Mathe-Funktionsbibliothek in C++ und wie man sie verwendet

C++ ist eine in der Computerprogrammierung weit verbreitete Programmiersprache. Ihre mathematische Funktionsbibliothek kann Programmierern dabei helfen, verschiedene mathematische Berechnungen effektiv durchzuführen. In diesem Artikel werden die häufig verwendeten mathematischen Funktionsbibliotheken in C++ und deren Verwendung vorgestellt.

1. cmath-Funktionsbibliothek

Die cmath-Funktionsbibliothek ist eine häufig verwendete mathematische Funktionsbibliothek in C++, die verschiedene mathematische Funktionen enthält, die für mathematische Berechnungen erforderlich sind, wie z. B. trigonometrische Funktionen, Exponentialfunktionen, logarithmische Funktionen, Potenzfunktionen usw. Um die cmath-Funktionsbibliothek zu verwenden, müssen Sie am Anfang des Programms #include hinzufügen. Hier sind einige häufig verwendete Funktionen:

1. abs()-Funktion

abs()-Funktion wird zum Berechnen verwendet Absoluter Wert einer beliebigen Zahl und sein Rückgabewerttyp ist Ganzzahl, Gleitkomma oder Gleitkomma mit doppelter Genauigkeit.

Beispiel:

#include <iostream>
#include <cmath>

using namespace std;

int main()
{
   int a = -10;
   float b = -3.14;
   double c = -99.99;
   
   cout << "abs(a) = " << abs(a) << endl;
   cout << "abs(b) = " << abs(b) << endl;
   cout << "abs(c) = " << abs(c) << endl;
   
   return 0;
}

Ausgabeergebnis:

abs(a) = 10

abs(b) = 3,14

abs(c) = 99,99

2. sin()-Funktion

sin()-Funktion ist verwendet Berechnen Sie den Sinuswert eines Winkels. Sein Parameter ist ein Bogenmaßwert und die Funktion gibt einen Gleitkommawert zurück.

Beispiel:

#include <iostream>
#include <cmath>

using namespace std;

int main()
{
   double radian = 0.5236;
   double sin_value = sin(radian);
   
   cout << "sin(30) = " << sin_value << endl;
   
   return 0;
}

Ausgabeergebnis:

sin(30) = 0,5

3. pow()-Funktion

pow()-Funktion wird verwendet, um eine beliebige Potenz einer Zahl zu berechnen, und ihre Parameter sind zwei Gleitkommazahlen mit doppelter Genauigkeit Eine Zahl vom Typ Punkt ist die Basis und die andere der Exponent. Die Funktion gibt einen Gleitkommawert mit doppelter Genauigkeit zurück.

Beispiel:

#include <iostream>
#include <cmath>

using namespace std;

int main()
{
   double base = 2;
   double exponent = 5;
   double pow_value = pow(base, exponent);
   
   cout << base << "的" << exponent << "次幂为：" << pow_value;
   
   return 0;
}

Ausgabeergebnis:

Die 5. Potenz von 2 ist: 32

2. Komplexe Funktionsbibliothek

Komplexe Funktionsbibliothek wird verwendet, um mathematische Berechnungen komplexer Zahlen durchzuführen, einschließlich der Multiplikation komplexer Zahlen und der Addition komplexer Zahlen , reell Häufig verwendete Funktionen wie Teil und Imaginärteil.

Um die komplexe Funktionsbibliothek zu verwenden, müssen Sie am Anfang des Programms #include hinzufügen. Hier sind einige häufig verwendete Funktionen:

1. complex()-Funktion

complex()-Funktion Gibt einen komplexen Wert zurück, und seine Parameter sind zwei (optional eine) Gleitkommazahlen mit doppelter Genauigkeit. Der erste Wert stellt den Realteil der komplexen Zahl dar und der zweite Wert ist der Imaginärteil.

Beispiel:

#include <iostream>
#include <complex>

using namespace std;

int main()
{
   complex<double> c1 (1,2);
   
   cout << "c1 = " << c1 << endl;
   
   return 0;
}

Ausgabeergebnis:

c1 = (1,2)

2. norm()-Funktion

norm()-Funktion wird verwendet, um das Quadrat des Moduls einer komplexen Zahl und ihren Parameter zu berechnen Ist ein Wert vom Typ einer komplexen Zahl, gibt die Funktion einen Gleitkommawert mit doppelter Genauigkeit zurück.

Beispiel:

#include <iostream>
#include <complex>

using namespace std;

int main()
{
   complex<double> c1 (3,4);
   double norm_value = norm(c1);
   
   cout << "The square of the norm of " << c1 << " is " << norm_value << endl;
   
   return 0;
}

Ausgabeergebnis:

Das Quadrat der Norm von (3,4) ist 25

3. polar()-Funktion

polar()-Funktion wird verwendet, um eine komplexe Zahl in Polarkoordinaten umzuwandeln In der herkömmlichen komplexen Form sind seine Parameter zwei Gleitkommazahlen mit doppelter Genauigkeit, die erste ist der Modul, die zweite ist der Phasenwinkel und die Funktion gibt einen Wert vom komplexen Typ zurück.

Beispiel:

#include <iostream>
#include <complex>

using namespace std;

int main()
{
   double radius = 5;
   double phase = 1.0472; //约等于60度
   complex<double> c1 = polar(radius, phase);
   
   cout << "The complex number is " << c1 << endl;
   
   return 0;
}

Ausgabeergebnis:

Die komplexe Zahl ist (2,5, 4,33013)

3. Zufallsfunktionsbibliothek

Mit der Zufallsfunktionsbibliothek können verschiedene Arten von Zufallszahlen generiert werden, einschließlich Ganzzahlen und reellen Typen. Boolescher Typ, Zeichentyp usw.

Um die Zufallsfunktionsbibliothek zu verwenden, müssen Sie am Anfang des Programms #include hinzufügen. Hier sind einige häufig verwendete Funktionen:

1. rand()-Funktion

rand()-Funktion Erzeugen Sie einen Wert zwischen 0 und RAND_MAX. Zufälliger ganzzahliger Wert, wobei RAND_MAX eine Konstante in der C++-Standardbibliothek ist, normalerweise gleich 32767.

Beispiel:

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>

using namespace std;

int main()
{
   srand(time(NULL)); //设置种子
   
   for(int i = 0; i < 5; ++i)
   {
      int random_num = rand();
      
      cout << "Random number " << i << ": " << random_num << endl;
   }
   
   return 0;
}

Ausgabeergebnis:

Zufallszahl 0: 1804289383

Zufallszahl 1: 846930886

Zufallszahl 2: 1681692777

Zufallszahl. 3: 171463691 5

Zufallszahl 4: 1957747793

2. uniform_real_distribution ( ) Funktion

uniform_real_distribution() Funktion wird verwendet, um einen zufälligen reellen Wert zwischen dem angegebenen Bereich zu generieren. Ihre Parameter sind zwei Gleitkommazahlen mit doppelter Genauigkeit und sie gibt einen Gleitkommawert mit doppelter Genauigkeit zurück.

Beispiel:

#include <iostream>
#include <random>

using namespace std;

int main()
{
   random_device rd;
   mt19937 gen(rd());
   uniform_real_distribution<> distribution(-1, 1); //生成[-1, 1)范围内的随机实数
   
   for(int i = 0; i < 5; ++i)
   {
      double random_num = distribution(gen);
      
      cout << "Random number " << i << ": " << random_num << endl;
   }
   
   return 0;
}

Ausgabeergebnis:

Zufallszahl 0: 0,156381

Zufallszahl 1: -0,868275

Zufallszahl 2: -0,648533

Zufallszahl 3: -0,9 04021

Zufallszahl 4: -0,285259

Zusammenfassung:

Die cmath-Funktionsbibliothek, die komplexe Funktionsbibliothek und die Zufallsfunktionsbibliothek enthalten viele häufig verwendete mathematische Berechnungsfunktionen und können verschiedene mathematische Operationen effizienter ausführen. In diesem Artikel werden nur gängige Funktionsbibliotheken und Funktionen vorgestellt. Der Leser kann bei Bedarf nicht auf relevante Literatur zurückgreifen, um zu lernen, wie die entsprechenden Funktionen verwendet werden.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonMathe-Funktionsbibliothek in C++ und wie man sie verwendet. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!