C++中的數學函式庫及其使用方法

C 作為一種廣泛應用於電腦程式設計的程式語言，其數學函數庫可以幫助程式設計師有效地進行各種數學計算。本文將介紹C 常用的數學函數庫及其使用方法。

一、cmath函數庫

cmathath函數庫是C 中常用的數學函數庫，其中包含了各種數學計算所需的數學函數，例如三角函數、指數函數、對數函數、冪函數等。使用cmath函數庫需要在程式開頭加上#include ，以下介紹部分常用函數：

1. abs()函數

abs()函數用於計算任意數的絕對值，其傳回值類型為整數、浮點型或雙精確度浮點型。

範例：

#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;
}

輸出結果：

abs(a) = 10

abs(b) = 3.14

#abs( c) = 99.99

2. sin()函數

#sin()函數用來計算一個角度的正弦值，其參數為弧度值，函數傳回一個浮點型值。

範例：

#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;
}

輸出結果：

sin(30) = 0.5

3. pow()函數

#pow()函數用來計算一個數的任意次冪，其參數為兩個雙精確度浮點型數，一個為底數，一個為指數，函數傳回一個雙精確度浮點型值。

範例：

#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;
}

輸出結果：

2的5次方為：32

#二、complex函數函式函式庫

##complex函數庫用於進行複數的數學計算，包含了複數乘法、複數加法、實部、虛部等常用的函數。

使用complex函數庫需要在程式開頭加上#include ，以下介紹部分常用函數：

complex()函數

complex()函數用來傳回複數型別的值，其參數為兩個（可選一個）雙精確度浮點型數，第一個值代表複數的實部，第二個為虛部。

範例：

#include <iostream>
#include <complex>

using namespace std;

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

3. 輸出結果：

c1 = (1,2)

norm()函數

norm()函數用來計算一個複數的模數的平方，其參數為複數類型的值，函數傳回一個雙精確度浮點型值。

範例：

#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;
}

輸出結果：

The square of the norm of (3,4) is 25

polar()函數

polar()函數用來將一個極座標下的複數轉為常規的複數形式，其參數為兩個雙精確度浮點型數，第一個為模，第二個為相位角，函數傳回一個複數類型的值。

範例：

#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;
}

輸出結果：

The complex number is (2.5, 4.33013)

三、random函數函式庫

# random函數庫可用於產生各種不同類型的隨機數，包括整數、實型、布林型、字元型等。

使用random函式庫需要在程式開頭加上#include ，以下介紹部分常用函數：

rand()函數

2. rand()函數用來產生一個介於0與RAND_MAX之間的隨機整數值，其中RAND_MAX是C 標準函式庫中的一個常數，通常情況下等於32767。

範例：

#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;
}

輸出結果：

Random number 0: 1804289383

Random number 1: 846930886

#Random number 2: 1681692777

Random number 3: 1714636915

Random number 4: 1957747793

uniform_real_distribution()函數用函數用函數用函數用函數#於產生一個介於指定範圍之間的隨機實數值，其參數為兩個雙精度浮點型數，其傳回一個雙精度浮點型隨機值。

範例：

#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;
}

輸出結果：

###Random number 0: 0.156381######Random number 1: -0.868275######Random number 2 : -0.648533######Random number 3: -0.904021######Random number 4: -0.285259######總結：#####cmathath函數函式庫、complex函數函式庫與random函數庫中含有許多常用的數學計算函數，使用這些函數庫和函數能夠更有效率地進行各種數學運算。本文介紹的只是常用函數庫和函數，並不是全部，讀者可以根據需要自行參考相關文獻來學習對應的函數使用方法。 ###

以上是C++中的數學函式庫及其使用方法的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！