Obsługa obliczeń matematycznych i zmiennoprzecinkowych

Biblioteka uniwersalnego środowiska uruchomieniowego języka C (UCRT) udostępnia wiele funkcji bibliotek matematycznych całkowitych i zmiennoprzecinkowych, w tym wszystkie funkcje wymagane przez iso C99. Funkcje zmiennoprzecinkowe są implementowane w celu zrównoważenia wydajności z poprawnością. Ponieważ generowanie poprawnie zaokrąglonego wyniku może być zbyt kosztowne, te funkcje są zaprojektowane tak, aby wydajnie uzyskać bliskie przybliżenie prawidłowego zaokrąglonego wyniku. W większości przypadków wygenerowany wynik znajduje się w ciągu +/-1 ULP (jednostka najmniejszej precyzji) poprawnie zaokrąglonego wyniku, choć mogą wystąpić przypadki, w których występuje większa niedokładność.

W przypadku standardu ISO C Standard 11 (C11) i nowszych nagłówek oprócz elementów <math.h> i <complex.h>udostępnia makra, <tgmath.h> które wywołują odpowiednią funkcję matematyczną na podstawie typów parametrów. Aby uzyskać szczegółowe informacje, zobacz Typy ogólne matematyczne .

Wiele funkcji biblioteki matematycznej zmiennoprzecinkowych ma różne implementacje dla różnych architektur procesora CPU. Na przykład 32-bitowy X86 CRT może mieć inną implementację niż 64-bitowa X64 CRT. Ponadto niektóre funkcje mogą mieć wiele implementacji dla danej architektury procesora CPU. Najbardziej wydajna implementacja jest wybierana dynamicznie w czasie wykonywania w zależności od zestawów instrukcji obsługiwanych przez procesor. Na przykład w 32-bitowej architekturze X86 CRT niektóre funkcje mają implementację x87 i implementację SSE2. W przypadku uruchamiania na procesorze, który obsługuje SSE2, używana jest szybsza implementacja SSE2. W przypadku uruchamiania na procesorze CPU, który nie obsługuje protokołu SSE2, używana jest wolniejsza implementacja x87. Ponieważ różne implementacje funkcji biblioteki matematycznej mogą używać różnych instrukcji procesora CPU i różnych algorytmów do generowania wyników, funkcje mogą generować różne wyniki w różnych procesorach CPU. W większości przypadków wyniki znajdują się w ciągu +/-1 ULP poprawnie zaokrąglonego wyniku, ale rzeczywiste wyniki mogą się różnić w zależności od procesorów CPU.

Poprzednie 16-bitowe wersje programów Microsoft C/C++ i Microsoft Visual C++ obsługiwały long double typ jako 80-bitowy typ danych zmiennoprzecinkowych o precyzji 80-bitowej. W nowszych wersjach programu Visual C++typ long double danych jest 64-bitowym typem danych zmiennoprzecinkowych o precyzji identycznej z typem double . Kompilator traktuje long double i double jako odrębne typy, ale long double funkcje są identyczne z ich double odpowiednikami. CRT udostępnia long double wersje funkcji matematycznych dla zgodności kodu źródłowego ISO C99, ale należy pamiętać, że reprezentacja binarna może się różnić od innych kompilatorów.

Obsługiwane procedury matematyczne i zmiennoprzecinkowe

Procedura	Używanie
abs, labs, llabs, _abs64	Oblicza wartość bezwzględną typu liczby całkowitej
acos, acosf, acosl	Oblicza cosinus łuku
acosh, acoshf, acoshl	Oblicza cosinus hiperboliczny łuk
asin, asinf, asinl	Oblicza sinus łuku
asinh, asinhf, asinhl	Oblicza sinus hiperboliczny łuk
atan, atanf, atanl, atan2, atan2f, atan2l	Oblicza tangens łuku
atanh, atanhf, atanhl	Oblicza tangens łuku hiperbolicznego
_atodbl, _atodbl_l	Konwertuje ciąg specyficzny dla ustawień regionalnych na double
atof, _atof_l	Konwertuje ciąg na double
_atoflt, _atoflt_l, _atoldbl, _atoldbl_l	Konwertuje ciąg specyficzny dla ustawień regionalnych na wartość float lub long double
cbrt, cbrtf, cbrtl	Oblicza katalog główny modułu
ceil, ceilf, ceill	Oblicza limit
_chgsign, _chgsignf, _chgsignl	Oblicza odwrotność dodawania
_clear87, _clearfp	Pobiera i czyści rejestr stanu zmiennoprzecinkowego
_control87, _controlfp, __control87_2	Pobiera i ustawia słowo sterujące zmiennoprzecinkowe
_controlfp_s	Bezpieczna wersja programu _controlfp
copysign, copysignf, copysignl, _copysign, _copysignf, _copysignl	Zwraca wartość o wielkości jednego argumentu i znak innego
cos, cosf, cosl	Oblicza sinus
cosh, coshf, coshl	Oblicza sinus hiperboliczny
div, ldiv, lldiv	Oblicza iloraz i pozostałą część dwóch wartości całkowitych
_ecvt, ecvt	Konwertuje element double na ciąg
_ecvt_s	Bezpieczna wersja programu _ecvt
erf, erff, erfl	Oblicza funkcję błędu
erfc, erfcf, erfcl	Oblicza uzupełniającą funkcję błędu
exp, expf, expl	Oblicza wykładniczo ex
exp2, exp2f, exp2l	Oblicza wykładniczą wartość 2x
expm1, expm1f, expm1l	Obliczenia ex-1
fabs, fabsf, fabsl	Oblicza wartość bezwzględną typu zmiennoprzecinkowego
_fcvt, fcvt	Konwertuje liczbę zmiennoprzecinkową na ciąg
_fcvt_s	Bezpieczna wersja programu _fcvt
fdim, fdimf, fdiml	Określa dodatnią różnicę między dwiema wartościami
feclearexcept	Czyści określone wyjątki zmiennoprzecinkowe
fegetenv	Przechowuje bieżące środowisko zmiennoprzecinkowe
fegetexceptflag	Pobiera określony stan wyjątku zmiennoprzecinkowego
fegetround	Pobiera tryb zaokrąglania zmiennoprzecinkowego
feholdexcept	Ustawia tryb wyjątku zmiennoprzecinkowego bez zatrzymywania
feraiseexcept	Zgłasza określone wyjątki zmiennoprzecinkowe
fesetenv	Ustawia bieżące środowisko zmiennoprzecinkowe
fesetexceptflag	Ustawia określone flagi stanu zmiennoprzecinkowe
fesetround	Ustawia określony tryb zaokrąglania zmiennoprzecinkowego
fetestexcept	Określa, które flagi stanu wyjątków zmiennoprzecinkowych są ustawione
feupdateenv	Przywraca środowisko zmiennoprzecinkowe, a następnie zgłasza poprzednie wyjątki
floor, floorf, floorl	Oblicza podłogę
fma, fmaf, fmal	Oblicza bezpieczną sumę mnożenia
fmax, fmaxf, fmaxl	Oblicza maksymalną liczbę argumentów
fmin, fminf, fminl	Oblicza minimum argumentów
fmod, fmodf, fmodl	Oblicza pozostałą część zmiennoprzecinkową
_fpclass, _fpclassf	Zwraca klasyfikację wartości zmiennoprzecinkowej
fpclassify	Zwraca klasyfikację wartości zmiennoprzecinkowej
_fpieee_flt	Ustawia procedurę obsługi dla wyjątków zmiennoprzecinkowych
_fpreset	Resetuje środowisko zmiennoprzecinkowe
frexp, frexpf, frexpl	Pobiera mantissa i wykładnik liczby zmiennoprzecinkowych
_gcvt, gcvt	Konwertuje liczbę zmiennoprzecinkową na ciąg
_gcvt_s	Bezpieczna wersja programu _gcvt
_get_FMA3_enable, _set_FMA3_enable	Pobiera lub ustawia flagę do użycia instrukcji FMA3 na x64
hypot, hypotf, hypotl, _hypot, _hypotf, _hypotl	Oblicza podcięcie
ilogb, ilogbf, ilogbl	Oblicza wykładnik liczby całkowitej base-2
imaxabs	Oblicza wartość bezwzględną typu liczby całkowitej
imaxdiv	Oblicza iloraz i pozostałą część dwóch wartości całkowitych
isfinite, _finite, _finitef	Określa, czy wartość jest skończona
isgreater, isgreaterequal, isless, islessequal, islessgreater, isunordered	Porównanie kolejności dwóch wartości zmiennoprzecinkowych
isinf	Określa, czy wartość zmiennoprzecinkowa jest nieskończona
isnan, _isnan, _isnanf	Testuje wartość zmiennoprzecinkowa dla sieci NaN
isnormal	Sprawdza, czy wartość zmiennoprzecinkowa jest skończona, a nie podnormalna
_j0, _j1, _jn	Oblicza funkcję Bessel
ldexp, ldexpf, ldexpl	Obliczenia x*2n
lgamma, lgammaf, lgammal	Oblicza logarytm naturalny wartości bezwzględnej funkcji gamma
llrint, llrintf, llrintl	Zaokrągla wartość zmiennoprzecinkową do najbliższej long long wartości
llround, llroundf, llroundl	Zaokrągla wartość zmiennoprzecinkową do najbliższej long long wartości
log, logf, logl, log10, log10f, log10l	Oblicza logarytm naturalny lub base-10
log1p, log1pf, log1pl	Oblicza logarytm naturalny 1+x
log2, log2f, log2l	Oblicza logarytm base-2
logb, logbf, logbl, _logb, _logbf	Zwraca wykładnik wartości zmiennoprzecinkowej
lrint, lrintf, lrintl	Zaokrągla wartość zmiennoprzecinkową do najbliższej long wartości
_lrotl, _lrotr	Obraca wartość całkowitą w lewo lub w prawo
lround, lroundf, lroundl	Zaokrągla wartość zmiennoprzecinkową do najbliższej long wartości
_matherr	Domyślna procedura obsługi błędów matematycznych
__max	Makro zwracające większą z dwóch wartości
__min	Makro zwracające mniejsze z dwóch wartości
modf, modff, modfl	Dzieli wartość zmiennoprzecinkową na części ułamkowe i całkowite
nan, nanf, nanl	Zwraca cichą wartość NaN
nearbyint, nearbyintf, nearbyintl	Zwraca zaokrąglona wartość
nextafter, nextafterf, nextafterl, _nextafter, _nextafterf	Zwraca następną reprezentującą wartość zmiennoprzecinkową
nexttoward, nexttowardf, nexttowardl	Zwraca następną reprezentującą wartość zmiennoprzecinkową
pow, powf, powl	Zwraca wartość xy
remainder, remainderf, remainderl	Oblicza pozostałą część ilorazu dwóch wartości zmiennoprzecinkowych
remquo, remquof, remquol	Oblicza pozostałą część dwóch wartości całkowitych
rint, rintf, rintl	Zaokrągla wartość zmiennoprzecinkową
_rotl, _rotl64, _rotr, _rotr64	Obraca bity w typach liczb całkowitych
round, roundf, roundl	Zaokrągla wartość zmiennoprzecinkową
_scalb, _scalbf	Skaluje argument o mocy 2
scalbn, scalbnf, scalbnl, scalbln, scalblnf, scalblnl	Mnoży liczbę zmiennoprzecinkową przez całkowitą moc FLT_RADIX
_set_controlfp	Ustawia słowo sterujące zmiennoprzecinkowe
_set_SSE2_enable	Włącza lub wyłącza instrukcje SSE2
signbit	Testuje bit znaku wartości zmiennoprzecinkowej
sin, sinf, sinl	Oblicza sinus
sinh, sinhf, sinhl	Oblicza sinus hiperboliczny
sqrt, sqrtf, sqrtl	Oblicza pierwiastek kwadratowy
_status87, _statusfp, _statusfp2	Pobiera słowo o stanie zmiennoprzecinkowe
strtof, _strtof_l	Konwertuje ciąg na float
strtold, _strtold_l	Konwertuje ciąg na long double
tan, tanf, tanl	Oblicza tangens
tanh, tanhf, tanhl	Oblicza tangens hiperboliczny
tgamma, tgammaf, tgammal	Oblicza funkcję gamma
trunc, truncf, truncl	Obcina część ułamkową
_wtof, _wtof_l	Konwertuje szeroki ciąg na double
_y0, _y1, _yn	Oblicza funkcję Bessel

Zobacz też

Procedury czasu wykonywania języka Universal C według kategorii
Zmiennoprzecinkowe typy pierwotne