c語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)與項(xiàng)目實(shí)踐第14章

1、第14章 C語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)數(shù)學(xué)庫(kù)函數(shù),本章的學(xué)習(xí)重點(diǎn)◆平方根計(jì)算函數(shù)◆指數(shù)計(jì)算函數(shù)◆取對(duì)數(shù)計(jì)算函數(shù)◆求絕對(duì)值計(jì)算函數(shù)◆三角函數(shù)◆取整函數(shù),14.1 平方根計(jì)算函數(shù)sqrt,函數(shù)名：sqrt 函數(shù)功能：計(jì)算輸入?yún)?shù)的平方根函數(shù)聲明：double sqrt(double x);說(shuō)明：函數(shù)輸入?yún)?shù)必須以double類(lèi)型輸入，函數(shù)返回類(lèi)型為double型，因此，必須使用double類(lèi)型變量接收返回

2、的數(shù)據(jù)。范例14.1 sqrt.c 計(jì)算函數(shù)y = 2x2中x的值。鍵盤(pán)輸入3次y的值，計(jì)算x的值，注意輸入數(shù)值后進(jìn)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(dá)為ex，其中e是數(shù)學(xué)常數(shù)，即自然對(duì)數(shù)底數(shù)，近似值為2.718281828。使用自然對(duì)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(shí)數(shù)x的指數(shù)函數(shù)，通常稱(chēng)

3、作底為a的指數(shù)函數(shù)。C語(yǔ)言中，指數(shù)函數(shù)ex和ax分別使用兩個(gè)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(shuō)明：函數(shù)exp的輸入?yún)?shù)必須以double類(lèi)型輸入，函數(shù)返回類(lèi)型為double型，因此，必須使用double類(lèi)型變量接收返回的數(shù)據(jù)。當(dāng)輸入數(shù)據(jù)不是double類(lèi)型時(shí)，應(yīng)使用強(qiáng)制類(lèi)型

4、轉(zhuǎn)換將其轉(zhuǎn)換為double類(lèi)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(yàn)證函數(shù)exp對(duì)各不同數(shù)值的兼容性，鍵盤(pán)輸入不同的值三次，調(diào)用數(shù)學(xué)庫(kù)中的函數(shù)，計(jì)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(shuō)明：函數(shù)pow的輸入?yún)?shù)必須以double類(lèi)型輸入，由于對(duì)于指數(shù)y為小數(shù)的情況，需要考慮底數(shù)的符號(hào)，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(lèi)型為double型的數(shù)值，因此，必須使用double類(lèi)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(yàn)證函數(shù)pow的正確性，分別計(jì)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(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較，分析這幾個(gè)函數(shù)的特點(diǎn)。,,,,,14.3 取對(duì)數(shù)函數(shù)log和log10,對(duì)數(shù)函數(shù)是指數(shù)函數(shù)的反函數(shù)，通常，對(duì)數(shù)函數(shù)具有和指數(shù)函數(shù)類(lèi)似的參數(shù)配置格式。數(shù)學(xué)上，對(duì)數(shù)函數(shù)按照底數(shù)區(qū)分不同的對(duì)數(shù)。例如，求一個(gè)數(shù)的自然對(duì)數(shù)，可以寫(xiě)為logex，也可以寫(xiě)為lnx。另外一種較常見(jiàn)的是以10為底的對(duì)數(shù)，通常寫(xiě)為log10x，讀作以10為底x的對(duì)數(shù)。C語(yǔ)言中，計(jì)算對(duì)數(shù)的函數(shù)主要有兩個(gè)，分別為自

7、然對(duì)數(shù)計(jì)算函數(shù)log和以10為底的對(duì)數(shù)函數(shù)log10。,,,,,14.3.1 自然對(duì)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(gè)數(shù)的自然對(duì)數(shù)函數(shù)聲明：double log(double x);說(shuō)明：函數(shù)log輸入?yún)?shù)必須以double類(lèi)型輸入，函數(shù)返回類(lèi)型為double型。在數(shù)學(xué)運(yùn)算中，x稱(chēng)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(shí)一定注意，不要輸入大于零的x的值，否則將導(dǎo)致程序運(yùn)行結(jié)果出現(xiàn)錯(cuò)

8、誤。范例14.4 Log.c 計(jì)算函數(shù)y = ex中y的值。鍵盤(pán)輸入3次x的值，計(jì)算y的值，注意輸入數(shù)值后進(jìn)行檢查，避免輸入數(shù)值越界。,,,,,14.3.2 10為底的對(duì)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(gè)數(shù)的以10為底的對(duì)數(shù)函數(shù)聲明：double log10(double x);說(shuō)明：函數(shù)log10輸入?yún)?shù)必須以double類(lèi)型輸入，函數(shù)返回類(lèi)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(cè)量測(cè)試中，經(jīng)常遇到對(duì)信號(hào)功率的換算。為便于計(jì)算和表達(dá)，經(jīng)常將功率為W（瓦特）的功率換算成dBm的值，其計(jì)算方法為：x W = 10log(x W/1mW) dBm。試設(shè)計(jì)一個(gè)小程序，完成W到dBm的換算。,,,,,14.4 絕對(duì)值函數(shù)abs和fabs,數(shù)學(xué)上，絕對(duì)值又稱(chēng)為模，主要用于表示距離或數(shù)量的大小。絕對(duì)值的定義也存在于復(fù)數(shù)、有序數(shù)等數(shù)學(xué)計(jì)算領(lǐng)域。一個(gè)數(shù)

10、的絕對(duì)值永遠(yuǎn)為非負(fù)，沒(méi)有負(fù)號(hào)。通常，數(shù)值x的絕對(duì)值表示為|x|。在幾何領(lǐng)域，一個(gè)數(shù)的絕對(duì)值可表示為數(shù)軸上的點(diǎn)到原點(diǎn)的距離。C語(yǔ)言中，主要有兩類(lèi)表示絕對(duì)值的函數(shù)，分別是abs和fabs。,,,,,,14.4.1 絕對(duì)值函數(shù)abs,函數(shù)名：abs函數(shù)功能：函數(shù)abs用于求一個(gè)int型數(shù)值的絕對(duì)值函數(shù)聲明：int abs(int x);說(shuō)明：函數(shù)abs輸入?yún)?shù)必須以int類(lèi)型輸入，函數(shù)返回類(lèi)型為int型。因此，必須使用in

11、t類(lèi)型變量接收返回的數(shù)據(jù)，當(dāng)輸入數(shù)據(jù)不是int類(lèi)型時(shí)，應(yīng)使用強(qiáng)制類(lèi)型轉(zhuǎn)換將其轉(zhuǎn)換為int類(lèi)型。范例14.6 abs.c自編函數(shù)，實(shí)現(xiàn)abs的功能，注意對(duì)正數(shù)和負(fù)數(shù)的不同處理方式。然后，輸入數(shù)值驗(yàn)證程序的正確性。,,,,,,14.4.2 絕對(duì)值函數(shù)fabs,函數(shù)名：fabs函數(shù)功能：函數(shù)fabs用于求一個(gè)double型數(shù)值的絕對(duì)值函數(shù)聲明：double fabs(double x);說(shuō)明：函數(shù)fabs輸入?yún)?shù)為do

12、uble類(lèi)型輸入，當(dāng)輸入整型數(shù)值時(shí)，程序?qū)⒆詣?dòng)將整型數(shù)值轉(zhuǎn)換為浮點(diǎn)型，函數(shù)返回類(lèi)型為double型。因此，必須使用double類(lèi)型變量接收返回的數(shù)據(jù)。范例14.7 Fabs.c鍵盤(pán)輸入x的值，自編函數(shù)計(jì)算數(shù)學(xué)函數(shù)：的值。,,,,,,,14.5 三角函數(shù),數(shù)學(xué)運(yùn)算和工程應(yīng)用中，經(jīng)常需要計(jì)算三角函數(shù)，C語(yǔ)言提供了幾乎所有的基本三角函數(shù)計(jì)算庫(kù)函數(shù)，根據(jù)不同的情況選擇使用合適的庫(kù)函數(shù)，是進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)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(jì)算double型數(shù)值的正弦函數(shù)值，函數(shù)asin用于計(jì)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(shuō)明：函數(shù)sin輸入?yún)?shù)必須以double類(lèi)型輸入，函數(shù)返回類(lèi)型為double型。因此，必須使用double類(lèi)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(lèi)型時(shí)，應(yīng)使用強(qiáng)制類(lèi)型轉(zhuǎn)換將其轉(zhuǎn)換為double類(lèi)型。asin函數(shù)是sin函數(shù)的反函數(shù)，其功能是計(jì)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(pán)輸入x的值，計(jì)算y = sin(x)的值，然后，將輸出的結(jié)果作為輸入?yún)?shù)，計(jì)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(jì)算double型數(shù)值的余弦函數(shù)值，函數(shù)acos用于計(jì)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(shuō)明：函數(shù)cos輸入?yún)?shù)必須以double類(lèi)型輸入，函數(shù)返回類(lèi)型為double型。因此，必須使用double類(lèi)型變量接收返回的數(shù)據(jù)，當(dāng)輸入數(shù)據(jù)不是double類(lèi)型時(shí)，應(yīng)使用強(qiáng)制類(lèi)型轉(zhuǎn)換將其轉(zhuǎn)換為double類(lèi)型。acos

16、函數(shù)是cos函數(shù)的反函數(shù)，其功能是計(jì)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(jì)算double型數(shù)值的正切函數(shù)值，函數(shù)atan用于計(jì)算double型數(shù)值的反正切函數(shù)值，函數(shù)atan2用于計(jì)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(shuō)明：三個(gè)函數(shù)輸入?yún)?shù)必須以double類(lèi)型輸入，函數(shù)返回類(lèi)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(jì)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(pán)輸入x的值，計(jì)算ysin = sin(x)、ycos = cos(x)和ytan = tan(x)的值，然后，計(jì)算ysct = ysin/ycos的值，當(dāng)ycos為0時(shí)不進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算ycsc = ycos/ysin，并與ytc = 1/ytan的值進(jìn)行比較，當(dāng)ysin或ytan為0時(shí)，不進(jìn)行比較。,,,,14.6 取整函數(shù)floor和ceil,工程設(shè)計(jì)中，為便于計(jì)算和表達(dá)，經(jīng)常遇到將小數(shù)點(diǎn)后數(shù)字舍棄的現(xiàn)象，例如運(yùn)動(dòng)員賽跑時(shí)的記錄，

19、為簡(jiǎn)化計(jì)，通常將毫秒級(jí)的記錄進(jìn)行四舍五入。而對(duì)于很多商業(yè)活動(dòng)中的產(chǎn)品交易，通常將交易價(jià)格中小數(shù)點(diǎn)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(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行舍入取整函數(shù)聲明：double floor(double x);說(shuō)明：函數(shù)floor輸入?yún)?shù)都是double類(lèi)型，函數(shù)返回類(lèi)型為double類(lèi)型。因此，必須使用double類(lèi)型變量接收返回的數(shù)據(jù)。該函數(shù)用于計(jì)算x

20、舍去小數(shù)點(diǎn)后的數(shù)值。英語(yǔ)中，floor為地板的意思，即向下取整，對(duì)于正數(shù)如5.6，使用floor函數(shù)計(jì)算floor(5.6)結(jié)果為5，對(duì)于負(fù)數(shù)如-3.5，使用floor函數(shù)計(jì)算floor(-3.5)結(jié)果為-4。范例14.10 floor.c試編寫(xiě)一段代碼，實(shí)現(xiàn)floor函數(shù)，即對(duì)于正數(shù)，去掉小數(shù)點(diǎn)后數(shù)字，對(duì)于負(fù)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(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)位取整函數(shù)聲明：double ceil(double x);說(shuō)明：函數(shù)ceil輸入?yún)?shù)和floor類(lèi)似，是double類(lèi)型，函數(shù)返回類(lèi)型也同樣為為double類(lèi)型。因此，必須使用double類(lèi)型變量接收返回的數(shù)據(jù)，當(dāng)輸入數(shù)據(jù)不是double類(lèi)型時(shí)，應(yīng)使用強(qiáng)制類(lèi)型轉(zhuǎn)換將其轉(zhuǎn)換為double類(lèi)型。范例14.11 floorceil.c商店使用的商品零售機(jī)可以設(shè)置找零方式，當(dāng)設(shè)置標(biāo)志位flag為1時(shí)采用舍入找零