c語言程序設(shè)計與項目實踐第14章

1、第14章 C語言標(biāo)準(zhǔn)數(shù)學(xué)庫函數(shù),本章的學(xué)習(xí)重點◆平方根計算函數(shù)◆指數(shù)計算函數(shù)◆取對數(shù)計算函數(shù)◆求絕對值計算函數(shù)◆三角函數(shù)◆取整函數(shù),14.1 平方根計算函數(shù)sqrt,函數(shù)名：sqrt 函數(shù)功能：計算輸入?yún)?shù)的平方根函數(shù)聲明：double sqrt(double x);說明：函數(shù)輸入?yún)?shù)必須以double類型輸入，函數(shù)返回類型為double型，因此，必須使用double類型變量接收返回

2、的數(shù)據(jù)。范例14.1 sqrt.c 計算函數(shù)y = 2x2中x的值。鍵盤輸入3次y的值，計算x的值，注意輸入數(shù)值后進行檢查。,,,,,14.2 求指數(shù)函數(shù)exp和pow,指數(shù)函數(shù)是數(shù)學(xué)中最重要的函數(shù)之一。常用的是以e為底的指數(shù)函數(shù)，通常表達為ex，其中e是數(shù)學(xué)常數(shù)，即自然對數(shù)底數(shù)，近似值為2.718281828。使用自然對數(shù)，可以定義更一般的指數(shù)函數(shù)，函數(shù)ax=(elna)x=exlna定義了所有以a為底的實數(shù)x的指數(shù)函數(shù)，通常稱

3、作底為a的指數(shù)函數(shù)。C語言中，指數(shù)函數(shù)ex和ax分別使用兩個不同的函數(shù)表示。,,,,,14.2.1 指數(shù)函數(shù)exp,函數(shù)名：exp函數(shù)功能：函數(shù)exp用于求輸入數(shù)值的以e為底的指數(shù)次冪。函數(shù)聲明：double exp(double x);說明：函數(shù)exp的輸入?yún)?shù)必須以double類型輸入，函數(shù)返回類型為double型，因此，必須使用double類型變量接收返回的數(shù)據(jù)。當(dāng)輸入數(shù)據(jù)不是double類型時，應(yīng)使用強制類型

4、轉(zhuǎn)換將其轉(zhuǎn)換為double類型?？梢暂斎氲淖畲笳龜?shù)值約為709.78。最小值約為-14.5。范例14.2 expFunc.c為驗證函數(shù)exp對各不同數(shù)值的兼容性，鍵盤輸入不同的值三次，調(diào)用數(shù)學(xué)庫中的函數(shù)，計算函數(shù)y1 = ex的函數(shù)值。,,,,,14.2.2 指數(shù)函數(shù)pow,函數(shù)名：pow函數(shù)功能：函數(shù)pow用于求輸入數(shù)值x和y組成的指數(shù)，即xy的指數(shù)次冪。函數(shù)聲明：double pow(double x, do

5、uble y);說明：函數(shù)pow的輸入?yún)?shù)必須以double類型輸入，由于對于指數(shù)y為小數(shù)的情況，需要考慮底數(shù)的符號，因此規(guī)定，x的值應(yīng)為大于0的數(shù)。函數(shù)調(diào)用后返回類型為double型的數(shù)值，因此，必須使用double類型變量接收返回的數(shù)據(jù)。由于函數(shù)pow可以輸入底數(shù)和指數(shù)的數(shù)值，因此，使用函數(shù)pow可以近似代替函數(shù)sqrt和exp。范例14.3 powFunc.c驗證函數(shù)pow的正確性，分別計算常數(shù)、73.5和e5。并分別調(diào)

6、用sqrt函數(shù)和exp函數(shù)，與pow函數(shù)的計算結(jié)果進行比較，分析這幾個函數(shù)的特點。,,,,,14.3 取對數(shù)函數(shù)log和log10,對數(shù)函數(shù)是指數(shù)函數(shù)的反函數(shù)，通常，對數(shù)函數(shù)具有和指數(shù)函數(shù)類似的參數(shù)配置格式。數(shù)學(xué)上，對數(shù)函數(shù)按照底數(shù)區(qū)分不同的對數(shù)。例如，求一個數(shù)的自然對數(shù)，可以寫為logex，也可以寫為lnx。另外一種較常見的是以10為底的對數(shù)，通常寫為log10x，讀作以10為底x的對數(shù)。C語言中，計算對數(shù)的函數(shù)主要有兩個，分別為自

7、然對數(shù)計算函數(shù)log和以10為底的對數(shù)函數(shù)log10。,,,,,14.3.1 自然對數(shù)函數(shù)log,函數(shù)名：log函數(shù)功能：函數(shù)log用于求一個數(shù)的自然對數(shù)函數(shù)聲明：double log(double x);說明：函數(shù)log輸入?yún)?shù)必須以double類型輸入，函數(shù)返回類型為double型。在數(shù)學(xué)運算中，x稱為真數(shù)，真數(shù)的值只能是大于0的數(shù)。因此，在調(diào)用函數(shù)時一定注意，不要輸入大于零的x的值，否則將導(dǎo)致程序運行結(jié)果出現(xiàn)錯

8、誤。范例14.4 Log.c 計算函數(shù)y = ex中y的值。鍵盤輸入3次x的值，計算y的值，注意輸入數(shù)值后進行檢查，避免輸入數(shù)值越界。,,,,,14.3.2 10為底的對數(shù)函數(shù)log10,函數(shù)名： log10函數(shù)功能：函數(shù)log10用于求一個數(shù)的以10為底的對數(shù)函數(shù)聲明：double log10(double x);說明：函數(shù)log10輸入?yún)?shù)必須以double類型輸入，函數(shù)返回類型為double型。與log函數(shù)的

9、要求相同，真數(shù)x的值只能是大于0的數(shù)。范例14.5 log10.c 電子測量測試中，經(jīng)常遇到對信號功率的換算。為便于計算和表達，經(jīng)常將功率為W（瓦特）的功率換算成dBm的值，其計算方法為：x W = 10log(x W/1mW) dBm。試設(shè)計一個小程序，完成W到dBm的換算。,,,,,14.4 絕對值函數(shù)abs和fabs,數(shù)學(xué)上，絕對值又稱為模，主要用于表示距離或數(shù)量的大小。絕對值的定義也存在于復(fù)數(shù)、有序數(shù)等數(shù)學(xué)計算領(lǐng)域。一個數(shù)

10、的絕對值永遠為非負，沒有負號。通常，數(shù)值x的絕對值表示為|x|。在幾何領(lǐng)域，一個數(shù)的絕對值可表示為數(shù)軸上的點到原點的距離。C語言中，主要有兩類表示絕對值的函數(shù)，分別是abs和fabs。,,,,,,14.4.1 絕對值函數(shù)abs,函數(shù)名：abs函數(shù)功能：函數(shù)abs用于求一個int型數(shù)值的絕對值函數(shù)聲明：int abs(int x);說明：函數(shù)abs輸入?yún)?shù)必須以int類型輸入，函數(shù)返回類型為int型。因此，必須使用in

11、t類型變量接收返回的數(shù)據(jù)，當(dāng)輸入數(shù)據(jù)不是int類型時，應(yīng)使用強制類型轉(zhuǎn)換將其轉(zhuǎn)換為int類型。范例14.6 abs.c自編函數(shù)，實現(xiàn)abs的功能，注意對正數(shù)和負數(shù)的不同處理方式。然后，輸入數(shù)值驗證程序的正確性。,,,,,,14.4.2 絕對值函數(shù)fabs,函數(shù)名：fabs函數(shù)功能：函數(shù)fabs用于求一個double型數(shù)值的絕對值函數(shù)聲明：double fabs(double x);說明：函數(shù)fabs輸入?yún)?shù)為do

12、uble類型輸入，當(dāng)輸入整型數(shù)值時，程序?qū)⒆詣訉⒄蛿?shù)值轉(zhuǎn)換為浮點型，函數(shù)返回類型為double型。因此，必須使用double類型變量接收返回的數(shù)據(jù)。范例14.7 Fabs.c鍵盤輸入x的值，自編函數(shù)計算數(shù)學(xué)函數(shù)：的值。,,,,,,,14.5 三角函數(shù),數(shù)學(xué)運算和工程應(yīng)用中，經(jīng)常需要計算三角函數(shù)，C語言提供了幾乎所有的基本三角函數(shù)計算庫函數(shù)，根據(jù)不同的情況選擇使用合適的庫函數(shù)，是進行數(shù)學(xué)計算的基本手段。,,,,,,14.5

13、.1 正弦函數(shù)sin和asin,函數(shù)名：sin和asin函數(shù)功能：函數(shù)sin用于計算double型數(shù)值的正弦函數(shù)值，函數(shù)asin用于計算double型數(shù)值的反正弦函數(shù)值函數(shù)聲明：double sin(double x);double asin(double x);說明：函數(shù)sin輸入?yún)?shù)必須以double類型輸入，函數(shù)返回類型為double型。因此，必須使用double類型變量接收返回的數(shù)據(jù)，當(dāng)輸入數(shù)據(jù)不

14、是double類型時，應(yīng)使用強制類型轉(zhuǎn)換將其轉(zhuǎn)換為double類型。asin函數(shù)是sin函數(shù)的反函數(shù)，其功能是計算參數(shù)x的反正弦函數(shù)值，asin函數(shù)的輸入?yún)?shù)只能是[-1, 1]之間的數(shù)值。范例14.8 sinasin.c 鍵盤輸入x的值，計算y = sin(x)的值，然后，將輸出的結(jié)果作為輸入?yún)?shù)，計算asin(y)的值。,,,14.5.2 其他三角函數(shù),1．余弦函數(shù)cos和acos函數(shù)名：cos和acos函數(shù)功能：函數(shù)

15、cos用于計算double型數(shù)值的余弦函數(shù)值，函數(shù)acos用于計算double型數(shù)值的反余弦函數(shù)值函數(shù)聲明：double cos(double x);double acos(double x);說明：函數(shù)cos輸入?yún)?shù)必須以double類型輸入，函數(shù)返回類型為double型。因此，必須使用double類型變量接收返回的數(shù)據(jù)，當(dāng)輸入數(shù)據(jù)不是double類型時，應(yīng)使用強制類型轉(zhuǎn)換將其轉(zhuǎn)換為double類型。acos

16、函數(shù)是cos函數(shù)的反函數(shù)，其功能是計算參數(shù)x的反余弦函數(shù)值，acos函數(shù)的輸入?yún)?shù)只能是[-1, 1]之間的數(shù)值。,,,,14.5.2 其他三角函數(shù),2．正切函數(shù)tan、atan和atan2函數(shù)名：tan、atan和atan2函數(shù)功能：函數(shù)tan用于計算double型數(shù)值的正切函數(shù)值，函數(shù)atan用于計算double型數(shù)值的反正切函數(shù)值，函數(shù)atan2用于計算y/x的反正切函數(shù)值函數(shù)聲明：double tan(doub

17、le x);double atan(double x);double atan(double x, double y);說明：三個函數(shù)輸入?yún)?shù)必須以double類型輸入，函數(shù)返回類型為double型。atan函數(shù)和atan2函數(shù)是tan函數(shù)的反函數(shù)，其功能是計算參數(shù)x或者y/x的反正切函數(shù)值，其中，x或y/x的值只能是[-1.57, 1.57]之間的數(shù)值，且x不為0。范例14.9 tancot.c鍵

18、盤輸入x的值，計算ysin = sin(x)、ycos = cos(x)和ytan = tan(x)的值，然后，計算ysct = ysin/ycos的值，當(dāng)ycos為0時不進行計算，計算ycsc = ycos/ysin，并與ytc = 1/ytan的值進行比較，當(dāng)ysin或ytan為0時，不進行比較。,,,,14.6 取整函數(shù)floor和ceil,工程設(shè)計中，為便于計算和表達，經(jīng)常遇到將小數(shù)點后數(shù)字舍棄的現(xiàn)象，例如運動員賽跑時的記錄，

19、為簡化計，通常將毫秒級的記錄進行四舍五入。而對于很多商業(yè)活動中的產(chǎn)品交易，通常將交易價格中小數(shù)點后的數(shù)字舍去。,,,,14.6.1 取整函數(shù)floor,函數(shù)名：floor函數(shù)功能：函數(shù)floor用于對數(shù)據(jù)進行舍入取整函數(shù)聲明：double floor(double x);說明：函數(shù)floor輸入?yún)?shù)都是double類型，函數(shù)返回類型為double類型。因此，必須使用double類型變量接收返回的數(shù)據(jù)。該函數(shù)用于計算x

20、舍去小數(shù)點后的數(shù)值。英語中，floor為地板的意思，即向下取整，對于正數(shù)如5.6，使用floor函數(shù)計算floor(5.6)結(jié)果為5，對于負數(shù)如-3.5，使用floor函數(shù)計算floor(-3.5)結(jié)果為-4。范例14.10 floor.c試編寫一段代碼，實現(xiàn)floor函數(shù)，即對于正數(shù)，去掉小數(shù)點后數(shù)字，對于負數(shù)，取與該數(shù)最接近的小于該數(shù)值的整數(shù)值。,,,,14.6.2 取整函數(shù)ceil,函數(shù)名：ceil函數(shù)功能：函數(shù)ceil

21、用于對數(shù)據(jù)進行進位取整函數(shù)聲明：double ceil(double x);說明：函數(shù)ceil輸入?yún)?shù)和floor類似，是double類型，函數(shù)返回類型也同樣為為double類型。因此，必須使用double類型變量接收返回的數(shù)據(jù)，當(dāng)輸入數(shù)據(jù)不是double類型時，應(yīng)使用強制類型轉(zhuǎn)換將其轉(zhuǎn)換為double類型。范例14.11 floorceil.c商店使用的商品零售機可以設(shè)置找零方式，當(dāng)設(shè)置標(biāo)志位flag為1時采用舍入找零