C 基本講座

関数で数式を記述する

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このレッスンでは、数学関数を使って数式を記述する方法について説明します。
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このレッスンでは、数学関数を使って数式を記述する方法について説明します。C 言語の標準ライブラリ関数には数式を作成するために利用できる数学関数が用意されています。数学関数は数多く用意されていますが代表的なものを表にまとめてみました。いずれも計算結果をdouble 型で返却します。これらの使い方をプログラムで確認してみましょう。数学関数を使用するのにはmath.h の include が必要です。べき乗の計算には power平方根は sqrt指数は exp を使って求めます。また、対数関数にはlog と log10 を使います。では実行してみましょう。このような結果を表示しました。a は5の2乗なので 25 です。その 25 の平方根なのでb は5です。c は指数関数 e の1乗で2.718282 です。d はその c を底とした自然対数なので1.0 です。e は 100 の常用対数なので2ですね。では次に、べき乗を求めるpower 関数を使って実際に球の体積と表面積を求めてみましょう。半径 r の球の体積を求める公式は4/3 πr^3 です。なので、r の3乗を power 関数を使って記述しています。 また、この時 4/3 は整数割る整数で結果が1になってしまうのでdouble でキャストするかこのように4か3のどちらかに.0 を付けて double にしてください。そうすると、暗黙の型変換が働きdouble で計算を行うので小数点以下まで求めることができます。また、半径 r の球の表面積を求める公式は 4πr^2 です。なので、このように記述しています。なお、M_PI は math.h に定義されているπ の値ですがこれはコンパイラによって定義されていなかったり別の名前だったりする場合があります。M_PI を使用できない場合には自分で π の値を定義してください。では、実行してみましょう。このように、半径 10 の球の体積と球の表面積を計算して表示しています。次は三角関数を使った例を見てみましょう。三角形 ABC において辺 b、辺 c、角度 A を入力し辺 a を求めてみましょう。これは余弦定理を使うとこのように記述することができます。余弦定理はこのような式ですから辺 a を求めるにはb^2 +c^2-2bc*cosA の平方根を求めればいいですね。平方根は sqrt を使って記述します。 また、角度はラジアンに変換してからcos 関数に渡す必要があります。ラジアンに変換するにはこのように angleA に180 分の π を掛けてください。実行してみましょう。このプログラムでは、辺 b が3辺 c が4角度 A は 90 度の三角形の辺 a を求めています。実行するとこのように辺 a の長さは5と表示されていますね。切り上げ、切り下げ、四捨五入を求める例も見てみましょう。小数点以下を切り上げるには ceil切り下げるには floor四捨五入するには round を使用します。これらの関数が返却する値は小数点以下がありませんが型は double ですので注意してください。実行してみましょう。このように、123.45 を切り上げると 124切り下げると 123四捨五入すると 123 になります。この x を-123.45 にしてもう一度やってみましょう。今度は -123.45 を切り上げると -123切り下げると、-124四捨五入すると-123 になります。切り上げは最大の整数切り下げは最小の整数を返す処理なので負の値の場合にはこのような結果になります。double 型のデータの絶対値と剰余を求める例も見てみましょう。 double 型のデータの絶対値は fabs剰余は fmod で求めます。実行してみます。このように、-123.45 の絶対値は123.45 ですね。また、-123.45 を 123.34 で割ると商は1、余りは-0.11 になります。なお、整数型の絶対値を求めるにはabs という標準ライブラリ関数が用意されています。また、整数型の剰余は%演算子で求めます。このレッスンでは、数学関数を使って数式を記述する方法について説明しました。

C 基本講座

C言語はUNIXというOSを記述するために開発されたプログラミング言語で、組み込みシステムの開発を中心に今も使われています。このコースでは簡単なプログラムを作成しながら、C言語の基本的な文法を学びます。データ型や制御文などの基礎的な文法からポインタや構造体といったC言語の特徴的な内容まで幅広く取り上げます。よく使われる標準ライブラリ関数も数多く紹介します。

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発売日:2017年11月05日

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