
(FPCore (a rand) :precision binary64 (let* ((t_0 (- a (/ 1.0 3.0)))) (* t_0 (+ 1.0 (* (/ 1.0 (sqrt (* 9.0 t_0))) rand)))))
double code(double a, double rand) {
double t_0 = a - (1.0 / 3.0);
return t_0 * (1.0 + ((1.0 / sqrt((9.0 * t_0))) * rand));
}
real(8) function code(a, rand)
real(8), intent (in) :: a
real(8), intent (in) :: rand
real(8) :: t_0
t_0 = a - (1.0d0 / 3.0d0)
code = t_0 * (1.0d0 + ((1.0d0 / sqrt((9.0d0 * t_0))) * rand))
end function
public static double code(double a, double rand) {
double t_0 = a - (1.0 / 3.0);
return t_0 * (1.0 + ((1.0 / Math.sqrt((9.0 * t_0))) * rand));
}
def code(a, rand): t_0 = a - (1.0 / 3.0) return t_0 * (1.0 + ((1.0 / math.sqrt((9.0 * t_0))) * rand))
function code(a, rand) t_0 = Float64(a - Float64(1.0 / 3.0)) return Float64(t_0 * Float64(1.0 + Float64(Float64(1.0 / sqrt(Float64(9.0 * t_0))) * rand))) end
function tmp = code(a, rand) t_0 = a - (1.0 / 3.0); tmp = t_0 * (1.0 + ((1.0 / sqrt((9.0 * t_0))) * rand)); end
code[a_, rand_] := Block[{t$95$0 = N[(a - N[(1.0 / 3.0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]}, N[(t$95$0 * N[(1.0 + N[(N[(1.0 / N[Sqrt[N[(9.0 * t$95$0), $MachinePrecision]], $MachinePrecision]), $MachinePrecision] * rand), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]]
\begin{array}{l}
\\
\begin{array}{l}
t_0 := a - \frac{1}{3}\\
t\_0 \cdot \left(1 + \frac{1}{\sqrt{9 \cdot t\_0}} \cdot rand\right)
\end{array}
\end{array}
Sampling outcomes in binary64 precision:
Herbie found 8 alternatives:
| Alternative | Accuracy | Speedup |
|---|
(FPCore (a rand) :precision binary64 (let* ((t_0 (- a (/ 1.0 3.0)))) (* t_0 (+ 1.0 (* (/ 1.0 (sqrt (* 9.0 t_0))) rand)))))
double code(double a, double rand) {
double t_0 = a - (1.0 / 3.0);
return t_0 * (1.0 + ((1.0 / sqrt((9.0 * t_0))) * rand));
}
real(8) function code(a, rand)
real(8), intent (in) :: a
real(8), intent (in) :: rand
real(8) :: t_0
t_0 = a - (1.0d0 / 3.0d0)
code = t_0 * (1.0d0 + ((1.0d0 / sqrt((9.0d0 * t_0))) * rand))
end function
public static double code(double a, double rand) {
double t_0 = a - (1.0 / 3.0);
return t_0 * (1.0 + ((1.0 / Math.sqrt((9.0 * t_0))) * rand));
}
def code(a, rand): t_0 = a - (1.0 / 3.0) return t_0 * (1.0 + ((1.0 / math.sqrt((9.0 * t_0))) * rand))
function code(a, rand) t_0 = Float64(a - Float64(1.0 / 3.0)) return Float64(t_0 * Float64(1.0 + Float64(Float64(1.0 / sqrt(Float64(9.0 * t_0))) * rand))) end
function tmp = code(a, rand) t_0 = a - (1.0 / 3.0); tmp = t_0 * (1.0 + ((1.0 / sqrt((9.0 * t_0))) * rand)); end
code[a_, rand_] := Block[{t$95$0 = N[(a - N[(1.0 / 3.0), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]}, N[(t$95$0 * N[(1.0 + N[(N[(1.0 / N[Sqrt[N[(9.0 * t$95$0), $MachinePrecision]], $MachinePrecision]), $MachinePrecision] * rand), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]]
\begin{array}{l}
\\
\begin{array}{l}
t_0 := a - \frac{1}{3}\\
t\_0 \cdot \left(1 + \frac{1}{\sqrt{9 \cdot t\_0}} \cdot rand\right)
\end{array}
\end{array}
(FPCore (a rand) :precision binary64 (fma (/ (* 0.3333333333333333 (- a 0.3333333333333333)) (sqrt (- a 0.3333333333333333))) rand (- a 0.3333333333333333)))
double code(double a, double rand) {
return fma(((0.3333333333333333 * (a - 0.3333333333333333)) / sqrt((a - 0.3333333333333333))), rand, (a - 0.3333333333333333));
}
function code(a, rand) return fma(Float64(Float64(0.3333333333333333 * Float64(a - 0.3333333333333333)) / sqrt(Float64(a - 0.3333333333333333))), rand, Float64(a - 0.3333333333333333)) end
code[a_, rand_] := N[(N[(N[(0.3333333333333333 * N[(a - 0.3333333333333333), $MachinePrecision]), $MachinePrecision] / N[Sqrt[N[(a - 0.3333333333333333), $MachinePrecision]], $MachinePrecision]), $MachinePrecision] * rand + N[(a - 0.3333333333333333), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
\mathsf{fma}\left(\frac{0.3333333333333333 \cdot \left(a - 0.3333333333333333\right)}{\sqrt{a - 0.3333333333333333}}, rand, a - 0.3333333333333333\right)
\end{array}
Initial program 99.8%
lift-*.f64N/A
lift-+.f64N/A
+-commutativeN/A
distribute-lft-inN/A
lift-*.f64N/A
associate-*r*N/A
*-rgt-identityN/A
lower-fma.f64N/A
Applied rewrites99.8%
(FPCore (a rand) :precision binary64 (if (or (<= rand -2.9e+102) (not (<= rand 1.95e+66))) (* (* (sqrt a) 0.3333333333333333) rand) (- a 0.3333333333333333)))
double code(double a, double rand) {
double tmp;
if ((rand <= -2.9e+102) || !(rand <= 1.95e+66)) {
tmp = (sqrt(a) * 0.3333333333333333) * rand;
} else {
tmp = a - 0.3333333333333333;
}
return tmp;
}
real(8) function code(a, rand)
real(8), intent (in) :: a
real(8), intent (in) :: rand
real(8) :: tmp
if ((rand <= (-2.9d+102)) .or. (.not. (rand <= 1.95d+66))) then
tmp = (sqrt(a) * 0.3333333333333333d0) * rand
else
tmp = a - 0.3333333333333333d0
end if
code = tmp
end function
public static double code(double a, double rand) {
double tmp;
if ((rand <= -2.9e+102) || !(rand <= 1.95e+66)) {
tmp = (Math.sqrt(a) * 0.3333333333333333) * rand;
} else {
tmp = a - 0.3333333333333333;
}
return tmp;
}
def code(a, rand): tmp = 0 if (rand <= -2.9e+102) or not (rand <= 1.95e+66): tmp = (math.sqrt(a) * 0.3333333333333333) * rand else: tmp = a - 0.3333333333333333 return tmp
function code(a, rand) tmp = 0.0 if ((rand <= -2.9e+102) || !(rand <= 1.95e+66)) tmp = Float64(Float64(sqrt(a) * 0.3333333333333333) * rand); else tmp = Float64(a - 0.3333333333333333); end return tmp end
function tmp_2 = code(a, rand) tmp = 0.0; if ((rand <= -2.9e+102) || ~((rand <= 1.95e+66))) tmp = (sqrt(a) * 0.3333333333333333) * rand; else tmp = a - 0.3333333333333333; end tmp_2 = tmp; end
code[a_, rand_] := If[Or[LessEqual[rand, -2.9e+102], N[Not[LessEqual[rand, 1.95e+66]], $MachinePrecision]], N[(N[(N[Sqrt[a], $MachinePrecision] * 0.3333333333333333), $MachinePrecision] * rand), $MachinePrecision], N[(a - 0.3333333333333333), $MachinePrecision]]
\begin{array}{l}
\\
\begin{array}{l}
\mathbf{if}\;rand \leq -2.9 \cdot 10^{+102} \lor \neg \left(rand \leq 1.95 \cdot 10^{+66}\right):\\
\;\;\;\;\left(\sqrt{a} \cdot 0.3333333333333333\right) \cdot rand\\
\mathbf{else}:\\
\;\;\;\;a - 0.3333333333333333\\
\end{array}
\end{array}
if rand < -2.9000000000000002e102 or 1.9500000000000002e66 < rand Initial program 99.6%
Taylor expanded in rand around inf
*-commutativeN/A
lower-*.f64N/A
associate--l+N/A
*-commutativeN/A
associate-*r/N/A
metadata-evalN/A
div-subN/A
lower-fma.f64N/A
lower-sqrt.f64N/A
lower--.f64N/A
lower-/.f64N/A
lower--.f6499.5
Applied rewrites99.5%
Taylor expanded in rand around inf
Applied rewrites95.6%
Taylor expanded in a around -inf
Applied rewrites95.3%
if -2.9000000000000002e102 < rand < 1.9500000000000002e66Initial program 99.9%
lift-*.f64N/A
lift--.f64N/A
flip--N/A
associate-*l/N/A
lower-/.f64N/A
Applied rewrites50.2%
Taylor expanded in rand around 0
lower-/.f64N/A
lower--.f64N/A
unpow2N/A
lower-*.f64N/A
lower-+.f6445.0
Applied rewrites45.0%
Applied rewrites93.7%
Final simplification94.3%
(FPCore (a rand)
:precision binary64
(if (<= rand -2.5e+102)
(* (* rand 0.3333333333333333) (sqrt a))
(if (<= rand 1.95e+66)
(- a 0.3333333333333333)
(* (* (sqrt a) 0.3333333333333333) rand))))
double code(double a, double rand) {
double tmp;
if (rand <= -2.5e+102) {
tmp = (rand * 0.3333333333333333) * sqrt(a);
} else if (rand <= 1.95e+66) {
tmp = a - 0.3333333333333333;
} else {
tmp = (sqrt(a) * 0.3333333333333333) * rand;
}
return tmp;
}
real(8) function code(a, rand)
real(8), intent (in) :: a
real(8), intent (in) :: rand
real(8) :: tmp
if (rand <= (-2.5d+102)) then
tmp = (rand * 0.3333333333333333d0) * sqrt(a)
else if (rand <= 1.95d+66) then
tmp = a - 0.3333333333333333d0
else
tmp = (sqrt(a) * 0.3333333333333333d0) * rand
end if
code = tmp
end function
public static double code(double a, double rand) {
double tmp;
if (rand <= -2.5e+102) {
tmp = (rand * 0.3333333333333333) * Math.sqrt(a);
} else if (rand <= 1.95e+66) {
tmp = a - 0.3333333333333333;
} else {
tmp = (Math.sqrt(a) * 0.3333333333333333) * rand;
}
return tmp;
}
def code(a, rand): tmp = 0 if rand <= -2.5e+102: tmp = (rand * 0.3333333333333333) * math.sqrt(a) elif rand <= 1.95e+66: tmp = a - 0.3333333333333333 else: tmp = (math.sqrt(a) * 0.3333333333333333) * rand return tmp
function code(a, rand) tmp = 0.0 if (rand <= -2.5e+102) tmp = Float64(Float64(rand * 0.3333333333333333) * sqrt(a)); elseif (rand <= 1.95e+66) tmp = Float64(a - 0.3333333333333333); else tmp = Float64(Float64(sqrt(a) * 0.3333333333333333) * rand); end return tmp end
function tmp_2 = code(a, rand) tmp = 0.0; if (rand <= -2.5e+102) tmp = (rand * 0.3333333333333333) * sqrt(a); elseif (rand <= 1.95e+66) tmp = a - 0.3333333333333333; else tmp = (sqrt(a) * 0.3333333333333333) * rand; end tmp_2 = tmp; end
code[a_, rand_] := If[LessEqual[rand, -2.5e+102], N[(N[(rand * 0.3333333333333333), $MachinePrecision] * N[Sqrt[a], $MachinePrecision]), $MachinePrecision], If[LessEqual[rand, 1.95e+66], N[(a - 0.3333333333333333), $MachinePrecision], N[(N[(N[Sqrt[a], $MachinePrecision] * 0.3333333333333333), $MachinePrecision] * rand), $MachinePrecision]]]
\begin{array}{l}
\\
\begin{array}{l}
\mathbf{if}\;rand \leq -2.5 \cdot 10^{+102}:\\
\;\;\;\;\left(rand \cdot 0.3333333333333333\right) \cdot \sqrt{a}\\
\mathbf{elif}\;rand \leq 1.95 \cdot 10^{+66}:\\
\;\;\;\;a - 0.3333333333333333\\
\mathbf{else}:\\
\;\;\;\;\left(\sqrt{a} \cdot 0.3333333333333333\right) \cdot rand\\
\end{array}
\end{array}
if rand < -2.5e102Initial program 99.6%
lift-*.f64N/A
lift-+.f64N/A
+-commutativeN/A
distribute-lft-inN/A
lift-*.f64N/A
associate-*r*N/A
*-rgt-identityN/A
lower-fma.f64N/A
Applied rewrites99.6%
Taylor expanded in a around inf
*-commutativeN/A
lower-*.f64N/A
+-commutativeN/A
*-commutativeN/A
associate-*r*N/A
lower-fma.f64N/A
lower-*.f64N/A
lower-sqrt.f64N/A
lower-/.f6499.5
Applied rewrites99.5%
Taylor expanded in a around 0
Applied rewrites96.7%
Applied rewrites96.8%
if -2.5e102 < rand < 1.9500000000000002e66Initial program 99.9%
lift-*.f64N/A
lift--.f64N/A
flip--N/A
associate-*l/N/A
lower-/.f64N/A
Applied rewrites50.2%
Taylor expanded in rand around 0
lower-/.f64N/A
lower--.f64N/A
unpow2N/A
lower-*.f64N/A
lower-+.f6445.0
Applied rewrites45.0%
Applied rewrites93.7%
if 1.9500000000000002e66 < rand Initial program 99.6%
Taylor expanded in rand around inf
*-commutativeN/A
lower-*.f64N/A
associate--l+N/A
*-commutativeN/A
associate-*r/N/A
metadata-evalN/A
div-subN/A
lower-fma.f64N/A
lower-sqrt.f64N/A
lower--.f64N/A
lower-/.f64N/A
lower--.f6499.5
Applied rewrites99.5%
Taylor expanded in rand around inf
Applied rewrites94.9%
Taylor expanded in a around -inf
Applied rewrites94.3%
(FPCore (a rand) :precision binary64 (fma (* 0.3333333333333333 rand) (sqrt (- a 0.3333333333333333)) (- a 0.3333333333333333)))
double code(double a, double rand) {
return fma((0.3333333333333333 * rand), sqrt((a - 0.3333333333333333)), (a - 0.3333333333333333));
}
function code(a, rand) return fma(Float64(0.3333333333333333 * rand), sqrt(Float64(a - 0.3333333333333333)), Float64(a - 0.3333333333333333)) end
code[a_, rand_] := N[(N[(0.3333333333333333 * rand), $MachinePrecision] * N[Sqrt[N[(a - 0.3333333333333333), $MachinePrecision]], $MachinePrecision] + N[(a - 0.3333333333333333), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
\mathsf{fma}\left(0.3333333333333333 \cdot rand, \sqrt{a - 0.3333333333333333}, a - 0.3333333333333333\right)
\end{array}
Initial program 99.8%
Taylor expanded in rand around 0
+-commutativeN/A
associate--l+N/A
associate-*r*N/A
lower-fma.f64N/A
lower-*.f64N/A
lower-sqrt.f64N/A
lower--.f64N/A
lower--.f6499.8
Applied rewrites99.8%
(FPCore (a rand) :precision binary64 (if (<= rand 1.45e+118) (- a 0.3333333333333333) (/ (- (* a a) 0.1111111111111111) 0.3333333333333333)))
double code(double a, double rand) {
double tmp;
if (rand <= 1.45e+118) {
tmp = a - 0.3333333333333333;
} else {
tmp = ((a * a) - 0.1111111111111111) / 0.3333333333333333;
}
return tmp;
}
real(8) function code(a, rand)
real(8), intent (in) :: a
real(8), intent (in) :: rand
real(8) :: tmp
if (rand <= 1.45d+118) then
tmp = a - 0.3333333333333333d0
else
tmp = ((a * a) - 0.1111111111111111d0) / 0.3333333333333333d0
end if
code = tmp
end function
public static double code(double a, double rand) {
double tmp;
if (rand <= 1.45e+118) {
tmp = a - 0.3333333333333333;
} else {
tmp = ((a * a) - 0.1111111111111111) / 0.3333333333333333;
}
return tmp;
}
def code(a, rand): tmp = 0 if rand <= 1.45e+118: tmp = a - 0.3333333333333333 else: tmp = ((a * a) - 0.1111111111111111) / 0.3333333333333333 return tmp
function code(a, rand) tmp = 0.0 if (rand <= 1.45e+118) tmp = Float64(a - 0.3333333333333333); else tmp = Float64(Float64(Float64(a * a) - 0.1111111111111111) / 0.3333333333333333); end return tmp end
function tmp_2 = code(a, rand) tmp = 0.0; if (rand <= 1.45e+118) tmp = a - 0.3333333333333333; else tmp = ((a * a) - 0.1111111111111111) / 0.3333333333333333; end tmp_2 = tmp; end
code[a_, rand_] := If[LessEqual[rand, 1.45e+118], N[(a - 0.3333333333333333), $MachinePrecision], N[(N[(N[(a * a), $MachinePrecision] - 0.1111111111111111), $MachinePrecision] / 0.3333333333333333), $MachinePrecision]]
\begin{array}{l}
\\
\begin{array}{l}
\mathbf{if}\;rand \leq 1.45 \cdot 10^{+118}:\\
\;\;\;\;a - 0.3333333333333333\\
\mathbf{else}:\\
\;\;\;\;\frac{a \cdot a - 0.1111111111111111}{0.3333333333333333}\\
\end{array}
\end{array}
if rand < 1.45000000000000008e118Initial program 99.9%
lift-*.f64N/A
lift--.f64N/A
flip--N/A
associate-*l/N/A
lower-/.f64N/A
Applied rewrites52.3%
Taylor expanded in rand around 0
lower-/.f64N/A
lower--.f64N/A
unpow2N/A
lower-*.f64N/A
lower-+.f6436.2
Applied rewrites36.2%
Applied rewrites76.4%
if 1.45000000000000008e118 < rand Initial program 99.6%
lift-*.f64N/A
lift--.f64N/A
flip--N/A
associate-*l/N/A
lower-/.f64N/A
Applied rewrites65.6%
Taylor expanded in rand around 0
lower-/.f64N/A
lower--.f64N/A
unpow2N/A
lower-*.f64N/A
lower-+.f6435.0
Applied rewrites35.0%
Taylor expanded in a around 0
Applied rewrites36.0%
(FPCore (a rand) :precision binary64 (fma (* (sqrt a) 0.3333333333333333) rand (- a 0.3333333333333333)))
double code(double a, double rand) {
return fma((sqrt(a) * 0.3333333333333333), rand, (a - 0.3333333333333333));
}
function code(a, rand) return fma(Float64(sqrt(a) * 0.3333333333333333), rand, Float64(a - 0.3333333333333333)) end
code[a_, rand_] := N[(N[(N[Sqrt[a], $MachinePrecision] * 0.3333333333333333), $MachinePrecision] * rand + N[(a - 0.3333333333333333), $MachinePrecision]), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
\mathsf{fma}\left(\sqrt{a} \cdot 0.3333333333333333, rand, a - 0.3333333333333333\right)
\end{array}
Initial program 99.8%
lift-*.f64N/A
lift-+.f64N/A
+-commutativeN/A
distribute-lft-inN/A
lift-*.f64N/A
associate-*r*N/A
*-rgt-identityN/A
lower-fma.f64N/A
Applied rewrites99.8%
Taylor expanded in a around inf
*-commutativeN/A
lower-*.f64N/A
lower-sqrt.f6499.7
Applied rewrites99.7%
(FPCore (a rand) :precision binary64 (fma (* (sqrt a) rand) 0.3333333333333333 a))
double code(double a, double rand) {
return fma((sqrt(a) * rand), 0.3333333333333333, a);
}
function code(a, rand) return fma(Float64(sqrt(a) * rand), 0.3333333333333333, a) end
code[a_, rand_] := N[(N[(N[Sqrt[a], $MachinePrecision] * rand), $MachinePrecision] * 0.3333333333333333 + a), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
\mathsf{fma}\left(\sqrt{a} \cdot rand, 0.3333333333333333, a\right)
\end{array}
Initial program 99.8%
lift-*.f64N/A
lift-+.f64N/A
+-commutativeN/A
distribute-lft-inN/A
lift-*.f64N/A
associate-*r*N/A
*-rgt-identityN/A
lower-fma.f64N/A
Applied rewrites99.8%
Taylor expanded in a around inf
*-commutativeN/A
lower-*.f64N/A
+-commutativeN/A
*-commutativeN/A
associate-*r*N/A
lower-fma.f64N/A
lower-*.f64N/A
lower-sqrt.f64N/A
lower-/.f6498.4
Applied rewrites98.4%
Taylor expanded in a around 0
Applied rewrites98.4%
(FPCore (a rand) :precision binary64 (- a 0.3333333333333333))
double code(double a, double rand) {
return a - 0.3333333333333333;
}
real(8) function code(a, rand)
real(8), intent (in) :: a
real(8), intent (in) :: rand
code = a - 0.3333333333333333d0
end function
public static double code(double a, double rand) {
return a - 0.3333333333333333;
}
def code(a, rand): return a - 0.3333333333333333
function code(a, rand) return Float64(a - 0.3333333333333333) end
function tmp = code(a, rand) tmp = a - 0.3333333333333333; end
code[a_, rand_] := N[(a - 0.3333333333333333), $MachinePrecision]
\begin{array}{l}
\\
a - 0.3333333333333333
\end{array}
Initial program 99.8%
lift-*.f64N/A
lift--.f64N/A
flip--N/A
associate-*l/N/A
lower-/.f64N/A
Applied rewrites54.8%
Taylor expanded in rand around 0
lower-/.f64N/A
lower--.f64N/A
unpow2N/A
lower-*.f64N/A
lower-+.f6436.0
Applied rewrites36.0%
Applied rewrites63.2%
herbie shell --seed 2024329
(FPCore (a rand)
:name "Octave 3.8, oct_fill_randg"
:precision binary64
(* (- a (/ 1.0 3.0)) (+ 1.0 (* (/ 1.0 (sqrt (* 9.0 (- a (/ 1.0 3.0))))) rand))))