我想在一些c++程序中使用PI常数和三角函数。我得到三角函数包含<math。h>。然而,在这个头文件中似乎没有PI的定义。

如何获得PI而不手动定义它?


当前回答

标准c++没有圆周率的常数。

许多c++编译器在cmath中定义M_PI(或在math.h中定义C)作为一个非标准扩展。在看到它之前,您可能必须#define _use_math_definitions。

其他回答

Pi可计算为atan(1)*4。您可以这样计算值并缓存它。

我建议你只输入你需要的精度。这不会为您的执行增加计算时间,并且无需使用任何头文件或#define即可移植。计算acos或atan总是比使用预先计算的值更昂贵。

const double PI  =3.141592653589793238463;
const float  PI_F=3.14159265358979f;

我会这么做

template<typename T>
T const pi = std::acos(-T(1));

or

template<typename T>
T const pi = std::arg(-std::log(T(2)));

我不会把π输入到你需要的精度。这到底是什么意思?你需要的精度是T的精度,但是我们对T一无所知。

你可能会说:What are You talking about?T是float, double或long double。因此,只需输入long double的精度,即。

template<typename T>
T const pi = static_cast<T>(/* long double precision π */);

但是你真的知道在未来的标准中不会有比long double精度更高的新的浮点类型吗?你不。

这就是为什么第一个解很漂亮。可以肯定的是,这个标准将会使三角函数过载而产生一种新的类型。

请不要说三角函数在初始化时的计算是性能损失。

一些优雅的解决方案。不过,我怀疑三角函数的精度是否等于类型的精度。对于那些喜欢编写常量值的人来说,这适用于g++:-

template<class T>
class X {
public:
            static constexpr T PI = (T) 3.14159265358979323846264338327950288419\
71693993751058209749445923078164062862089986280348253421170679821480865132823066\
47093844609550582231725359408128481117450284102701938521105559644622948954930381\
964428810975665933446128475648233786783165271201909145648566923460;
...
}

256十进制数字的精度应该足以用于任何未来的长长长双精度类型。如果需要更多信息,请访问https://www.piday.org/million/。

C + + 20 std::数字pi

最后,它来了:http://eel.is/c++draft/numbers

main.cpp

#include <numbers> // std::numbers
#include <iomanip>
#include <iostream>

int main() {
    std::cout << std::fixed << std::setprecision(20);
    std::cout << "float       " << std::numbers::pi_v<float> << std::endl;
    std::cout << "double      " << std::numbers::pi << std::endl;
    std::cout << "long double " << std::numbers::pi_v<long double> << std::endl;
    std::cout << "exact       " << "3.141592653589793238462643383279502884197169399375105820974944" << std::endl;
}

其中,精确的计算结果为:

echo "scale=60; 4*a(1)" | BC_LINE_LENGTH=0 bc -l

如何使用Bash命令计算pi

编译并运行:

g++-10 -ggdb3 -O0 -std=c++20 -Wall -Wextra -pedantic -o main.out main.cpp
./main.out

输出:

float       3.14159274101257324219
double      3.14159265358979311600
long double 3.14159265358979323851
exact       3.141592653589793238462643383279502884197169399375105820974944

在Ubuntu 20.04 amd64, GCC 10.2.0上测试

已接受的建议如下:

5.0. “头”(头) 在表[tab: cppp .library.]Headers],需要添加一个新的<math>头。 […] 命名空间STD { 命名空间math { template<typename T > inline constexpr T pi_v = undefined; Inline constexpr double PI = pi_v<double>;

还有一个std::numbers::e当然:-)如何计算欧拉常数或欧拉驱动在c++ ?

这些常量使用c++ 14变量模板特性:有什么使用例子吗?

在草案的早期版本中,常量位于std::math::pi: http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2019/p0631r7.pdf之下