std::log1p, std::log1pf, std::log1pl

 

C++

语言

标准库头文件

自立与有宿主实现

具名要求

语言支持库

概念库 (C++20)

诊断库

工具库

字符串库

容器库

迭代器库

范围库 (C++20)

算法库

数值库

本地化库

输入/输出库

文件系统库 (C++17)

正则表达式库 (C++11)

原子操作库 (C++11)

线程支持库 (C++11)

技术规范

 

数值库

常用数学函数

数学特殊函数 (C++17)

数学常数 (C++20)

浮点环境 (C++11)

复数

数值数组

伪随机数生成

编译时有理数算术 (C++11)

因数运算

gcd (C++17)

lcm (C++17)

插值

midpoint (C++20)

lerp (C++20)

泛型数值运算

iota (C++11)

accumulate

inner_product

adjacent_difference

partial_sum

位操作

bit_cast (C++20)

byteswap (C++23)

has_single_bit (C++20)

bit_ceil (C++20)

bit_floor (C++20)

bit_width (C++20)

rotl (C++20)

rotr (C++20)

countl_zero (C++20)

countl_one (C++20)

countr_zero (C++20)

countr_one (C++20)

popcount (C++20)

endian (C++20)

 

常用数学函数

函数
基本运算
abs(int)labsllabsimaxabs (C++11) abs(float)fabs divldivlldivimaxdiv (C++11) fmod	remainder (C++11) remquo (C++11) fma (C++11) fmax (C++11) fmin (C++11) fdim (C++11) nannanfnanl (C++11)(C++11)(C++11)
指数函数
exp exp2 (C++11) expm1 (C++11)	log log10 log1p (C++11) log2 (C++11)
幂函数
sqrt cbrt (C++11)	hypot (C++11) pow
三角与双曲函数
sin cos tan asin acos atan atan2	sinh cosh tanh asinh (C++11) acosh (C++11) atanh (C++11)

误差与伽马函数
erf (C++11) erfc (C++11)	lgamma (C++11) tgamma (C++11)
临近整数的浮点运算
ceil floor roundlroundllround (C++11)(C++11)(C++11)	trunc (C++11) nearbyint (C++11) rintlrintllrint (C++11)(C++11)(C++11)
浮点操作函数
ldexp scalbnscalbln (C++11)(C++11) ilogb (C++11) logb (C++11)	frexp modf nextafternexttoward (C++11)(C++11) copysign (C++11)
分类/比较
fpclassify (C++11) isfinite (C++11) isinf (C++11) isnan (C++11) isnormal (C++11) signbit (C++11)	isgreater (C++11) isgreaterequal (C++11) isless (C++11) islessequal (C++11) islessgreater (C++11) isunordered (C++11)
宏常量
HUGE_VALFHUGE_VALHUGE_VALL (C++11)(C++11) INFINITY (C++11) NAN (C++11) math_errhandlingMATH_ERRNOMATH_ERREXCEPT (C++11)	FP_NORMALFP_SUBNORMALFP_ZEROFP_INFINITEFP_NAN (C++11)(C++11)(C++11)(C++11)(C++11)

 

定义于头文件 <cmath>
float       log1p ( float arg ); float       log1pf( float arg );	(1)	(C++11 起)
double      log1p ( double arg );	(2)	(C++11 起)
long double log1p ( long double arg ); long double log1pl( long double arg );	(3)	(C++11 起)
double      log1p ( IntegralType arg );	(4)	(C++11 起)

1-3) 计算 1+arg 的自然（底 e ）对数。若 arg 接近零，则此函数比表达式 std::log(1+arg) 更精确。

4) 接受任何整数类型参数的重载集或函数模板，等价于 2) （将参数转型为 double ）。

参数

arg

-

浮点或整数类型值

返回值

若不出现错误则返回 ln(1+arg) 。

若出现定义域错误，则返回实现定义值（受支持平台上为 NaN ）。

若出现极点错误，则返回 -HUGE_VAL 、 -HUGE_VALF 或 -HUGE_VALL 。

若出现下溢所致的值域错误，则返回（舍入后的）正确结果。

错误处理

报告 math_errhandling 中指定的错误。

若 arg 小于 -1 则出现定义域错误。

若 arg 为 -1 则可能出现极点错误。

若实现支持 IEEE 浮点算术（ IEC 60559 ），则

• 若参数为 ±0 ，则返回不修改的参数。
• 若参数为 -1 ，则返回 -∞ 并引发 FE_DIVBYZERO 。
• 若参数小于 -1 ，则返回 NaN 并引发 FE_INVALID 。
• 若参数为 +∞ ，则返回 +∞ 。
• 若参数为 NaN ，则返回 NaN 。

注意

函数 std::expm1 和 std::log1p 对于金融计算有用：例如在计算小的日利率时： (1+x)n
-1 能表示为 std::expm1(n * std::log1p(x)) 。这些函数亦简化书写精确的反双曲函数。

示例

运行此代码

#include <iostream>
#include <cfenv>
#include <cmath>
#include <cerrno>
#include <cstring>
#pragma STDC FENV_ACCESS ON
int main()
{
    std::cout << "log1p(0) = " << log1p(0) << '\n'
              << "Interest earned in 2 days on on $100, compounded daily at 1%\n"
              << " on a 30/360 calendar = "
              << 100*expm1(2*log1p(0.01/360)) << '\n'
              << "log(1+1e-16) = " << std::log(1+1e-16)
              << " log1p(1e-16) = " << std::log1p(1e-16) << '\n';
    // 特殊值
    std::cout << "log1p(-0) = " << std::log1p(-0.0) << '\n'
              << "log1p(+Inf) = " << std::log1p(INFINITY) << '\n';
    // 错误处理
    errno = 0;
    std::feclearexcept(FE_ALL_EXCEPT);
    std::cout << "log1p(-1) = " << std::log1p(-1) << '\n';
    if (errno == ERANGE)
        std::cout << "    errno == ERANGE: " << std::strerror(errno) << '\n';
    if (std::fetestexcept(FE_DIVBYZERO))
        std::cout << "    FE_DIVBYZERO raised\n";
}

可能的输出：

log1p(0) = 0
Interest earned in 2 days on on $100, compounded daily at 1%
 on a 30/360 calendar = 0.00555563
log(1+1e-16) = 0 log1p(1e-16) = 1e-16
log1p(-0) = -0
log1p(+Inf) = inf
log1p(-1) = -inf
    errno == ERANGE: Result too large
    FE_DIVBYZERO raised

参阅

loglogflogl (C++11)(C++11)	计算自然（以 e 为底）对数（ \({\small \ln{x} }\)ln(x) ） (函数)
log10log10flog10l (C++11)(C++11)	计算常用（以 10 为底）对数（ \({\small \log_{10}{x} }\)log10(x) ） (函数)
log2log2flog2l (C++11)(C++11)(C++11)	给定数值的以 2 为底的对数（ \({\small \log_{2}{x} }\)log2(x) ） (函数)
expm1expm1fexpm1l (C++11)(C++11)(C++11)	返回 e 的给定次幂减一（ \({\small e^x-1}\)ex-1 ） (函数)