Программирование. Принципы и практика использования C++ Исправленное издание
вернуться

Страуструп Бьерн
Шрифт:

return v;

}

Обратите внимание на использование числа

1.0
, гарантирующего, что все вычисления будут выполнены в арифметике с плавающей точкой. Иначе при каждом делении целого числа на
RAND_MAX
мы получали бы
0
.

Сложнее получить целое число из заданного диапазона, например

[0:max]
. Большинство людей сразу предлагают следующее решение:

int val = rand%max;

Долгое время такой код считался совершенно неудовлетворительным, поскольку он просто отбрасывает младшие разряды случайного числа, а они, как правило, не обладают свойствами, которыми должны обладать числа, генерируемые традиционными датчиками случайных чисел. Однако в настоящее время во многих операционных системах эта проблема решена достаточно успешно, но для обеспечения переносимости своих программ мы рекомендуем все же скрывать вычисления случайных чисел в функциях.

int randint(int max) { return rand%max; }

int randint(int min, int max) { return randint(max–min)+min; }

Таким образом, мы можем скрыть определение функции
randint
, если окажется, что реализация функции
rand
является неудовлетворительной. В промышленных программных системах, а также в приложениях, где требуются неравномерные распределения, обычно используются качественные и широко доступные библиотеки случайных чисел, например
Boost::random
. Для того чтобы получить представление о качестве вашего датчика случайных чисел, выполните упр. 10.

24.8. Стандартные математические функции

В стандартной библиотеке есть стандартные математические функции (

cos
,
sin
,
log
и т.д.). Их объявления можно найти в заголовке
<cmath>
.

Стандартные математические функции могут иметь аргументы типов

float
,
double
,
long double
и
complex
(раздел 24.9). Эти функции очень полезны при вычислениях с плавающей точкой. Более подробная информация содержится в широко доступной документации, а для начала можно обратиться к документации, размещенной в веб.

Если стандартная математическая функция не может дать корректного результата, она устанавливает флажок
errno
. Рассмотрим пример.

errno = 0;

double s2 = sqrt(–1);

if (errno) cerr << "Что-то где-то пошло не так, как надо";

if (errno == EDOM) // ошибка из-за выхода аргумента

// за пределы области определения

cerr << " фунция sqrt для отрицательных аргументов
не определена.";

pow(very_large,2); // плохая идея

if (errno==ERANGE) // ошибка из-за выхода за пределы допустимого

// диапазона

cerr << "pow(" << very_large

<< ",2) слишком большое число для double";

Если вы выполняете серьезные математические вычисления, то всегда должны проверять значение

errno
, чтобы убедиться, что после возвращения результата оно по-прежнему равно
0
. Если нет, то что-то пошло не так, как надо. Для того чтобы узнать, какие математические функции могут устанавливать флажок
errno
и чему он может быть равен, обратитесь к документации.

Как показано в примере, ненулевое значение флажка
errno
просто означает, что что-то пошло не так. Функции, не входящие в стандартную библиотеку, довольно часто также устанавливают флажок
errno
при выявлении ошибок, поэтому следует точнее анализировать разные значения переменной
errno
, чтобы понять, что именно случилось. В данном примере до вызова стандартной библиотечной функции переменная
errno
была равна нулю, а проверка значения
errno
сразу после выполнения функции может обнаружить, например, константы
EDOM
и
ERANGE
. Константа
EDOM
означает ошибку, возникшую из-за выхода аргумента за пределы области определения функции (domain error). Константа
ERANGE
означает выход за пределы допустимого диапазона значений (range error).

Обработка ошибок с помощью переменной

errno
носит довольно примитивный характер. Она уходит корнями в первую версию (выпуска 1975 года) математических функций языка C.

24.9. Комплексные числа

Комплексные числа широко используются в научных и инженерных вычислениях. Мы полагаем, что раз они вам необходимы, значит, вам известны их математические свойства, поэтому просто покажем, как комплексные числа выражаются в стандартной библиотеке языка С++. Объявление комплексных чисел и связанных с ними математических функций находятся в заголовке

<complex>
.