2.3 Arduino 数学库
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:
库函数
以下函数在标题 math.h 中定义：
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)
floor()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)
frexp()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