Unix/Linux环境C编程入门教程(31) 数学函数带你战胜企业面试

1.函数介绍：

abs（）acos（）asin（）atan（）atan2（）ceil（）cos（）cosh（）exp（）frexp（）ldexp（）log（）log10（）pow（）sin（）sinh（）sqrt（）tan（）tanh（）

	abs（计算整型数的绝对值）
相关函数	labs, fabs
表头文件	#include<stdlib.h>
定义函数	int abs (int j)
函数说明	abs()用来计算参数j的绝对值，然后将结果返回。
返回值	返回参数j的绝对值结果。
范例	#ingclude <stdlib.h> main(){ int ansert; answer = abs(-12); printf("|-12| = %d ", answer); }
执行	|-12| = 12
	acos（取反余弦函数数值）
相关函数	asin , atan , atan2 , cos , sin , tan
表头文件	#include <math.h>
定义函数	double acos (double x);
函数说明	acos()用来计算参数x的反余弦值，然后将结果返回。参数x范围为－1至1之间，超过此范围则会失败。
返回值	返回0至PI之间的计算结果，单位为弧度，在函数库中角度均以弧度来表示。
错误代码	EDOM参数x超出范围。
附加说明	使用GCC编译时请加入－lm。
范例	#include <math.h> main (){ double angle; angle = acos(0.5); printf("angle = %f ", angle); }
执行	angle = 1.047198
	asin（取反正弦函数值）
相关函数	acos , atan , atan2 , cos , sin , tan
表头文件	#include <math.h>
定义函数	double asin (double x)
函数说明	asin()用来计算参数x的反正弦值，然后将结果返回。参数x范围为－1至1之间，超过此范围则会失败。
返回值	返回－PI/2之PI/2之间的计算结果。
错误代码	EDOM参数x超出范围
附加说明	使用GCC编译时请加入－lm
范例	#include<math.h> main() { double angle; angle = asin (0.5); printf("angle = %f ",angle); }
执行	angle = 0.523599
	atan（取反正切函数值）
相关函数	acos，asin，atan2，cos，sin，tan
表头文件	#include<math.h>
定义函数	double atan(double x);
函数说明	atan()用来计算参数x的反正切值，然后将结果返回。
返回值	返回-PI/2至PI/2之间的计算结果。
附加说明	使用GCC编译时请加入-lm
范例	#include<math.h> main() { double angle; angle =atan(1); printf("angle = %f ",angle); }
执行	angle = 1.570796
	atan2（取得反正切函数值）
相关函数	acos，asin，atan，cos，sin，tan
表头文件	#include<math.h>
定义函数	double atan2(double y,double x);
函数说明	atan2()用来计算参数y/x的反正切值，然后将结果返回。
返回值	返回-PI/2 至PI/2 之间的计算结果。
附加说明	使用GCC编译时请加入-lm。
范例	#include<math.h> main() { double angle; angle = atan2(1,2); printf("angle = %f ", angle); }
执行	angle = 0.463648
	ceil（取不小于参数的最小整型数）
相关函数	fabs
表头文件	#include <math.h>
定义函数	double ceil (double x);
函数说明	ceil()会返回不小于参数x的最小整数值，结果以double形态返回。
返回值	返回不小于参数x的最小整数值。
附加说明	使用GCC编译时请加入-lm。
范例	#include<math.h> main() { double value[ ]={4.8,1.12,-2.2,0}; int i; for (i=0;value[i]!=0;i++) printf("%f=>%f ",value[i],ceil(value[i])); }
执行	4.800000=>5.000000 1.120000=>2.000000 -2.200000=>-2.000000
	cos（取余玄函数值）
相关函数	acos，asin，atan，atan2，sin，tan
表头文件	#include<math.h>
定义函数	double cos(double x);
函数说明	cos()用来计算参数x 的余玄值，然后将结果返回。
返回值	返回-1至1之间的计算结果。
附加说明	使用GCC编译时请加入-lm。
范例	#include<math.h> main() { double answer = cos(0.5); printf("cos (0.5) = %f ",answer); }
执行	cos(0.5) = 0.877583
	cosh（取双曲线余玄函数值）
相关函数	sinh，tanh
表头文件	#include<math.h>
定义函数	double cosh(double x);
函数说明	cosh()用来计算参数x的双曲线余玄值，然后将结果返回。数学定义式为:(exp(x)+exp(-x))/2。
返回值	返回参数x的双曲线余玄值。
附加说明	使用GCC编译时请加入-lm。
范例	#include<math.h> main() { double answer = cosh(0.5); printf("cosh(0.5) = %f ",answer); }
执行	cosh(0.5) = 1.127626
	exp（计算指数）
相关函数	log，log10，pow
表头文件	#include<math.h>
定义函数	double exp(double x);
函数说明	exp()用来计算以e为底的x次方值，即ex值，然后将结果返回。
返回值	返回e的x次方计算结果。
附加说明	使用GCC编译时请加入-lm。
范例	#include<math.h> main() { double answer; answer = exp (10); printf("e^10 =%f ", answer); }
执行	e^10 = 22026.465795
	frexp（将浮点型数分为底数与指数）
相关函数	ldexp，modf
表头文件	#include<math.h>
定义函数	double frexp( double x, int *exp);
函数说明	frexp()用来将参数x 的浮点型数切割成底数和指数。底数部分直接返回，指数部分则借参数exp 指针返回，将返回值乘以2 的exp次方即为x的值。
返回值	返回参数x的底数部分，指数部分则存于exp指针所指的地址。
附加说明	使用GCC编译时请加入-lm。
范例	#include <math.h> main() { int exp; double fraction; fraction = frexp (1024,&exp); printf("exp = %d ",exp); printf("fraction = %f ", fraction); }
执行	exp = 11 fraction = 0.500000 /* 0.5*(2^11)=1024*/
	ldexp（计算2的次方值）
相关函数	frexp
表头文件	#include<math.h>
定义函数	double ldexp(double x,int exp);
函数说明	ldexp()用来将参数x乘上2的exp次方值，即x*2exp。
返回值	返回计算结果。
附加说明	使用GCC编译时请加入-lm。
范例:	/* 计算3*(2^2)＝12 */ #include<math.h> main() { int exp; double x,answer; answer = ldexp(3,2); printf("3*2^(2) = %f ",answer); }
执行	3*2^(2) = 12.000000
	log（计算以e 为底的对数值）
相关函数	exp，log10，pow
表头文件	#include <math.h>
定义函数	double log (double x);
函数说明	log（）用来计算以e为底的x 对数值，然后将结果返回。
返回值	返回参数x的自然对数值。
错误代码	EDOM 参数x为负数，ERANGE 参数x为零值，零的对数值无定义。
附加说明	使用GCC编译时请加入-lm。
范例	#include<math.h> main() { double answer; answer = log (100); printf("log(100) = %f ",answer); }
执行	log(100) = 4.605170
	log10（计算以10 为底的对数值）
相关函数	exp，log，pow
表头文件	#include<math.h>
定义函数	double log10(double x);
函数说明	log10()用来计算以10为底的x对数值，然后将结果返回。
返回值	返回参数x以10为底的对数值。
错误代码	EDOM参数x为负数。RANGE参数x为零值，零的对数值无定义。
附加说明	使用GCC编译时请加入-lm。
范例	#include<math.h> main() { double answer; answer = log10(100); printf("log10(100) = %f ",answer); }
执行	log10(100) = 2.000000
	pow（计算次方值）
相关函数	exp，log，log10
表头文件	#include<math.h>
定义函数	double pow(double x,double y);
函数说明	pow()用来计算以x为底的y次方值，即xy值，然后将结果返回。
返回值	返回x的y次方计算结果。
错误代码	EDOM 参数x为负数且参数y不是整数。
附加说明	使用GCC编译时请加入-lm。
范例	#include <math.h> main() { double answer; answer =pow(2,10); printf("2^10 = %f ", answer); }
执行	2^10 = 1024.000000
	sin（取正玄函数值）
相关函数	acos，asin，atan，atan2，cos，tan
表头文件	#include<math.h>
定义函数	double sin(double x);
函数说明	sin（）用来计算参数x的正玄值，然后将结果返回。
返回值	返回-1 至1之间的计算结果。
附加说明	使用GCC编译时请加入-lm。
范例	#include<math.h> main() { double answer = sin (0.5); printf("sin(0.5) = %f ",answer); }
执行	sin(0.5) = 0.479426
	sinh（取双曲线正玄函数值）
相关函数	cosh，tanh
表头文件	#include<math.h>
定义函数	double sinh( double x);
函数说明	sinh()用来计算参数x的双曲线正玄值，然后将结果返回。数学定义式为:(exp(x)-exp(-x))/2。
返回值	返回参数x的双曲线正玄值。
附加说明	使用GCC编译时请加入-lm。
范例	#include<math.h> main() { double answer = sinh (0.5); printf("sinh(0.5) = %f ",answer); }
执行	sinh(0.5) = 0.521095
	sqrt（计算平方根值）
相关函数	hypotq
表头文件	#include<math.h>
定义函数	double sqrt(double x);
函数说明	sqrt()用来计算参数x的平方根，然后将结果返回。参数x必须为正数。
返回值	返回参数x的平方根值。
错误代码	EDOM 参数x为负数。
附加说明	使用GCC编译时请加入-lm。
范例	/* 计算200的平方根值*/ #include<math.h> main() { double root; root = sqrt (200); printf("answer is %f ",root); }
执行	answer is 14.142136
	tan（取正切函数值）
相关函数	atan，atan2，cos，sin
表头文件	#include <math.h>
定义函数	double tan(double x);
函数说明	tan()用来计算参数x的正切值，然后将结果返回。
返回值	返回参数x的正切值。
附加说明	使用GCC编译时请加入-lm。
范例	#include<math.h> main() { double answer = tan(0.5); printf("tan (0.5) = %f ",answer); }
执行	tan(0.5) = 0.546302
	tanh（取双曲线正切函数值）
相关函数	cosh，sinh
表头文件	#include<math.h>
定义函数	double tanh(double x);
函数说明	tanh()用来计算参数x的双曲线正切值，然后将结果返回。数学定义式为:sinh(x)/cosh(x)。
返回值	返回参数x的双曲线正切值。
附加说明	使用GCC编译时请加入-lm。
范例	#include<math.h> main() { double answer = tanh(0.5); printf("tanh(0.5) = %f ",answer); }
执行	tanh(0.5) = 0.462117

2.企业面试实战演练

题目如下：

现有1个点和10000个位置半径各不同的圆，为了判断改点被包含在哪些圆内，需要一个函数判断点（px，py）是否于圆心（x，y）半径r的圆内，请尽快优化运行速度。

函数原型：

bool IsPointInCircle(int px,int py,int x,int y,int r);

 

流程设计如下：

采用模块化的设计思想，我们创建1个函数

int CreateCircle（int n）；

CreateCircle函数功能就是接受参数n并创建n个圆圈，圆心坐标随机产生，半径也随机产生

    将创建好的圆圈与点（px，py）进行游戏中的 "碰撞检测"

我们加上本专题的第一篇博客测试程序运行时间。经过本人测试发现10000个圆圈根本就测试不出时间，所以我们在项目中改成了1000,000个圆圈。

另外C语言中没有内建类型bool 所以我们需要换成int

项目实现

#include <stdio.h>

#include <math.h>

#include <time.h>

#include <stdlib.h>

 

int main(void)

{

 	int CreateCircle(int n,int px,int py);

 	int IsPointInCircle(int px,int py,int x,int y,int r);

 	clock_t t;

 	printf ("Begin clock...
");

 

 	t = clock();//第一个clock() t表示从程序启动到现在这个时刻的时间

	CreateCircle(1000000,50,25);

 	t = clock() - t;//第二次调用clock()减去第一次获得的t的差值为两次掐表的间隔

	printf ("
It took %d clicks (%f seconds) to test.
",t,((float)t)/CLOCKS_PER_SEC);

 	return 0;

}

int IsPointInCircle(int px,int py,int x,int y,int r)

 {

	 double distance = sqrt(pow(py-y,2)+pow(px-x,2));
	
 	if(distance -r >0.00001) //减去double类型的误差 再比较大小

		return 0; //返回0 便是不在圆内

	else

	 return 1; //返回1 在圆内

}

int CreateCircle(int n,int px,int py)

{

 	int r ; //r用来缓冲临时产生圆圈的半径

	int x; //x用来缓冲临时产生圆圈的圆心横坐标

	int y; //y用来缓冲临时产生圆圈的圆心纵坐标

	int iCount = 0; //计数产生圆圈的个数

	srand(time(NULL)); //初始化随即种子

	while(iCount < n)

 	{

 	x = rand()%1000; // rand（）函数就是返回一个随机数

	y = rand()%1000;

 	r = rand()%100;

 	if(IsPointInCircle(px,py,x,y,r)) //如果在圆内

  		 printf("%din",iCount); //打印出他在圆内
	
   	++iCount;

 	}

}

3.在各个平台的运行的情况

    在RHEL7上

在REHL6上

在Solaris11上

在MAC上