C 程式設計/tgmath.h

tgmath.h 是一個標準 C 標頭檔案，它定義了許多型別通用的宏，這些宏可用於各種數學運算。此標頭檔案還包含 math.h 和 complex.h。對於 math.h 和 complex.h 標頭檔案中所有沒有 f (float) 或 l (long double) 字尾的函式，並且其對應型別為 double (modf() 除外)，都有相應的宏。^[1]

型別通用宏

型別通用宏是允許呼叫型別由宏中引數型別決定的函式的東西。這意味著，例如，x 被宣告為 int 資料型別，但 $tan$ 已被以這種方式呼叫

 tan((float)x)

那麼此表示式將具有型別 float^[2]。
此外，如果型別通用宏的任何引數或引數是複數，它將呼叫複數函式，否則將呼叫實數函式。最終，呼叫的函式型別取決於引數的最終轉換型別。^[3]。

依賴關係圖

下面的流程圖顯示了 tgmath.h 的依賴關係圖。^[4]

來自 `math.h` 的函式

下面列出的函式僅處理實數引數並返回實數輸出。如果將複數引數傳遞給這些函式，則會返回 NaN 或其他特殊數字。^[5]。

名稱	描述
`acos`	反餘弦
`asin`	反正弦
`atan`	單引數反正切
`atan2`	雙引數反正切
`ceil`	向上取整，不小於引數的最小整數
`cos`	餘弦
`cosh`	雙曲餘弦
`exp`	指數函式
`fabs`	浮點數的絕對值
`floor`	向下取整，不大於引數的最大整數
`fmod`	浮點數的餘數
`frexp`	將數字分解為有效數字和 2 的冪
`ldexp`	按指數縮放浮點數 (參見文章)
`log`	自然對數
`log10`	以 10 為底的對數
`modf(x,p)`	返回 x 的小數部分，並將整數部分儲存在指標 p 指向的位置
`pow(x,y)`	將 x 提高到 y 的冪，x^y
`sin`	正弦
`sinh`	雙曲正弦
`sqrt`	平方根，返回該數字的非負平方根
`tan`	正切
`tanh`	雙曲正切
`isgreater`	如果 x > y，則返回 1，否則返回 0
`isnan(x)`	如果 x 是 NaN (非數字)，則返回 1
`islessequal`	如果 x 小於或等於 y，則返回 1，否則返回 0
`isinf(x)`	表示 x 是否為無窮大
`signbit`	表示 x 是否為負數 (如果 x 小於 0，則返回 8，否則返回 0)

來自 `complex.h` 的函式

下面定義的函式處理複數引數，但不返回複數輸出。^[5]。

名稱	描述
`cacos`	反餘弦
`casin`	反正弦
`catan`	單引數反正切
`catan2`	雙引數反正切
`cceil`	向上取整，不小於引數的最小整數
`ccos`	餘弦
`ccosh`	雙曲餘弦
`cexp`	指數函式
`cabs`	複數浮點數的絕對值
`cfloor`	向下取整，不大於引數的最大整數
`cfmod`	浮點數的餘數
`cfrexp`	將數字分解為有效數字和 2 的冪
`cldexp`	按指數縮放浮點數 (參見文章)
`clog`	自然對數
`clog10`	以 10 為底的對數
`cmodf(x,p)`	返回 x 的小數部分，並將整數部分儲存在指標 p 指向的位置
`cpow(x,y)`	將 x 提高到 y 的冪，x^y
`csin`	正弦
`csinh`	雙曲正弦
`csqrt`	平方根，返回該數字的非負平方根
`ctan`	正切
`ctanh`	雙曲正切

使用示例

以下程式碼演示了 tgmath.h 中定義的 atan 函式的使用，該函式計算在正切域中定義的數字的反正切。

#include <stdio.h>
#include <tgmath.h>
int main()
{
        float ang, ans;
        scanf("%f", &ang);
        ans = atan(ang);
        printf("%0.3f\n", ans);
        return 0;
}

顯著差異

這裡定義的類似函式在計算“棘手”數字的返回值時存在顯著差異。例如，使用 sqrt 計算 -25 的平方根返回 -NaN (非數字)，而 csqrt 返回 0.000000。在其他函式中也可能注意到此類差異。

基本原理

此標頭檔案主要在計算數學函式時包含。由於它包含了 math.h 和 complex.h，因此解決了由於輸入不一致而產生的問題。單獨包含任何標頭檔案都會導致某些輸入的輸出不一致。

參考文獻

外部連結

[1] ttp://www.opengroup.org/onlinepubs/009695399/basedefs/tgmath.h.html

[2] ttp://manpages.ubuntu.com/manpages/hardy/man7/tgmath.h.7posix.html

[3] ttp://www.qnx.com/developers/docs/6.4.1/dinkum_en/c99/tgmath.html

[4] ttp://www-zeuthen.desy.de/apewww/APE/software/nlibc/html/tgmath_8h.html

[pubs-5] ttp://pubs.opengroup.org/onlinepubs/009604599/basedefs/tgmath.h.html

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