C 語言中的指數
本文將演示關於如何在 C 語言中使用指數函式的多種方法。
在 C 語言中使用 pow
作為指數函式的方法
pow
函式是 C 語言數學庫的一部分,在 <math.h>
頭中定義。當使用 gcc
編譯器工具鏈時,數學庫應該被顯式連結。編譯時應傳遞 -lm
標誌,或根據需要將其包含在相應的構建系統檔案中。pow
只定義了浮點數,因此,為了達到最佳效果,不應該將其用於整數。
在下面的示例程式碼中,我們演示瞭如何計算單個 double
變數的 n 次方指數。pow
需要兩個引數 - 一個要指數化的基數和指數本身。我們可以將 pow
函式的結果連鎖到 printf
呼叫中,因為它返回的是計算的數字。不過要注意的是,對於特定的輸入,有多個錯誤需要注意,所有這些錯誤都在這裡上有記載。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
int main() {
double x = 10.0;
printf("x: %f\n", x);
printf("x^2: %f\n", pow(x, 2));
exit(EXIT_SUCCESS);
}
輸出:
x: 10.000000
x^2: 100.000000
在 C 語言中使用自定義的函式進行整數指數計算
另外,我們也可以定義我們的自定義函式來計算整數的指數。首先,我們對 int
值實現這個函式。該函式的實現非常直接;for
迴圈的迭代將基整數自身乘以 n
次。函式返回計算出的 int
值。注意,它不檢查整數型別的溢位,使用者在使用這個函式時應該注意這個事實。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
int exponentInt(const int base, int n)
{
int i, p = base;
for (i = 1; i < n; ++i)
p *= base;
return p;
}
int main() {
int x2 = 10;
printf("x2: %d\n", x2);
printf("x2^4: %d\n", exponentInt(x2, 4));
exit(EXIT_SUCCESS);
}
輸出:
x2: 10
x2^4: 10000
之前的指數函式的實現是有限的,因為它只能達到 232-1 的計算值,因為 int
型別本身就受到 32 位儲存空間的限制。我們可以用 unsigned long
型別來擴充套件這個限制,它在相應的系統上有 64 位的空間。因此,指數函式的計算值可以到 264-1。需要注意的是,這個函式到了一定程度後就會溢位,下面的例子就證明了這一點。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
unsigned long exponentInteger(const unsigned long base, unsigned n)
{
unsigned long i, p = base;
for (i = 1; i < n; ++i)
p *= base;
return p;
}
int main() {
int x2 = 10;
printf("x2: %d\n", x2);
printf("x2^19: %lu\n", exponentInteger(x2, 19));
printf("x2^20: %lu\n", exponentInteger(x2, 20));
exit(EXIT_SUCCESS);
}
輸出:
x2: 10
x2^19: 10000000000000000000
x2^20: 7766279631452241920
Founder of DelftStack.com. Jinku has worked in the robotics and automotive industries for over 8 years. He sharpened his coding skills when he needed to do the automatic testing, data collection from remote servers and report creation from the endurance test. He is from an electrical/electronics engineering background but has expanded his interest to embedded electronics, embedded programming and front-/back-end programming.
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