[discuss; enhancement] faster f32toa/f64toa algorithm

字节跳动各位工程师：

您好！

讨论针对浮点数打印算法的优化，即对 f64toa.c 和 f32toa.c 进行优化说明。

项目信息

• C++ 实现仓库：https://github.com/xjb714/xjb
• 核心实现（单文件）：https://github.com/xjb714/xjb/blob/main/src/ftoa.cpp
• 示例代码：https://github.com/xjb714/xjb/blob/main/example/example.cpp
• 算法原理文档：https://github.com/xjb714/xjb/blob/main/xjb.pdf

技术背景

最优浮点数打印算法遵循 Steele & White 算法。当前主流高性能算法包括 Ryu、Schubfach、Dragonbox、YY、ZMIJ 等。本算法基于 Schubfach 算法进行深度优化。

核心优化点

1. 边界值判断优化：采用更高效的边界值判断算法，显著减少乘法运算次数
2. 指令级并行优化：减少指令依赖，提升 IPC（每周期指令数）
3. 指令数量优化：精简指令数量，降低指令缓存占用
4. 分支预测优化：减少分支数量，优化分支预测逻辑，降低分支预测失败率
5. SIMD 指令加速：
   • ARM64：采用 NEON 指令集
   • x64：采用 AVX512IFMA、SSE4.1、SSE2 指令集

测试验证

• f32 类型：已通过穷举测试
• f64 类型：已通过随机数测试

当前状态

目前实现尚未完全符合 JSON 标准（ https://tc39.es/ecma262/#sec-numeric-types-number-tostring ）。后续计划优化代码以符合 JSON 标准，预计需要一定时间。

结语

欢迎各位工程师 review 代码，期待交流与合作！