666664 * (x * (x * x));
}
return tmp;
}
function code(x) t_0 = fma(x, fma(x, 0.041666666666666664, 0.16666666666666666), 0.5) tmp = 0.0 if (x <= 5e+102) tmp = Float64(fma(t_0, Float64(t_0 * Float64(x * x)), -1.0) / fma(x, t_0, -1.0)); else tmp = Float64(0.041666666666666664 * Float64(x * Float64(x * x))); end return tmp end
code[x_] := Block[{t$95$0 = N[(x * N[(x * 0.041666666666666664 + 0.16666666666666666), $MachinePrecision] + 0.5), $MachinePrecision]}, If[LessEqual[x, 5e+102], N[(N[(t$95$0 * N[(t$95$0 * N[(x * x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + -1.0), $MachinePrecision] / N[(x * t$95$0 + -1.0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision], N[(0.041666666666666664 * N[(x * N[(x * x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]]]
\begin{array}{l}
\\
\begin{array}{l}
t_0 := \mathsf{fma}\left(x, \mathsf{fma}\left(x, 0.041666666666666664, 0.16666666666666666\right), 0.5\right)\\
\mathbf{if}\;x \leq 5 \cdot 10^{+102}:\\
\;\;\;\;\frac{\mathsf{fma}\left(t\_0, t\_0 \cdot \left(x \cdot x\right), -1\right)}{\mathsf{fma}\left(x, t\_0, -1\right)}\\
\mathbf{else}:\\
\;\;\;\;0.041666666666666664 \cdot \left(x \cdot \left(x \cdot x\right)\right)\\
\end{array}
\end{array}
if x < 5e102Initial program 47.3%
Taylor expanded in x around 0
+-commutativeN/A
lower-fma.f64N/A
+-commutativeN/A
lower-fma.f64N/A
+-commutativeN/A
*-commutativeN/A
lower-fma.f6457.6
Applied rewrites57.6%
lift-fma.f64N/A
lift-fma.f64N/A
lift-*.f64N/A
flip-+N/A
lower-/.f64N/A
Applied rewrites62.4%
if 5e102 < x Initial program 100.0%
Taylor expanded in x around 0
+-commutativeN/A
distribute-lft-inN/A
*-rgt-identityN/A
lower-fma.f64N/A
lower-*.f64N/A
+-commutativeN/A
lower-fma.f64N/A
+-commutativeN/A
*-commutativeN/A
lower-fma.f64100.0
Applied rewrites100.0%
lift-fma.f64N/A
lift-fma.f64N/A
lift-*.f64N/A
lift-fma.f64N/A
div-invN/A
lower-*.f64N/A
lift-fma.f64N/A
lift-*.f64N/A
associate-*r*N/A
*-commutativeN/A
lower-fma.f64N/A
lower-*.f64N/A
lower-/.f64100.0
Applied rewrites100.0%
Taylor expanded in x around inf
lower-*.f64N/A
cube-multN/A
unpow2N/A
lower-*.f64N/A
unpow2N/A
lower-*.f64100.0
Applied rewrites100.0%
(FPCore (x)
:precision binary64
(if (<= x 4e+154)
(fma
(*
x
(fma
(* x x)
(*
(fma x 0.041666666666666664 0.16666666666666666)
(fma x 0.041666666666666664 0.16666666666666666))
-0.25))
(/ 1.0 (fma x (fma x 0.041666666666666664 0.16666666666666666) -0.5))
1.0)
(* x (* x 0.16666666666666666))))
double code(double x) {
double tmp;
if (x <= 4e+154) {
tmp = fma((x * fma((x * x), (fma(x, 0.041666666666666664, 0.16666666666666666) * fma(x, 0.041666666666666664, 0.16666666666666666)), -0.25)), (1.0 / fma(x, fma(x, 0.041666666666666664, 0.16666666666666666), -0.5)), 1.0);
} else {
tmp = x * (x * 0.16666666666666666);
}
return tmp;
}
function code(x) tmp = 0.0 if (x <= 4e+154) tmp = fma(Float64(x * fma(Float64(x * x), Float64(fma(x, 0.041666666666666664, 0.16666666666666666) * fma(x, 0.041666666666666664, 0.16666666666666666)), -0.25)), Float64(1.0 / fma(x, fma(x, 0.041666666666666664, 0.16666666666666666), -0.5)), 1.0); else tmp = Float64(x * Float64(x * 0.16666666666666666)); end return tmp end
code[x_] := If[LessEqual[x, 4e+154], N[(N[(x * N[(N[(x * x), $MachinePrecision] * N[(N[(x * 0.041666666666666664 + 0.16666666666666666), $MachinePrecision] * N[(x * 0.041666666666666664 + 0.16666666666666666), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + -0.25), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] * N[(1.0 / N[(x * N[(x * 0.041666666666666664 + 0.16666666666666666), $MachinePrecision] + -0.5), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + 1.0), $MachinePrecision], N[(x * N[(x * 0.16666666666666666), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]]
\begin{array}{l}
\\
\begin{array}{l}
\mathbf{if}\;x \leq 4 \cdot 10^{+154}:\\
\;\;\;\;\mathsf{fma}\left(x \cdot \mathsf{fma}\left(x \cdot x, \mathsf{fma}\left(x, 0.041666666666666664, 0.16666666666666666\right) \cdot \mathsf{fma}\left(x, 0.041666666666666664, 0.16666666666666666\right), -0.25\right), \frac{1}{\mathsf{fma}\left(x, \mathsf{fma}\left(x, 0.041666666666666664, 0.16666666666666666\right), -0.5\right)}, 1\right)\\
\mathbf{else}:\\
\;\;\;\;x \cdot \left(x \cdot 0.16666666666666666\right)\\
\end{array}
\end{array}
if x < 4.00000000000000015e154Initial program 50.9%
Taylor expanded in x around 0
+-commutativeN/A
lower-fma.f64N/A
+-commutativeN/A
lower-fma.f64N/A
+-commutativeN/A
*-commutativeN/A
lower-fma.f6460.5
Applied rewrites60.5%
lift-fma.f64N/A
lift-fma.f64N/A
*-commutativeN/A
lift-fma.f64N/A
flip-+N/A
associate-*l/N/A
div-invN/A
lower-fma.f64N/A
Applied rewrites63.7%
if 4.00000000000000015e154 < x Initial program 100.0%
Taylor expanded in x around 0
+-commutativeN/A
lower-fma.f64N/A
+-commutativeN/A
*-commutativeN/A
lower-fma.f64100.0
Applied rewrites100.0%
Taylor expanded in x around inf
unpow2N/A
associate-*r*N/A
*-commutativeN/A
lower-*.f64N/A
*-commutativeN/A
lower-*.f64100.0
Applied rewrites100.0%
Final simplification68.7%
(FPCore (x) :precision binary64 (/ (fma x (* x (fma x (fma x 0.041666666666666664 0.16666666666666666) 0.5)) x) x))
double code(double x) {
return fma(x, (x * fma(x, fma(x, 0.041666666666666664, 0.16666666666666666), 0.5)), x) / x;
}
function code(x) return Float64(fma(x, Float64(x * fma(x, fma(x, 0.041666666666666664, 0.16666666666666666), 0.5)), x) / x) end
code[x_] := N[(N[(x * N[(x * N[(x * N[(x * 0.041666666666666664 + 0.16666666666666666), $MachinePrecision] + 0.5), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] + x), $MachinePrecision] / x), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
\frac{\mathsf{fma}\left(x, x \cdot \mathsf{fma}\left(x, \mathsf{fma}\left(x, 0.041666666666666664, 0.16666666666666666\right), 0.5\right), x\right)}{x}
\end{array}
Initial program 57.6%
Taylor expanded in x around 0
+-commutativeN/A
distribute-lft-inN/A
*-rgt-identityN/A
lower-fma.f64N/A
lower-*.f64N/A
+-commutativeN/A
lower-fma.f64N/A
+-commutativeN/A
*-commutativeN/A
lower-fma.f6466.6
Applied rewrites66.6%
(FPCore (x) :precision binary64 (fma x (fma x (fma x 0.041666666666666664 0.16666666666666666) 0.5) 1.0))
double code(double x) {
return fma(x, fma(x, fma(x, 0.041666666666666664, 0.16666666666666666), 0.5), 1.0);
}
function code(x) return fma(x, fma(x, fma(x, 0.041666666666666664, 0.16666666666666666), 0.5), 1.0) end
code[x_] := N[(x * N[(x * N[(x * 0.041666666666666664 + 0.16666666666666666), $MachinePrecision] + 0.5), $MachinePrecision] + 1.0), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
\mathsf{fma}\left(x, \mathsf{fma}\left(x, \mathsf{fma}\left(x, 0.041666666666666664, 0.16666666666666666\right), 0.5\right), 1\right)
\end{array}
Initial program 57.6%
Taylor expanded in x around 0
+-commutativeN/A
lower-fma.f64N/A
+-commutativeN/A
lower-fma.f64N/A
+-commutativeN/A
*-commutativeN/A
lower-fma.f6465.9
Applied rewrites65.9%
(FPCore (x) :precision binary64 (if (<= x 2.5) 1.0 (* 0.16666666666666666 (* x x))))
double code(double x) {
double tmp;
if (x <= 2.5) {
tmp = 1.0;
} else {
tmp = 0.16666666666666666 * (x * x);
}
return tmp;
}
real(8) function code(x)
real(8), intent (in) :: x
real(8) :: tmp
if (x <= 2.5d0) then
tmp = 1.0d0
else
tmp = 0.16666666666666666d0 * (x * x)
end if
code = tmp
end function
public static double code(double x) {
double tmp;
if (x <= 2.5) {
tmp = 1.0;
} else {
tmp = 0.16666666666666666 * (x * x);
}
return tmp;
}
def code(x): tmp = 0 if x <= 2.5: tmp = 1.0 else: tmp = 0.16666666666666666 * (x * x) return tmp
function code(x) tmp = 0.0 if (x <= 2.5) tmp = 1.0; else tmp = Float64(0.16666666666666666 * Float64(x * x)); end return tmp end
function tmp_2 = code(x) tmp = 0.0; if (x <= 2.5) tmp = 1.0; else tmp = 0.16666666666666666 * (x * x); end tmp_2 = tmp; end
code[x_] := If[LessEqual[x, 2.5], 1.0, N[(0.16666666666666666 * N[(x * x), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]]
\begin{array}{l}
\\
\begin{array}{l}
\mathbf{if}\;x \leq 2.5:\\
\;\;\;\;1\\
\mathbf{else}:\\
\;\;\;\;0.16666666666666666 \cdot \left(x \cdot x\right)\\
\end{array}
\end{array}
if x < 2.5Initial program 42.0%
Taylor expanded in x around 0
Applied rewrites62.8%
if 2.5 < x Initial program 100.0%
Taylor expanded in x around 0
+-commutativeN/A
lower-fma.f64N/A
+-commutativeN/A
*-commutativeN/A
lower-fma.f6453.8
Applied rewrites53.8%
Taylor expanded in x around inf
unpow2N/A
associate-*r*N/A
*-commutativeN/A
lower-*.f64N/A
*-commutativeN/A
lower-*.f6453.8
Applied rewrites53.8%
associate-*r*N/A
lower-*.f64N/A
lower-*.f6455.0
Applied rewrites55.0%
Final simplification60.7%
(FPCore (x) :precision binary64 (fma x (fma x 0.16666666666666666 0.5) 1.0))
double code(double x) {
return fma(x, fma(x, 0.16666666666666666, 0.5), 1.0);
}
function code(x) return fma(x, fma(x, 0.16666666666666666, 0.5), 1.0) end
code[x_] := N[(x * N[(x * 0.16666666666666666 + 0.5), $MachinePrecision] + 1.0), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
\mathsf{fma}\left(x, \mathsf{fma}\left(x, 0.16666666666666666, 0.5\right), 1\right)
\end{array}
Initial program 57.6%
Taylor expanded in x around 0
+-commutativeN/A
lower-fma.f64N/A
+-commutativeN/A
*-commutativeN/A
lower-fma.f6460.8
Applied rewrites60.8%
(FPCore (x) :precision binary64 (fma x 0.5 1.0))
double code(double x) {
return fma(x, 0.5, 1.0);
}
function code(x) return fma(x, 0.5, 1.0) end
code[x_] := N[(x * 0.5 + 1.0), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
\mathsf{fma}\left(x, 0.5, 1\right)
\end{array}
Initial program 57.6%
Taylor expanded in x around 0
+-commutativeN/A
*-commutativeN/A
lower-fma.f6446.9
Applied rewrites46.9%
(FPCore (x) :precision binary64 1.0)
double code(double x) {
return 1.0;
}
real(8) function code(x)
real(8), intent (in) :: x
code = 1.0d0
end function
public static double code(double x) {
return 1.0;
}
def code(x): return 1.0
function code(x) return 1.0 end
function tmp = code(x) tmp = 1.0; end
code[x_] := 1.0
\begin{array}{l}
\\
1
\end{array}
Initial program 57.6%
Taylor expanded in x around 0
Applied rewrites46.8%
(FPCore (x) :precision binary64 0.0)
double code(double x) {
return 0.0;
}
real(8) function code(x)
real(8), intent (in) :: x
code = 0.0d0
end function
public static double code(double x) {
return 0.0;
}
def code(x): return 0.0
function code(x) return 0.0 end
function tmp = code(x) tmp = 0.0; end
code[x_] := 0.0
\begin{array}{l}
\\
0
\end{array}
Initial program 57.6%
Taylor expanded in x around 0
Applied rewrites3.2%
metadata-evalN/A
div03.2
Applied rewrites3.2%
(FPCore (x) :precision binary64 (let* ((t_0 (- (exp x) 1.0))) (if (and (< x 1.0) (> x -1.0)) (/ t_0 (log (exp x))) (/ t_0 x))))
double code(double x) {
double t_0 = exp(x) - 1.0;
double tmp;
if ((x < 1.0) && (x > -1.0)) {
tmp = t_0 / log(exp(x));
} else {
tmp = t_0 / x;
}
return tmp;
}
real(8) function code(x)
real(8), intent (in) :: x
real(8) :: t_0
real(8) :: tmp
t_0 = exp(x) - 1.0d0
if ((x < 1.0d0) .and. (x > (-1.0d0))) then
tmp = t_0 / log(exp(x))
else
tmp = t_0 / x
end if
code = tmp
end function
public static double code(double x) {
double t_0 = Math.exp(x) - 1.0;
double tmp;
if ((x < 1.0) && (x > -1.0)) {
tmp = t_0 / Math.log(Math.exp(x));
} else {
tmp = t_0 / x;
}
return tmp;
}
def code(x): t_0 = math.exp(x) - 1.0 tmp = 0 if (x < 1.0) and (x > -1.0): tmp = t_0 / math.log(math.exp(x)) else: tmp = t_0 / x return tmp
function code(x) t_0 = Float64(exp(x) - 1.0) tmp = 0.0 if ((x < 1.0) && (x > -1.0)) tmp = Float64(t_0 / log(exp(x))); else tmp = Float64(t_0 / x); end return tmp end
function tmp_2 = code(x) t_0 = exp(x) - 1.0; tmp = 0.0; if ((x < 1.0) && (x > -1.0)) tmp = t_0 / log(exp(x)); else tmp = t_0 / x; end tmp_2 = tmp; end
code[x_] := Block[{t$95$0 = N[(N[Exp[x], $MachinePrecision] - 1.0), $MachinePrecision]}, If[And[Less[x, 1.0], Greater[x, -1.0]], N[(t$95$0 / N[Log[N[Exp[x], $MachinePrecision]], $MachinePrecision]), $MachinePrecision], N[(t$95$0 / x), $MachinePrecision]]]
\begin{array}{l}
\\
\begin{array}{l}
t_0 := e^{x} - 1\\
\mathbf{if}\;x < 1 \land x > -1:\\
\;\;\;\;\frac{t\_0}{\log \left(e^{x}\right)}\\
\mathbf{else}:\\
\;\;\;\;\frac{t\_0}{x}\\
\end{array}
\end{array}
herbie shell --seed 2024219
(FPCore (x)
:name "Kahan's exp quotient"
:precision binary64
:alt
(! :herbie-platform default (if (and (< x 1) (> x -1)) (/ (- (exp x) 1) (log (exp x))) (/ (- (exp x) 1) x)))
(/ (- (exp x) 1.0) x))