我将尝试在一个C程序中回答sin()的情况，该程序用GCC的C编译器在当前的x86处理器(假设是Intel Core 2 Duo)上编译。

在C语言中，标准C库包含了一些常见的数学函数，而这些函数并不包含在语言本身中(例如pow, sin和cos分别表示幂，sin和cos)。它们的头文件包含在math.h中。

现在在GNU/Linux系统上，这些库函数是由glibc (GNU libc或GNU C库)提供的。但是GCC编译器希望您使用-lm编译器标志链接到数学库(libm.so)，以启用这些数学函数的使用。我不确定为什么它不是标准C库的一部分。这些将是浮点函数的软件版本，或“软浮动”。

题外话:将数学函数分开的原因由来已久，据我所知，可能是在共享库可用之前，它仅仅是为了在非常古老的Unix系统中减少可执行程序的大小。

Now the compiler may optimize the standard C library function sin() (provided by libm.so) to be replaced with an call to a native instruction to your CPU/FPU's built-in sin() function, which exists as an FPU instruction (FSIN for x86/x87) on newer processors like the Core 2 series (this is correct pretty much as far back as the i486DX). This would depend on optimization flags passed to the gcc compiler. If the compiler was told to write code that would execute on any i386 or newer processor, it would not make such an optimization. The -mcpu=486 flag would inform the compiler that it was safe to make such an optimization.

现在，如果程序执行sin()函数的软件版本，它将基于CORDIC(坐标旋转数字计算机)或BKM算法，或者更可能是现在通常用于计算此类超越函数的表格或幂级数计算。(Src: http://en.wikipedia.org/wiki/Cordic应用程序)

任何最新的gcc版本(大约2.9倍以来)也提供了内置的sin版本__builtin_sin()，作为优化，它将用于取代对C库版本的标准调用。

我相信这是非常清楚的，但希望给你更多的信息比你期望的，和许多出发点，以了解更多自己。

它们通常在软件中实现，在大多数情况下不会使用相应的硬件(即汇编)调用。然而，正如Jason所指出的，这些是特定于实现的。

请注意，这些软件例程不是编译器源代码的一部分，而是可以在相应的库中找到，例如clib或GNU编译器的glibc。看到http://www.gnu.org/software/libc/manual/html_mono/libc.html三角函数

如果你想要更大的控制权，你应该仔细评估你到底需要什么。一些典型的方法是查找表的插值、程序集调用(通常很慢)或其他近似方案，如Newton-Raphson的平方根。

像正弦和余弦这样的函数是在微处理器内部的微码中实现的。例如，英特尔芯片就有相应的组装指令。C编译器将生成调用这些汇编指令的代码。(相反，Java编译器不会。Java在软件而不是硬件中计算三角函数，因此运行速度要慢得多。)

芯片不使用泰勒级数来计算三角函数，至少不完全是这样。首先，他们使用CORDIC，但他们也可能使用一个短的泰勒级数来优化CORDIC的结果，或者用于特殊情况，例如在非常小的角度下以相对较高的精度计算正弦。有关更多解释，请参阅StackOverflow的回答。

在GNU libm中，sin的实现依赖于系统。因此，您可以在sysdeps的适当子目录中找到每个平台的实现。

一个目录包含一个由IBM贡献的C语言实现。自2011年10月以来，这是在典型的x86-64 Linux系统上调用sin()时实际运行的代码。它显然比汇编指令中的f_f快。源代码:sysdeps/ieee754/dbl-64/s_sin.c，查找__sin (double x)。

这段代码非常复杂。没有一种软件算法在整个x值范围内尽可能快且准确，因此库实现了几种不同的算法，它的第一项工作是查看x并决定使用哪种算法。

When x is very very close to 0, sin(x) == x is the right answer. A bit further out, sin(x) uses the familiar Taylor series. However, this is only accurate near 0, so... When the angle is more than about 7°, a different algorithm is used, computing Taylor-series approximations for both sin(x) and cos(x), then using values from a precomputed table to refine the approximation. When |x| > 2, none of the above algorithms would work, so the code starts by computing some value closer to 0 that can be fed to sin or cos instead. There's yet another branch to deal with x being a NaN or infinity.

这段代码使用了一些我以前从未见过的数值技巧，尽管据我所知，它们可能在浮点专家中很有名。有时几行代码需要几段文字来解释。例如，这两条线

double t = (x * hpinv + toint);
double xn = t - toint;

(有时)用于将x减小到接近0的值，该值与x相差π/2的倍数，特别是xn × π/2。这种没有划分或分支的方式相当聪明。但是没有任何评论!

旧的32位版本的GCC/glibc使用fsin指令，这对于某些输入是非常不准确的。有一篇精彩的博客文章用两行代码说明了这一点。

fdlibm在纯C中实现sin要比glibc简单得多，而且注释很好。源代码:fdlibm/s_sin.c和fdlibm/k_sin.c

如果你想要一个软件实现，而不是硬件实现，可以在《数值公式》的第5章中找到这个问题的明确答案。我的副本在一个盒子里，所以我不能给出细节，但简短的版本(如果我没记错的话)是你把tan(theta/2)作为你的基本操作，然后从那里计算其他的。计算是用级数近似完成的，但它比泰勒级数收敛得快得多。

抱歉，我没拿到书就想不起来了。

计算正弦/余弦/正切其实很容易通过代码使用泰勒级数来实现。自己写一个只需5秒钟。

整个过程可以用这个方程来概括:

下面是我为C语言写的一些例程:

double _pow(double a, double b) {
    double c = 1;
    for (int i=0; i<b; i++)
        c *= a;
    return c;
}

double _fact(double x) {
    double ret = 1;
    for (int i=1; i<=x; i++) 
        ret *= i;
    return ret;
}

double _sin(double x) {
    double y = x;
    double s = -1;
    for (int i=3; i<=100; i+=2) {
        y+=s*(_pow(x,i)/_fact(i));
        s *= -1;
    }  
    return y;
}
double _cos(double x) {
    double y = 1;
    double s = -1;
    for (int i=2; i<=100; i+=2) {
        y+=s*(_pow(x,i)/_fact(i));
        s *= -1;
    }  
    return y;
}
double _tan(double x) {
     return (_sin(x)/_cos(x));  
}