卓越飞翔博客C++作为一种广泛应用于计算机编程的编程语言，其数学函数库可以帮助程序员有效地进行各种数学计算。本文将介绍C++中常用的数学函数库及其使用方法。
一、cmath函数库
cmath函数库是C++中常用的数学函数库，其中包含了各种数学计算所需的数学函数，例如三角函数、指数函数、对数函数、幂函数等。使用cmath函数库需要在程序开头添加#include <cmath>，下面介绍部分常用函数：
- abs()函数
abs()函数用于计算任意数的绝对值，其返回值类型为整型、浮点型或双精度浮点型。
例子：
#include <iostream>
#include <cmath>
using namespace std;
int main()
{
int a = -10;
float b = -3.14;
double c = -99.99;
cout << "abs(a) = " << abs(a) << endl;
cout << "abs(b) = " << abs(b) << endl;
cout << "abs(c) = " << abs(c) << endl;
return 0;
}输出结果：
abs(a) = 10
abs(b) = 3.14
abs(c) = 99.99
- sin()函数
sin()函数用于计算一个角度的正弦值，其参数为一个弧度值，函数返回一个浮点型值。
例子：
#include <iostream>
#include <cmath>
using namespace std;
int main()
{
double radian = 0.5236;
double sin_value = sin(radian);
cout << "sin(30) = " << sin_value << endl;
return 0;
}输出结果：
sin(30) = 0.5
- pow()函数
pow()函数用于计算一个数的任意次幂，其参数为两个双精度浮点型数，一个为底数，一个为指数，函数返回一个双精度浮点型值。
例子：
#include <iostream>
#include <cmath>
using namespace std;
int main()
{
double base = 2;
double exponent = 5;
double pow_value = pow(base, exponent);
cout << base << "的" << exponent << "次幂为：" << pow_value;
return 0;
}输出结果：
2的5次幂为：32
二、complex函数库
complex函数库用于进行复数的数学计算，包含了诸如复数乘法、复数加法、实部、虚部等常用的函数。
使用complex函数库需要在程序开头添加#include <complex>，下面介绍部分常用函数：
- complex()函数
complex()函数用于返回一个复数类型的值，其参数为两个（可选一个）双精度浮点型数，第一个值代表复数的实部，第二个为虚部。
例子：
#include <iostream>
#include <complex>
using namespace std;
int main()
{
complex<double> c1 (1,2);
cout << "c1 = " << c1 << endl;
return 0;
}输出结果：
c1 = (1,2)
- norm()函数
norm()函数用于计算一个复数的模的平方，其参数为一个复数类型的值，函数返回一个双精度浮点型值。
例子：
#include <iostream>
#include <complex>
using namespace std;
int main()
{
complex<double> c1 (3,4);
double norm_value = norm(c1);
cout << "The square of the norm of " << c1 << " is " << norm_value << endl;
return 0;
}输出结果：
The square of the norm of (3,4) is 25
- polar()函数
polar()函数用于将一个极坐标下的复数转为常规的复数形式，其参数为两个双精度浮点型数，第一个为模，第二个为相位角，函数返回一个复数类型的值。
例子：
#include <iostream>
#include <complex>
using namespace std;
int main()
{
double radius = 5;
double phase = 1.0472; //约等于60度
complex<double> c1 = polar(radius, phase);
cout << "The complex number is " << c1 << endl;
return 0;
}输出结果：
The complex number is (2.5, 4.33013)
三、random函数库
random函数库可用于生成各种不同类型的随机数，包括整型、实型、布尔型、字符型等。
使用random函数库需要在程序开头添加#include <random>，下面介绍部分常用函数：
- rand()函数
rand()函数用于生成一个介于0与RAND_MAX之间的随机整数值，其中RAND_MAX是C++标准库中的一个常数，通常情况下等于32767。
例子：
#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
using namespace std;
int main()
{
srand(time(NULL)); //设置种子
for(int i = 0; i < 5; ++i)
{
int random_num = rand();
cout << "Random number " << i << ": " << random_num << endl;
}
return 0;
}输出结果：
Random number 0: 1804289383
Random number 1: 846930886
Random number 2: 1681692777
Random number 3: 1714636915
Random number 4: 1957747793
- uniform_real_distribution()函数
uniform_real_distribution()函数用于生成一个介于指定范围之间的随机实数值，其参数为两个双精度浮点型数，其返回一个双精度浮点型随机值。
例子：
#include <iostream>
#include <random>
using namespace std;
int main()
{
random_device rd;
mt19937 gen(rd());
uniform_real_distribution<> distribution(-1, 1); //生成[-1, 1)范围内的随机实数
for(int i = 0; i < 5; ++i)
{
double random_num = distribution(gen);
cout << "Random number " << i << ": " << random_num << endl;
}
return 0;
}输出结果：
Random number 0: 0.156381
Random number 1: -0.868275
Random number 2: -0.648533
Random number 3: -0.904021
Random number 4: -0.285259
总结：
cmath函数库、complex函数库和random函数库中含有许多常用的数学计算函数，使用这些函数库和函数能够更加高效地进行各种数学运算。本文介绍的只是常用函数库和函数，并不是全部，读者可以根据需要自行参考相关文献来学习对应的函数使用方法。
