Arduino数学库(math.h)包含了许多用于操作浮点数的有用的数学函数。
库中的宏
以下是在标题math.h中定义的宏:
| 宏 | 值 | 描述 |
|---|---|---|
| M_E | 2.7182818284590452354 | 常数e。 |
| M_LOG2E | 1.4426950408889634074/* log_2 e */ | e以2为底的对数。 |
| M_1_PI | 0.31830988618379067154/* 1/pi */ | 常数1/pi。 |
| M_2_PI | 0.63661977236758134308/* 2/pi */ | 常数2/pi。 |
| M_2_SQRTPI | 1.12837916709551257390/* 2/sqrt(pi) */ | 常数2/sqrt(pi)。 |
| M_LN10 | 2.30258509299404568402/* log_e 10 */ | 10的自然对数。 |
| M_LN2 | 0.69314718055994530942/* log_e 2 */ | 2的自然对数。 |
| M_LOG10E | 0.43429448190325182765/* log_10 e */ | e以10为底的对数。 |
| M_PI | 3.14159265358979323846/* pi */ | 常数pi。 |
| M_PI_2 | 3.3V1.57079632679489661923/* pi/2 */ | 常数pi/2。 |
| M_PI_4 | 0.78539816339744830962/* pi/4 */ | 常数pi/4。 |
| M_SQRT1_2 | 0.70710678118654752440/* 1/sqrt(2) */ | 常数1/sqrt(2)。 |
| M_SQRT2 | 1.41421356237309504880/* sqrt(2) */ | 2的平方根。 |
| acosf | – | acos()函数的别名。 |
| asinf | – | asin()函数的别名。 |
| atan2f | – | atan2()函数的别名。 |
| cbrtf | – | cbrt()函数的别名。 |
| ceilf | – | ceil()函数的别名。 |
| copysignf | – | copysign()函数的别名。 |
| coshf | – | cosh()函数的别名。 |
| expf | – | exp()函数的别名。 |
| fabsf | – | fabs()函数的别名。 |
| fdimf | – | fdim()函数的别名。 |
| floorf | – | floor()函数的别名。 |
| fmaxf | – | fmax()函数的别名。 |
| fminf | – | fmin()函数的别名。 |
| fmodf | – | fmod()函数的别名。 |
| frexpf | – | frexp()函数的别名。 |
| hypotf | – | hypot()函数的别名。 |
| INFINITY | – | 无穷大常量。 |
| isfinitef | – | isfinite()函数的别名。 |
| isinff | – | isinf()函数的别名。 |
| isnanf | – | isnan()函数的别名。 |
| ldexpf | – | ldexp()函数的别名。 |
| log10f | – | log10()函数的别名。 |
| logf | – | log()函数的别名。 |
| lrintf | – | lrint()函数的别名。 |
| lroundf | – | lround()函数的别名。 |
库函数
以下函数在标题 math.h 中定义：
| 序号 | 库函数和描述 |
|---|---|
| 1 | double acos (double __x) acos()函数计算x的反余弦的主值。返回值在[0, pi]弧度的范围内。不在[-1, +1]范围内的参数会发生域错误。 |
| 2 | double asin (double __x) asin()函数计算x的反正弦的主值。返回值在[-pi/2, pi/2]弧度的范围内。不在[-1, +1]范围内的参数会发生域错误。 |
| 3 | double atan (double __x) atan()函数计算x的反正切的主值。返回值在[-pi/2, pi/2]弧度的范围内。 |
| 4 | double atan2 (double __y, double __x) atan2()函数计算y/x的反正切的主值，使用两个参数的符号来确定返回值的象限。返回值在[-pi, +pi]弧度的范围内。 |
| 5 | double cbrt (double __x) cbrt()函数返回x的立方根值。 |
| 6 | double ceil (double __x) ceil()函数返回大于或等于x的最小整数值，以浮点数表示。 |
| 7 | static double copysign (double __x, double __y) copysign()函数返回x，但带有y的符号。即使x或y是NaN或零，他们也可以工作。 |
| 8 | double cos(double __x) cos()函数返回x的余弦，以弧度为单位。 |
| 9 | double cosh (double __x) cosh()函数返回x的双曲余弦。 |
| 10 | double exp (double __x) exp()返回e的x次幂的值。 |
| 11 | double fabs (double __x) fabs()函数计算浮点数x的绝对值。 |
| 12 | double fdim (double __x, double __y) fdim()函数返回max(x – y, 0)。如果x或y或者两者都是NaN，则返回NaN。 |
| 13 | double floor (double __x)f loor()函数返回小于或等于x的最大整数值，以浮点数表示。 |
| 14 | double fma (double __x, double __y, double __z) fma()函数执行浮点乘加，即运算(x * y) + z，但是中间结果不会四舍五入到目标类型。这有时可以提高计算的精度。 |
| 15 | double fmax (double __x, double __y) fmax()函数返回两个值x和y中较大的一个。如果一个参数是NaN，则返回另一个参数。如果两个参数都是NaN，则返回NaN。 |
| 16 | double fmin (double __x, double __y) fmin()函数返回两个值x和y中较小的一个。如果一个参数是NaN，则返回另一个参数。如果两个参数都是NaN，则返回NaN。 |
| 17 | double fmod (double __x, double__y) fmod()函数返回x / y的余数。 |
| 18 | double frexp (double __x, int * __pexp)f rexp()函数将浮点数分解为规格化分数和2的整次幂。它将整数存储在pexp指向的int对象中。如果x是一个正常的浮点数，则frexp()函数返回值v，使得v具有区间[1/2, 1)或零的量值，而x等于v乘以2的pexp次幂。如果x是零，那么结果的两个部分都是零。如果x不是有限数字，frexp()将按原样返回x，并通过pexp存储0。 注意 − 这个实现允许一个零指针作为指令来跳过存储指数。 |
| 19 | double hypot (double __x, double__y) hypot()函数返回sqrt(x*x + y*y)。这是一个边长为x和y的直角三角形的斜边的长度，或点(x, y)距离原点的距离。使用这个函数而不是直接使用公式是比较明智的，因为误差要小得多。x和y没有下溢。如果结果在范围内，则不会溢出。 |
| 20 | static int isfinite (double __x) 如果x是有限的，isfinite()函数返回一个非零值：不是正或负无穷，也不是NaN。 |
| 21 | int isinf (double __x) 如果参数x是正无穷大，则函数isinf()返回1；如果x是负无穷大，则返回-1，否则返回0。 注意 − GCC 4.3可以用内联代码替换这个函数，这个代码对两个无穷大返回1值(gcc bug #35509)。 |
| 22 | int isnan (double __x) 如果参数x表示“非数字”(NaN)对象，则函数isnan()返回1，否则返回0。 |
| 23 | double ldexp (double __x, int __exp ) ldexp()函数将浮点数乘以2的整数次幂。它返回x乘以2的exp次幂的值。 |
| 24 | double log (double __x) log()函数返回参数x的自然对数。 |
| 25 | double log10(double __x) log10()函数返回参数x的对数，以10为基数。 |
| 26 | long lrint (double __x) lrint()函数将x四舍五入到最近的整数，将中间情况舍入到偶数整数方向（例如，1.5和2.5的值都舍入到2）。这个函数类似于rint()函数，但是它的返回值类型不同，并且有可能溢出。 返回 四舍五入的长整数值。如果x不是有限数字或者溢出，则此实现返回LONG_MIN值(0x80000000)。 |
| 27 | long lround (double __x) lround()将函数将x四舍五入到最近的整数，但中间情况不舍入到0（不是到最近的偶数整数）。这个函数类似于round()函数，但是它的返回值的类型是不同的，并且有可能溢出。返回四舍五入的长整数值。如果x不是有限数字或者溢出，则此实现返回LONG_MIN值(0x80000000)。 |
| 28 | double modf (double __x, double * __iptr ) modf()函数将参数x分解为整数部分和小数部分，每个部分都与参数具有相同的符号。它在iptr指向的对象中将整数部分存储为double。modf()函数返回x的有符号小数部分。 注意 − 这个实现跳过零指针的写入。但是，GCC 4.3可以用内联代码替换这个函数，不允许使用NULL地址来避免存储。 |
| 29 | float modff (float __x, float * __iptr) modf()函数的别名。 |
| 30 | double pow (double __x, double __y) pow()函数返回x的y次幂。 |
| 31 | double round (double __x) round()函数将x四舍五入到最近的整数，但中间情况不舍入到0（不是到最近的偶数整数）。不可能会溢出。返回四舍五入的值。如果x是整数或无穷大，则返回x本身。如果x是NaN，则返回NaN。 |
| 32 | int signbit (double __x) 如果x的值设置了符号位，signbit()函数将返回一个非零值。这与“x < 0.0”不同，因为IEEE 754浮点允许零署名。比较“-0.0 < 0.0”是错的，但“signbit (-0.0)”会返回一个非零值。 |
| 33 | double sin (double __x) sin()函数返回x的正弦值，以弧度为单位。 |
| 34 | double sinh (double __x) sinh()函数返回x的双曲正弦。 |
| 35 | double sqrt (double __x)sqrt()函数返回x的非负平方根。 |
| 36 | double square (double __x) square()函数返回x * x。注意 − 此函数不属于C标准定义。 |
| 37 | double tan (double __x) tan()函数返回x的正切值，以弧度为单位。 |
| 38 | double tanh ( double __x) tanh()函数返回x的双曲正切。 |
| 39 | double trunc (double __x) trunc()函数将x四舍五入为最近的整数，不大于绝对值。 |
例子
以下示例显示如何使用最常用的math.h库函数：
double double__x = 45.45 ;
double double__y = 30.20 ;
void setup() {
Serial.begin(9600);
Serial.print("cos num = ");
Serial.println (cos (double__x) ); // returns cosine of x
Serial.print("absolute value of num = ");
Serial.println (fabs (double__x) ); // absolute value of a float
Serial.print("floating point modulo = ");
Serial.println (fmod (double__x, double__y)); // floating point modulo
Serial.print("sine of num = ");
Serial.println (sin (double__x) ) ;// returns sine of x
Serial.print("square root of num : ");
Serial.println ( sqrt (double__x) );// returns square root of x
Serial.print("tangent of num : ");
Serial.println ( tan (double__x) ); // returns tangent of x
Serial.print("exponential value of num : ");
Serial.println ( exp (double__x) ); // function returns the exponential value of x.
Serial.print("cos num : ");
Serial.println (atan (double__x) ); // arc tangent of x
Serial.print("tangent of num : ");
Serial.println (atan2 (double__y, double__x) );// arc tangent of y/x
Serial.print("arc tangent of num : ");
Serial.println (log (double__x) ) ; // natural logarithm of x
Serial.print("cos num : ");
Serial.println ( log10 (double__x)); // logarithm of x to base 10.
Serial.print("logarithm of num to base 10 : ");
Serial.println (pow (double__x, double__y) );// x to power of y
Serial.print("power of num : ");
Serial.println (square (double__x)); // square of x
}
void loop() {
}结果
cos num = 0.10
absolute value of num = 45.45
floating point modulo =15.25
sine of num = 0.99
square root of num : 6.74
tangent of num : 9.67
exponential value of num : ovf
cos num : 1.55
tangent of num : 0.59
arc tangent of num : 3.82
cos num : 1.66
logarithm of num to base 10 : inf
power of num : 2065.70
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