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C 库函数 - log()
C 标准库 - <math.h>描述
C 库函数 double log(double x) 返回 x 的自然对数（基数为 e 的对数）。
log() 是 C 标准库 <math.h> 中的一个函数，用于计算一个浮点数的自然对数（以 e 为底）。这是一个常用的数学函数，广泛应用于科学计算、金融和工程等领域。
声明
下面是 log() 函数的声明。
#include <math.h> double log(double x); float logf(float x); long double logl(long double x);
参数
x：输入的浮点数，必须为正数（大于 0）。
返回值
- 返回
x的自然对数，如果x为负数或零，将导致数学域错误或范围错误。
错误处理
- 如果
x为负数，log()函数将返回 NaN，并设置errno为EDOM。 - 如果
x为零，log()函数将返回-HUGE_VAL（负无穷大），并设置errno为ERANGE。
实例
下面的实例演示了 log() 函数的用法。
实例
#include <stdio.h>
#include <math.h>
int main ()
{
double x, ret;
x = 2.7;
/* 计算 log(2.7) */
ret = log(x);
printf("log(%lf) = %lf", x, ret);
return(0);
}
#include <math.h>
int main ()
{
double x, ret;
x = 2.7;
/* 计算 log(2.7) */
ret = log(x);
printf("log(%lf) = %lf", x, ret);
return(0);
}
让我们编译并运行上面的程序，这将产生以下结果：
log(2.700000) = 0.993252
处理多个值的对数
以下示例展示了如何处理多个值的对数：
实例
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <errno.h>
int main() {
double values[] = {1.0, 2.718281828, 10.0, -1.0, 0.0};
int num_values = sizeof(values) / sizeof(values[0]);
for (int i = 0; i < num_values; i++) {
double x = values[i];
errno = 0; // 重置 errno
double result = log(x);
if (errno == EDOM) {
printf("Domain error: log(%f) is not defined\n", x);
} else if (errno == ERANGE) {
printf("Range error: log(%f) results in an overflow or underflow\n", x);
} else {
printf("log(%f) = %f\n", x, result);
}
}
return 0;
}
#include <math.h>
#include <errno.h>
int main() {
double values[] = {1.0, 2.718281828, 10.0, -1.0, 0.0};
int num_values = sizeof(values) / sizeof(values[0]);
for (int i = 0; i < num_values; i++) {
double x = values[i];
errno = 0; // 重置 errno
double result = log(x);
if (errno == EDOM) {
printf("Domain error: log(%f) is not defined\n", x);
} else if (errno == ERANGE) {
printf("Range error: log(%f) results in an overflow or underflow\n", x);
} else {
printf("log(%f) = %f\n", x, result);
}
}
return 0;
}
代码解析
- 定义一个包含多个浮点数的数组
values。 - 使用
for循环遍历每个值，调用log(x)进行计算。 - 重置
errno为 0 并检查可能的错误。 - 打印每个值的对数计算结果，或错误信息。
让我们编译并运行上面的程序，这将产生以下结果：
log(1.000000) = 0.000000 log(2.718282) = 1.000000 log(10.000000) = 2.302585 log(-1.000000) = nan log(0.000000) = -inf
使用场景
log() 函数在许多应用中有广泛的用途，包括但不限于：
- 计算指数增长或衰减。
- 处理概率和统计中的对数概率。
- 解决涉及对数方程的数学问题。
- 在金融中计算对数收益率。
总结
log() 函数用于计算浮点数的自然对数，是处理对数运算的重要工具。通过合理使用 log()，可以在科学计算、金融和工程应用中实现对数运算，并确保处理好可能的错误情况。