C matematiksel fonksiyonlar - C mathematical functions

C matematiksel işlemler işlevleri bir grup standart kütüphanesine ait C programlama dilinin temel matematiksel fonksiyonların uygulanması. Tüm işlevler , şu veya bu şekilde kayan noktalı sayıları kullanır . Farklı C standartları, geriye dönük uyumlu olsa da farklı işlev kümeleri sağlar. Bu işlevlerin çoğu , farklı başlıklarda olsa da C++ standart kitaplığında da mevcuttur (C başlıkları da dahildir, ancak yalnızca kullanımdan kaldırılmış bir uyumluluk özelliği olarak).

Fonksiyonlara genel bakış

Matematiksel fonksiyonların çoğu <math.h>( <cmath>C++'da başlık) içinde tanımlanmıştır . Tamsayılar üzerinde işlem fonksiyonları, örneğin abs, labs, divve ldiv, bunun yerine tanımlanır <stdlib.h>başlığında ( <cstdlib>C başlık ++).

Açılar üzerinde çalışan herhangi bir fonksiyon, açı birimi olarak radyan kullanır .

Bu işlevlerin tümü , standardın C89 sürümünde mevcut değildir . Olanlar için, işlevler yalnızca doublekayan nokta bağımsız değişkenleri için türü kabul eder ve aksi takdirde tek duyarlıklı floatdeğerler kullanan kodda pahalı tür dönüşümlerine yol açar . C99'da bu eksiklik, üzerinde çalışan floatve long doubleargümanlar üzerinde çalışan yeni fonksiyon setleri getirilerek giderildi . Bu işlevler sırasıyla fve lekleriyle tanımlanır .

Kayan nokta ortamı

C99 , kayan nokta ortamının ayrıntılı denetimi için çeşitli işlevler ve türler ekler. Bu işlevler, kayan nokta hesaplamalarını etkileyen çeşitli ayarları kontrol etmek için kullanılabilir, örneğin, yuvarlama modu, istisnaların hangi koşullarda meydana geldiği, sayılar sıfıra indirildiğinde, vb. Kayan nokta ortam işlevleri ve türleri tanımlanır. içerisinde <fenv.h>başlığın ( <cfenv>de C ++ ).

Karışık sayılar

C99 , karmaşık sayılar için destek sağlayan yeni bir _Complexanahtar sözcük (ve complexkolaylık makrosu) ekler . Herhangi bir kayan nokta türü ile değiştirilebilir complexve ardından bir çift kayan noktalı sayı olarak tanımlanır. C99 ve C++'ın karmaşık sayıları kod uyumlu bir şekilde uygulamadığını unutmayın - ikincisi bunun yerine sınıfı sağlar . std::complex

Karmaşık sayılar üzerindeki tüm işlemler <complex.h>başlıkta tanımlanır . Gerçek değerli fonksiyonlarda olduğu gibi, bir fveya lsoneki , fonksiyonun float complexveya long double complexvaryantını belirtir .

Birkaç daha karmaşık işlev "C99'da gelecekte kullanılmak üzere ayrılmıştır". Uygulamalar, standart kitaplığın parçası olmayan açık kaynaklı projeler tarafından sağlanır.

Tür-genel işlevler

Başlık <tgmath.h>, <math.h>ve içinde tanımlanan her matematiksel işlev için bir tür genel makro tanımlar <complex.h>. Bu , matematiksel işlevlerin aşırı yüklenmesi için sınırlı bir destek ekler : aynı işlev adı farklı türde parametrelerle kullanılabilir; gerçek işlev, parametre türlerine göre derleme zamanında seçilecektir.

Hem gerçek hem de karmaşık sayılar için tanımlanan bir işleve karşılık gelen her tür genel makro, toplam 6 farklı işlevi kapsüller: float, doubleve long double, ve bunların complextürevleri. Yalnızca gerçek sayılar için tanımlanan bir işleve karşılık gelen tür-genel makrolar, toplam 3 farklı işlevi kapsar: float, doubleve long doubleişlevin türevleri.

C++ dili, işlev aşırı yüklemesi için yerel destek içerir ve bu nedenle, <tgmath.h>bir uyumluluk özelliği olarak bile başlığı sağlamaz .

Rastgele sayı üretimi

Başlık <stdlib.h>( <cstdlib>C++'da), istatistiksel olarak rastgele sayı üretimi için kullanılabilecek birkaç işlevi tanımlar.

arc4randomRasgele sayı fonksiyonlarının aile POSIX standardında tanımlanan değildir, ancak bazı ortak bulunan libcuygulamaları. Bu bir sızdırılmış versiyonunun Keystream jeneratör ifade etmek için kullanılır RC4 şifre (dolayısıyla " Bir lleged RC4 "), ancak genellikle gibi diğer şifrelerin farklı algoritmalar, ChaCha20 , aynı adı kullanarak beri uygulanmaktadır.

Rastgelelik kalitesi randgenellikle istatistiksel olarak rastgele kabul edilemeyecek kadar zayıftır ve açık tohumlama gerektirir. Genellikle mümkün olduğunda arc4randomyerine kullanılması tavsiye edilir rand. Bazı C kitaplıkları dahili olarak randkullanarak uygular arc4random_uniform.

Uygulamalar

Linux ve BSD gibi POSIX sistemleri altında , matematiksel işlevler (içinde bildirildiği gibi ) matematik kitaplığında ayrı olarak paketlenir . Bu nedenle, bu işlevlerden herhangi biri kullanılıyorsa, bağlayıcıya yönerge verilmelidir . Aşağıdakiler dahil çeşitli uygulamalar vardır : <math.h> libm-lmlibm

• GNU C kütüphanesi 'ın libm
• AMD 'nin libm
• Red Hat 'in libm
• Güneşin 'ın fdlibm için temel olarak kullanıldı, FreeBSD ' nin msun ve OpenBSD 'ın libm , sırayla temelini oluşturuyordu her ikisi de Julia ' nın OpenLibm
• musl 's libm , BSD kütüphanelerine ve ARM gibi diğer projelere dayalıdır.
• Arénaire projesinin CRlibm'i ( doğru yuvarlatılmış libm) ve onun halefi MetaLibm . Resmi olarak kanıtlanmış yaklaşımları otomatik olarak oluşturmak için Remez algoritmasını kullanır .

Bir ad altında olması gerekmeyen uygulamalar libmşunları içerir:

• ARM 'nin optimize matematik rutinleri
• GCE-Math , C++ için yazılmış C/C++ matematik işlevlerinin bir sürümüdür constexpr(derleme zamanı hesaplaması)
• SIMD (vektörlü) matematik kitaplıkları arasında SLEEF , Yeppp! , ve Agner Fog'un VCL'si ve ayrıca SVML ve DirectXMath gibi birkaç kapalı kaynaklı olanlar.

Ayrıca bakınız

• C99 kayan nokta desteği

Referanslar

Dış bağlantılar

• math.h: matematiksel bildirimler – Temel Tanımlar Referansı, Tek UNIX Spesifikasyonu , Açık Gruptan Sayı 7
• Matematik fonksiyonları için C referansı