Use funções exponenciais de STL em C++

  2. HowTo
  3. C++ Howtos
  4. Use funções exponenciais de STL em C++
Jinku Hu 12 outubro 2023
C++ C++ Math
  1. Use a função std::exp para calcular os poderes do número de Euler
  2. Use a função std::exp2 para calcular potências de dois
  3. Use a função std::pow para calcular as potências do número fornecido
  4. Use a função std::log para calcular o logaritmo natural do número fornecido
Use funções exponenciais de STL em C++

Este artigo irá demonstrar funções STL para calcular o exponencial em C++.

Use a função std::exp para calcular os poderes do número de Euler

A função std::exp é parte do cabeçalho <cmath> junto com muitas funções matemáticas comuns. O primeiro calcula o número de Euler elevado à potência fornecida, que é passado como o único argumento.

A função std::exp tem múltiplas sobrecargas para float, double, long double e até mesmo tipo integral, mas o último ainda retorna um valor de ponto flutuante double. Se ocorrer estouro, um dos seguintes valores é retornado +HUGE_VAL, +HUGE_VALF ou +HUGE_VALL.

Observe que existem valores de retorno especiais para vários argumentos como +-0, +-INFINITY e NaN. Todos esses casos são mostrados no código de exemplo a seguir.

#include <cmath>
#include <iomanip>
#include <iostream>

using std::cout;
using std::endl;

int main() {
  cout << "exp(1) = e¹ = " << std::setprecision(16) << std::exp(1) << '\n'
       << "exp(10)  = " << std::exp(10) << '\n'
       << "exp(100) = " << std::exp(100) << '\n';

  cout << "exp(-0) = " << std::exp(-0.0) << '\n'
       << "exp(+Inf) = " << std::exp(+INFINITY) << '\n'
       << "exp(NaN) = " << std::exp(NAN) << '\n'
       << "exp(-Inf) = " << std::exp(-INFINITY) << '\n';

  return EXIT_SUCCESS;
}

Produção:

exp(1) = e¹ = 2.718281828459045
exp(10)  = 22026.46579480672
exp(100) = 2.688117141816136e+43
exp(-0) = 1
exp(+Inf) = inf
exp(NaN) = nan
exp(-Inf) = 0

Use a função std::exp2 para calcular potências de dois

Por outro lado, temos a função std::exp2 para calcular as potências de dois. As sobrecargas dessa função retornam valores de ponto flutuante, mas também podem aceitar tipos integrais. Observe que std::exp2 tem valores especiais semelhantes para argumentos como +-0, +-INFINITY e NaN.

#include <cmath>
#include <iomanip>
#include <iostream>

using std::cout;
using std::endl;

int main() {
  cout << "exp2(4) = " << std::exp2(4) << '\n'
       << "exp2(0.5) = " << std::exp2(0.5) << '\n'
       << "exp2(10) = " << std::exp2(10) << '\n';

  cout << "exp2(-0) = " << std::exp2(-0.0) << '\n'
       << "exp2(+Inf) = " << std::exp2(+INFINITY) << '\n'
       << "exp2(NaN) = " << std::exp2(NAN) << '\n'
       << "exp2(-Inf) = " << std::exp2(-INFINITY) << '\n';

  return EXIT_SUCCESS;
}

Produção:

exp2(4) = 16
exp2(0.5) = 1.41421
exp2(10) = 1024
exp2(-0) = 1
exp2(+Inf) = inf
exp2(NaN) = nan
exp2(-Inf) = 0

Use a função std::pow para calcular as potências do número fornecido

A função std::pow é usada para calcular o valor do número elevado à potência fornecida. Tanto o número base quanto o valor da potência são especificados como o primeiro e o segundo argumentos, respectivamente.

std::pow tem múltiplas sobrecargas para tipos de ponto flutuante, bem como valores integrais, mas os últimos são convertidos para o tipo double e podem até ser promovidos para long double se um dos argumentos também for long double. Além disso, observe que std::pow não pode ser usado para calcular a raiz de um número negativo.

#include <cmath>
#include <iomanip>
#include <iostream>

using std::cout;
using std::endl;

int main() {
  cout << "pow(2, 10) = " << std::pow(2, 10) << '\n'
       << "pow(10, 0.5) = " << std::pow(10, 0.5) << '\n'
       << "pow(-25, -2) = " << std::pow(-25, -2) << '\n';

  cout << "pow(-1, NAN) = " << std::pow(-1, NAN) << '\n'
       << "pow(+1, NAN) = " << std::pow(+1, NAN) << '\n'
       << "pow(INFINITY, 2) = " << std::pow(INFINITY, 2) << '\n'
       << "pow(INFINITY, -1) = " << std::pow(INFINITY, -1) << '\n';

  return EXIT_SUCCESS;
}

Produção:

pow(2, 10) = 1024
pow(10, 0.5) = 3.16228
pow(-25, -2) = 0.0016
pow(-1, NAN) = nan
pow(+1, NAN) = 1
pow(INFINITY, 2) = inf
pow(INFINITY, -1) = 0

Use a função std::log para calcular o logaritmo natural do número fornecido

A família de funções std::log também é fornecida em <cmath>para calcular vários logaritmos para os valores numéricos fornecidos. A função std::log calcula o logaritmo natural e, semelhante às funções anteriores, possui múltiplas sobrecargas para tipos de ponto flutuante e integrais.

#include <cmath>
#include <iomanip>
#include <iostream>

using std::cout;
using std::endl;

int main() {
  cout << "log(10) = " << std::log(10) << '\n'
       << "log(100) = " << std::log(100) << '\n';

  cout << "log(1) = " << std::log(1) << '\n'
       << "log(+Inf) = " << std::log(INFINITY) << '\n';

  return EXIT_SUCCESS;
}

Produção:

log(10) = 2.30259
log(100) = 4.60517
log(1) = 0
log(+Inf) = inf
Autor: Jinku Hu
Jinku Hu avatar Jinku Hu avatar

Founder of DelftStack.com. Jinku has worked in the robotics and automotive industries for over 8 years. He sharpened his coding skills when he needed to do the automatic testing, data collection from remote servers and report creation from the endurance test. He is from an electrical/electronics engineering background but has expanded his interest to embedded electronics, embedded programming and front-/back-end programming.

LinkedIn Facebook

Artigo relacionado - C++ Math