Со времени принятия стандарта языка Си, что окончательно произошло в 1989 году, в системах программирования Си такие необоснованные расширения библиотек практически исчезли, но в ранних версиях языка подобный разнобой был очень велик. К сожалению, наборы функций второй категории не согласованы даже для различных систем программирования в рамках одной операционной системы на одном типе архитектур компьютеров. Это четко прослеживается на примере систем программирования Turbo C от Borland и Microsoft C: библиотечные функции, обеспечивающие интерфейс для вызова одной и той же функции операционной системы, могут иметь не только разные параметры, но и разные названия.
Эти несогласованности объяснялись, с одной стороны, коммерческими соображениями стремлением удержать под контролем рынок программного обеспечения, чтобы пользователи, начавшие программировать с использованием одной системы программирования, покупали затем более новые программные продукты той же фирмы, а с другой стороны, поздним появлением стандарта на язык и на его библиотеки и независимые эволюции от версии к версии каждой системы программирования [3]. (Напомним, что стандарт языка был принят примерно через пятнадцать лет после его появления и через десять лет после того, как его уже начали активно использовать) При этом, надо отметить, происходило постепенное сближение различных систем программирования по мере того, как каждая из них заимствовала наиболее ценные идеи у конкурентов. Так, различия между библиотеками последних систем программирования Turbo C и Microsoft C практически отсутствуют.
1.3 Стандарт ANSI C
Здесь содержатся нестрогие выдержки из стандарта ISO/IEC 9899:1993 — Programming language C, касающиеся некоторых соглашений о стандартных библиотеках.
1. Каждая функция описывается в библиотеке, где содержатся прототипы (описания) нескольких схожих функций (например, функции ввода/вывода) и, при необходимости, требуемые структуры данных и макроопределения. Библиотека подключается путем указания директивы препроцессора #include за которым следует заголовок библиотеки;
2. Стандартными заголовками являются: <assert.h>, <complex.h>, <ctype.h>, <errno.h>, <fenv.h>, <float.h>, <inttypes.h>, <iso646.h>, <limits.h>, <local.h>, <math.h>, <setjmp.h>, <signal.h>, <stdarg.h>, <stdbool.h>, <stddef.h>, <stdio.h>, <stdlib.h>, <strng.h>, <tgmath.h>, <time.h>, <wchar.h>, <wctype.h>;
3. Все стандартные баблиотеки могут включаться в программу в любом месте, предусмотренном синтаксисом языка, кроме библиотеки <assert.h> (результат зависит от значения переменной NDEBUG). Это не оказывает никакого влияния на эффективность программы. Однако корректное выполнение любой функции, может быть произведено, только если библиотека, ее описывающая, будет включена в программу раньше вызова этой функции;
4. Программа не может содержать переменных, имена которых лексически полностью совпадают с макроопределениями в какой - либо подключенной библиотеки. В противном случае, препроцессор в программе заменит имена макросов на вновь определенные, а не на библиотечные выражения;
5. Библиотеки не должны включать определения локальных переменных без указания external (external linkage).
2. Стандартные функции библиотеки math.h
Имя функции:ACOS
#include <math.h>
double acos(x);
double x;
Описание: Функция acos возврaщaет арккосинус x в интервале от 0 до n. Значение x должно быть между -1 и 1.
Возврaщaемое значение: Функция acos возврaщaет результат aрккосинусa. Если x меньше -1 или больше 1, acos устaнaвливaет errno в EDOM, печaтaет сообщение об ошибке DOMAIN в stderr и возврaщaет 0.
Обрaботкa ошибок может быть модифицировaнa при изменении процедуры matherr.
Пример: В следующем примере прогрaммa выдает подсказки для вводa до тех пор, покa введенное значение не будет в интервале от -1 до 1.
#include <math.h>
int errno;
main()
{ float x,y;
for (errno=EDOM;errno==EDOM;y=acos(x))
{ printf("Cosine=");
scanf("%f",&x);
errno = 0; }
printf("Arc cosine of %f = %f\n",x,y); }
Обрaзец выводa:
Cosine = 3
acos: DOMAIN error
Cosine = -1.0
Arc cosine of -1.000000 = 3.141593
Имя функции:ASIN
#include <math.h>
double asin(x);
double x;
Описание. Функция asin вычисляет арксинус x в интервале -n/2 до n/2. Значение x должно быть между -1 и 1.
Возвращаемое значение: Функция asin возвращает результат арксинуса. Если x меньше -1 или больше 1, asin устанавливает errno в EDOM, печатает сообщение об ошибке DOMAIN в stderr и возвращает 0.
Обрaботкa ошибок может быть модифицировaнa при изменении процедуры matherr.
Пример:
#include <math.h>
int errno;
main()
{ float x, y;
for (errno=EDOM; errno==EDOM; y=asin(x)) {
printf("Синус = ");
scanf("%f,&x);
errno=0; }
printf ("арксинус от %f=%f\n",x,y); }
ВЫВОД:
Синус = -1.001
asin: DOMAIN error
Синус = -1
Арксинус от -1.000000 = -1.570796
Имя функции:ATAN-ATAN2
#include<math. h>
double atan(x);
double(x);
double atan2(y,x);
double x;
double y;
Описание: atan и atan2 функции вычисляют арктангенс x и y/x соответственно: atan возвращает значение в пределах от -пи/2 до пи/2; atan2 возвращает значение в пределах от -пи до пи.
Возвращаемое значение: atan и atan2 возвращают значение арктангенса.0, если оба аргумента функции atan2 нулевые; при этом errno устанавливается в EDOM и печатается сообщение об ошибке DOMAIN в stderr.
Обработку ошибки можно изменить, используя команду matherr.
Пример:
#include<math.h>
printf("%.7f\n",atan(1.0));
printf("%.7f\n"atan2(-1.0,1.0);
ВЫВОД:
0.7853982
-0.7853982
Имя функции:CABS
#include<math.h>
double cabs(z);
struct compex z;
Описание: Cabs функция вычисляет абсолютное значение комплексного числа. Комплексное число должно иметь структуру типа complex, определенный в math.h в следующем виде:
struct complex { double x,y; };
Вызов cabs эквивалетно sgrt(z.x*z.x+x.y*z.y)
Возвращаемое значение: Cabs возвращает абсолютное значение. Нет кодов ошибок.
Пример:
#include<math.h>
struct complex value;
double d;
value.x=3.0;
value.y=4.0;
d=cabs(value);
Имя функции:CEIL
#include<math.h>
double ceil(x);
double x;
Описание: Ceil функция возвращает самое маленькое целое, которое больше или равно значению числа с плавающей точкой.
Возвращаемое значение: Число с плавающей точкой. Нет кодов ошибок.
Пример:
#include <math.h>
double y;
y=ceil(1.05); /*y=2.0 */
y=ceil(-1.05); /*y=-1.0 */
Имя функции:FABS
#include <math.h>
double fabs(x);
double x; значение с плавающей точкой
Описание: Функция fabs возвращает абсолютное значение своего аргумента с плавающей точкой.
Возвращаемое значение: Функция fabs возвращает абсолютное значение своего аргумента. Возвращаемого значения в случае ошибки нет.
Пример:
#include <math.h>
double x,y;
y = fabs(x);.
Имя функции:FLOOR
#include <math.h>
double floor(x);
double x; значение с плавающей точкой.
Описание: Функция floor возвращает значение с плавающей точкой, представляющее наибольшее целое, которое меньше или равно x.
Возвращаемое значение: Функция floor возвращает результат с плавающей точкой. Возвращаемого значения в случае ошибки нет.
Пример:
#include <math.h>
double y;
y = floor(2.8); /* y = 2.0 */
y = floor(-2.8); /* y = -3.0 */
Имя функции:FMOD
#include <math.h>
double fmod(x,y);
double x; значение с плавающей точкой.
double y;
Описание: Функция fmod вычисляет остаток от деления x на y с плавающей точкой, где x=iy+f, i - целое, f - имеет тот же знак, что x; а абсолютное значение x меньше, чем абсолютное значение y.
Возвращаемое значение.: Функция fmod возвращает остаток с плавающей точкой. Если y равно 0, функция возвращает 0.
Пример:
#include <math.h>
double x,y,z;
x = -10.0;
y = 3.0;
z = fmod(x,y); /* z = -1.0 */.
Пример:
#include <math.h>
int errno;
main()
{ float x,y;
for (errno=EDOM; errno==EDOM; y=asin(x)) {
printf("Sine=");
scanf("%f", &x);
errno = 0; }
printf("Arc sine of %f\n",x,y);}
На выходе:
Sine = -1.001
asin: DOMAIN error
Sine = -1
Arc sine of -1.000000=-1.570796
Имя функции:LDEXP
#include <math.h>
double ldext(x,exp);
double x; значение с плавающей точкой
int *exp; целая экспонента
Описание.: Функция ldexp возвращает x, умноженное на 2 в степени exp.
Возвращаемое значение: ldexp возвращает x, умноженное на 2 в степени exp.В случае переполнения результата функция возвращает +HUGE или -HUGE (в зависимости от знака x) и устанавливает errno в ERANGE.
Пример:
#include <math.h>
double x,y;
int p;
x = 1.5;
p = 5;
y = ldexp(x,p); /* y = 48.0 */
Имя функции:POW
#include <math.h>
double pow(x,y);
double x; возводимое число
double y; степень числа x
Описание: Функция pow вычисляет x, возведенное в степень y.
Возвращаемое значение: Функция pow возвращает значение x в степени y. Если y равна 0, pow возвращает значение 1. Если x равно 0 и y отрицательная, pow устанавливает errno в ERANGE и возвращает HUGE. Если x отрицательное, а y не является целой, функция печатает сообщение об ошибке DOMAIN в stderr, устанавливает errno в ERANGE и возвращает либо положительное, либо отрицательное значение HUGE. В случае переполнения или потери значимости никакого сообщения не печатается.
Пример:
#include <math.h>
double x = 2.0, y = 3.0, z;
z = pow(x,y); /* z = 8.0 */
Имя функции:SIN-SINH
#include <math.h>
double sin(x); вычисляет синус x
double sinh(x); вычисляет гиперболический синус x
double x; радиан
Описание: Функции sin и sinh вычисляют соответственно синус и гиперболический синус x.
Возвращаемое значение.:Функция sin возвращает синус x. Если x большой, то может возникнуть частичная потеря значимости результата. В этом случае sin вырабатывает ошибку PLOSS, но сообщения не печатает. Если x настолько большой, что теряется общая значимость результата, тогда sin печатает сообщение об ошибке TLOSS в stderr и возвращает 0. В обоих случаях errno устанавливается в ERANGE. Функция sinh возвращает гиперболический синус x. Если результат большой, sinh возвращает значение HUGE (отрицательное или положительное, в зависимости от знака x) и устанавливает errno в ERANGE.