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阿里云
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  • 学习路径
  • 第1章 编程基础概念

    • 冯·诺依曼体系结构
    • 数据在计算机中的表示
    • 编程语言的层次
    • C语言的起源与发展
    • C99标准的主要改进
    • 开发环境搭建
    • 第一个C程序
    • 编译与运行流程
    • 可移植性风险的三级体系
  • 第2章 数据类型与运算

    • 字符集与标识符
    • 关键字
    • 注释
    • char 类型
    • short 与 int
    • long 与 long long
    • 有符号与无符号
    • 取值范围与 limits.h
    • float 与 double
    • long double
    • _Bool 类型
    • 变量声明与定义
    • 常量
    • 转义序列
    • 算术运算符
    • 赋值运算符
    • 自增自减运算符
    • 关系与判等运算符
    • 逻辑运算符
    • 位运算符
    • 条件运算符
    • 逗号运算符
    • 运算符优先级
    • 隐式类型转换
    • 显式类型转换
  • 第3章 控制流

    • 表达式语句与空语句
    • 复合语句
    • if 语句
    • switch 语句
    • while 循环
    • do-while 循环
    • for 循环
    • break 与 continue
    • goto 语句
    • return 语句
  • 第4章 函数与模块化编程

    • 函数定义
    • 函数声明与原型
    • main 函数
    • 函数调用机制
    • 传值调用
    • 数组参数
    • 作用域
    • 存储期
    • 链接属性
    • static 与 extern
    • 递归
    • 头文件与源文件
    • 头文件保护
    • include 规则
  • 第5章 数组与字符串

    • 一维数组声明与初始化
    • 数组的存储模型
    • 数组访问与越界
    • 数组操作
    • 二维数组
    • 变长数组 VLA
    • 字符串基础
    • 字符串输入输出
    • 字符串处理函数
    • 字符串与数字转换
  • 第6章 指针

    • 指针的概念
    • 指针的声明与使用
    • 指针运算
    • const 与指针
    • 数组名与指针
    • 指针遍历数组
    • 指针与多维数组
    • 指针作为函数参数
    • 函数返回指针
    • 函数指针
    • 二级指针
    • 复杂声明解析
  • 第7章 结构体、联合体与枚举

    • 结构体定义与声明
    • 结构体初始化
    • 结构体成员访问
    • 结构体嵌套
    • 结构体指针
    • 结构体与函数
    • 联合体
    • 联合体与类型双关
    • 枚举类型
    • 位域
    • 内存对齐与填充
  • 第8章 动态内存管理

    • malloc 与 free
    • calloc 与 realloc
    • 内存泄漏
    • 悬垂指针
    • 内存分配策略
    • 自定义内存池
    • Valgrind 与内存检测
    • 内存碎片
    • 内存对齐分配
    • 常见内存错误
  • 第9章 文件输入输出

    • 文件打开与关闭
    • 文本读写
    • 格式化输入输出
    • 二进制读写
    • 文件定位
    • 错误处理
    • 标准流
    • 临时文件
    • 文件操作示例
  • 第10章 预处理器

    • 预处理器基础
    • 宏定义
    • 带参数的宏
    • 条件编译
    • 头文件包含
    • 预定义宏
    • 宏的高级技巧
    • 预处理器陷阱
    • 编译器特定扩展
  • 第11章 标准库概览

    • 标准库概述
    • assert.h
    • ctype.h
    • errno.h
    • float.h
    • limits.h
    • locale.h
    • math.h
    • setjmp.h
    • signal.h
    • stdarg.h
    • stddef.h
    • stdlib.h
  • 第12章 进阶主题

    • 内联函数
    • 变长数组 VLA
    • 复数类型
    • 布尔类型
    • stdint 与 inttypes
    • 灵活数组成员
    • 匿名结构体与联合体
    • 静态断言
    • 线程支持
    • 原子操作

math.h

<math.h> 提供数学函数:三角函数、指数对数、幂函数、取整、绝对值等。C99 大幅扩展了数学库,增加了双曲线函数、误差函数、伽马函数、浮点分类函数等。

基本函数

#include <math.h>

/* 三角函数(参数为弧度) */
sin(M_PI / 2);                  /* 1.0 */
cos(0.0);                       /* 1.0 */
tan(M_PI / 4);                  /* 1.0 */

/* 反三角函数 */
asin(1.0);                      /* π/2 */
acos(1.0);                      /* 0 */
atan(1.0);                      /* π/4 */
atan2(y, x);                    /* 考虑象限的 arctan */

/* 指数和对数 */
exp(1.0);                       /* e */
log(M_E);                       /* 1.0 */
log10(100.0);                   /* 2.0 */

/* 幂函数 */
pow(2.0, 10.0);                 /* 1024.0 */
sqrt(2.0);                      /* 1.414... */
cbrt(8.0);                      /* 2.0(C99) */

/* 取整 */
ceil(2.3);                      /* 3.0 */
floor(2.7);                     /* 2.0 */
round(2.5);                     /* 3.0(C99) */
trunc(2.7);                     /* 2.0(C99) */

/* 绝对值 */
fabs(-3.14);                    /* 3.14 */

C99 新增

/* 双曲函数 */
sinh(0.0);                      /* 0.0 */
cosh(0.0);                      /* 1.0 */

/* 误差函数 */
erf(1.0);                      /* ~0.8427 */
erfc(1.0);                     /* ~0.1573 */

/* 浮点分类 */
isnan(NAN);                     /* 非数检查 */
isinf(INFINITY);                /* 无穷检查 */
isfinite(1.0);                  /* 有限数检查 */

/* 特殊常量 */
M_PI;                           /* π */
M_E;                            /* e */
NAN;                            /* 非数 */
INFINITY;                       /* 正无穷 */

常见错误

角度而非弧度:

/* 错误 */
sin(90.0);                      /* 90 弧度,不是 90 度 */

/* 正确 */
sin(90.0 * M_PI / 180.0);       /* 转换为弧度 */

忽略定义域错误:

sqrt(-1.0);                     /* 定义域错误,返回 NaN */
log(0.0);                       /* 范围错误,返回 -Inf */

/* 正确 */
if (x >= 0.0) {
    result = sqrt(x);
} else {
    /* 错误处理 */
}

最佳实践

  • 三角函数参数用弧度
  • 检查数学函数的输入范围
  • 用 isnan、isinf 检查结果有效性
  • C99 数学函数需要链接数学库(加 -lm)
  • 浮点比较用 epsilon
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