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C++ の数学関数ライブラリとその使用方法

PHPz

リリース： 2023-08-21 21:17:15

オリジナル

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C は、コンピュータプログラミングで広く使用されているプログラミング言語であり、その数学関数ライブラリは、プログラマがさまざまな数学的計算を効果的に実行するのに役立ちます。この記事では、C でよく使われる数学関数ライブラリとその使用方法を紹介します。

1. cmath 関数ライブラリ

cmath 関数ライブラリは、C で一般的に使用される数学関数ライブラリであり、三角関数、指数関数、数学的計算に必要なさまざまな数学関数が含まれています。数関数、べき乗関数などcmath 関数ライブラリを使用するには、プログラムの先頭に #include を追加する必要があります。一般的に使用される関数をいくつか示します:

abs() 関数

abs()関数を使用任意の数値の絶対値を計算し、戻り値の型は整数、浮動小数点、倍精度浮動小数点となります。

例:

#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;
}

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出力結果:

abs(a) = 10

abs(b) = 3.14

abs( c) = 99.99

sin() 関数

#sin() 関数は、角度の正弦値を計算するために使用されます。そのパラメータはラジアン値であり、関数は float Point 値を返します。

例:

#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;
}

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出力結果:

sin(30) = 0.5

pow() function

pow() 関数は、数値の累乗を計算するために使用されます。そのパラメータは 2 つの倍精度浮動小数点数で、1 つは基数、もう 1 つは指数です。この関数は倍精度浮動小数点数を返します価値。

例:

#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;
}

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出力結果:

2の5乗: 32

2. 複合関数ライブラリ

complex 関数ライブラリは、複素乗算、複素加算、実数部、虚数部などの一般的に使用される関数を含む、複素数の数学的計算に使用されます。

複合関数ライブラリを使用するには、プログラムの先頭に #include を追加する必要があります。一般的に使用される関数をいくつか示します:

complex() 関数

complex() 関数は、複素数型の値を返すために使用されます。そのパラメータは 2 つ (オプションで 1 つ) の倍精度浮動小数点数です。最初の値は複素数の実部を表します数値、2 番目は虚数部です。

例:

#include <iostream>
#include <complex>

using namespace std;

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

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出力結果:

c1 = (1,2)

norm() function

norm() 関数は、複素数の係数の 2 乗を計算するために使用されます。パラメータは複素数型の値であり、この関数は倍精度浮動小数点値を返します。

例:

#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;
}

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出力結果:

(3,4) のノルムの 2 乗は 25

polar() 関数

polar() 関数は、極座標の複素数を通常の複素数形式に変換するために使用されます。そのパラメータは 2 つの倍精度浮動小数点数で、最初の数値は係数、 2 番目は、位相角の場合、関数は複素数値を返します。

例:

#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;
}

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出力結果:

複素数は(2.5, 4.33013)

3. ランダム関数ライブラリ

ランダム関数ライブラリを使用すると、整数、実数型、ブール型、文字型など、さまざまな種類の乱数を生成できます。

ランダム関数ライブラリを使用するには、プログラムの先頭に #include を追加する必要があります。一般的に使用される関数をいくつか示します:

rand() 関数

rand() 関数は、0 から RAND_MAX までのランダムな整数値を生成するために使用されます。RAND_MAX は C 標準ライブラリの定数で、通常は 32767 に等しくなります。

例:

#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;
}

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出力結果:

乱数0: 1804289383

乱数1: 846930886

乱数2: 1681692777

乱数 3: 1714636915

乱数 4: 1957747793

uniform_real_distribution() 関数が使用されます指定された範囲内のランダムな実数値を生成し、2 つの倍精度浮動小数点数を引数として受け取り、倍精度浮動小数点のランダム値を返します。

例:

#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;
}

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出力結果:

乱数0: 0.156381

乱数1: -0.868275

乱数2 : -0.648533

乱数 3: -0.904021

乱数 4: -0.285259

概要:

cmath 関数ライブラリ、複素関数ライブラリ、random関数ライブラリには、よく使われる数学計算関数が多数含まれており、これらの関数ライブラリや関数を使用することで、さまざまな数学演算をより効率的に実行できます。この記事では、すべての関数を紹介するのではなく、共通の関数ライブラリと関数のみを紹介しますので、必要に応じて関連文献を参照して、対応する関数の使用方法を学習してください。

以上がC++ の数学関数ライブラリとその使用方法の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。