sin cos 查表法算法解析_查表计算sin和cos值-程序员宅基地

技术标签: 算法  三角函数  javascript  

前言

在项目开发中,有些项目对三角函数使用频繁,尤其是游戏项目,三角函数计算是很耗性能的,产品性能直接影响用户体验,这里对三角函数计算优化方案:查表法的算法解析,希望能对大家有所帮助

三角函数

在三角函数中,有一些特殊角,计算中可以直接求出具体的值

角度 15° 30° 45° 60° 90° 120° 135° 150° 180° 270°
弧度 0 π/12 π/6 π/4 π/3 π/2 2π/3 3π/4 5π/6 π 3π/2
sin值 0 [(√6)-(√2)]/4 1/2 (√2)/2 (√3)/2 1 (√3)/2 (√2)/2 1/2 0 -1
cos值 1 [(√6)+(√2)]/4 (√3)/2 (√2)/2 1/2 0 -1/2 -(√2)/2 -(√3)/2 -1 0

我们先从sin函数中找规律,我们先打印出4个象限中的几个特殊角度的正玄值看看

for (var i=0;i<=360;i+=15) {
   
    
	console.log(Math.sin(Math.PI/180*i)+"===>"+i+"度")
}

输出如下:

0===>00.25881904510252074===>150.49999999999999994===>300.7071067811865475===>450.8660254037844386===>600.9659258262890683===>751===>900.9659258262890683===>1050.8660254037844387===>1200.7071067811865476===>1350.49999999999999994===>1500.258819045102521===>1651.2246467991473532e-16===>180-0.2588190451025208===>195-0.5000000000000001===>210-0.7071067811865475===>225-0.8660254037844385===>240-0.9659258262890683===>255-1===>270-0.9659258262890684===>285-0.8660254037844386===>300-0.7071067811865477===>315-0.5000000000000004===>330-0.2588190451025207===>345-2.4492935982947064e-16===>360

规律:第一象限与第二象限的值 sin(75°)=sin(105°), sin(60°)=sin(120°),
得出sin(a)=sin (180-a),
也就是第一象限与第二象限中正玄值是反方向对应的
第三象限正玄值是第一象限的负值
第四象限正玄值是第二象限的负值
所以我们求出第一象限内的正玄值,就可以得到对应另外三个象限的角度的正玄值,
这里有两个特殊值

1.2246467991473532e-16===>180-2.4492935982947064e-16===>360

其实大家都知道这两个特殊角的正玄值都是0,而实际计算出的值是用科学计数法表示的数,这是电脑计算出无限接近0的值,我们直接把它们忽略,直接给0就行
即sin(0°)=sin(180°)=sin(360°)=0
“如果我们把0-90度第一象限内的所有角度的正玄值都提前计算出来放到一个列表里,那么下次再计算相应角度的正玄值时,我们直接去这个表里查出结果就行”,这就是查表法优化的原理
当然我们也不可能把所有的角度都计算一次,我只能拿出一部分采样结果来存储起来,采样越多,结果的误差就越小

生成sin表

首先把0-90度分成1024份,这里用1024份采样为例

		sintable=[]
		for (var i = 0;i < 1024 ; i++){
   
    
          sintable[i]=Math.sin(i/1024*Math.PI*0.5);
		}

这是生成好的表

var sintable=[
0.000000,0.001534,0.003068,0.004602,0.006136,0.007670,0.009204,0.010738,
0.012272,0.013805,0.015339,0.016873,0.018407,0.019940,0.021474,0.023008,
0.024541,0.026075,0.027608,0.029142,0.030675,0.032208,0.033741,0.035274,
0.036807,0.038340,0.039873,0.041406,0.042938,0.044471,0.046003,0.047535,
0.049068,0.050600,0.052132,0.053664,0.055195,0.056727,0.058258,0.059790,
0.061321,0.062852,0.064383,0.065913,0.067444,0.068974,0.070505,0.072035,
0.073565,0.075094,0.076624,0.078153,0.079682,0.081211,0.082740,0.084269,
0.085797,0.087326,0.088854,0.090381,0.091909,0.093436,0.094963,0.096490,
0.098017,0.099544,0.101070,0.102596,0.104122,0.105647,0.107172,0.108697,
0.110222,0.111747,0.113271,0.114795,0.116319,0.117842,0.119365,0.120888,
0.122411,0.123933,0.125455,0.126977,0.128498,0.130019,0.131540,0.133061,
0.134581,0.136101,0.137620,0.139139,0.140658,0.142177,0.143695,0.145213,
0.146730,0.148248,0.149765,0.151281,0.152797,0.154313,0.155828,0.157343,
0.158858,0.160372,0.161886,0.163400,0.164913,0.166426,0.167938,0.169450,
0.170962,0.172473,0.173984,0.175494,0.177004,0.178514,0.180023,0.181532,
0.183040,0.184548,0.186055,0.187562,0.189069,0.190575,0.192080,0.193586,
0.195090,0.196595,0.198098,0.199602,0.201105
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