7.4. Числові функції
Прототипом для роботи з числовими функціями є файл <math.h.> (<cmath>).
double ceil(double x) – повертає найближче більше ціле число.
double fabs(double x) – повертає абсолютне значення x.
double floor(double x) – повертає найближче менше ціле число.
double fmod(x,y) – повертає число з плаваючою точкою, що є залишком від ділення x на y, із тим же знаком, що і x. Аргумент y не може бути нулем.
На відміну від оператора обчислення модуля (%), що працює тільки з цілими числами, функція fmod дозволяє знаходити залишок від ділення чисел з плаваючою точкою.
double pow(double x, doubley) – повертає значення xy; якщо x <= 0, то y повинен бути цілим. Якщо x=0, то y не може бути від’ємним.
double
sqrt(double
x)
– повертає значення
double exp(double x) – повертає значення eх
double log(double x) – повертає значення ln x
double log10(double x) – повертає значення lg x
Тригонометричні функції.
double cos(double x) → cos x
double sin(double x) → sin x
double tan(double x) → tg x
double acos(double x) → arccos x
double asin(double x) → arcsin x
double atan(double x) → arctg x
double atan2(double y, double x) → arctg (y/x)
При обчисленні тригонометричних функцій, кути (аргумент функцій cos, sin і tan, а також значення зворотних тригонометричних функцій acos, asin, atan і atan2) виражаються в радіанах.
Аргументи x, y і повертаємі значення числових функцій мають тип double.
Функції генерації випадкових чисел.
Заголовний файл <stdlib.h> (<cstdlib>).
int rand() – повертає псевдовипадкове ціле число в діапазоні від 0 до 2147483647.
Якщо потрібний інший набір псевдовипадкових чисел, використовується функція srand(unsigned int seed), де seed – ціла зміна або константа.
Якщо необхідно при кожному запуску програми генерувати різноманітну множину випадкових чисел, можна використовувати наступний рядок:
srand(time(0)).
Для реалізації даного рядку необхідно включати файл <time.h> (<ctime>).
7.5. Функції роботи з датою та часом
При розробці програмного забезпечення виникає необхідність роботи з датою та часом. Під датою будемо розуміти рік, місяць, день місяця. Під часом – години, хвилини, секунди та мілісекунди. У програмуванні виникають такі основні задачі роботи з датою, як отримання поточної дати та часу, арифметичні операції з датою та часом, використовуючи структури роботи з датою. Для роботи з датою та часом до головної програми необхідно включити хайдер <time.h>. Для розширеної роботи з функціями часу, а саме робота з мілісекундами, необхідно підключити хайдер <sys\timeb.h>.
Головна структура роботи з датою та часом – це структура tm.
struct tm
{
int tm_sec; /* Секунди */
int tm_min; /* Хвилини */
int tm_hour; /* Години (0--23) */
int tm_mday; /* День місяця (1--31) */
int tm_mon; /* Місяць (0--11) */
int tm_year; /* Рік(календарний рік мінус 1900) */
int tm_wday; /* День тижня (0--6; Неділя = 0) */
int tm_yday; /* День року (0--365) */
int tm_isdst; /* відмінний від 0, якщо світло денне */
};
Елементи цієї структури можна проініціалізувати самостійно, або заповнити її поточною датою та часом, що приведено в наступному прикладі.
# include <iostream>
# include <ctime>
using namespace std;
void main()
{
char str[50];
time_t time1;
struct tm *tm1;
time(&time1); // time1 кількість секунд з 1970 р.
printf("%ld second\n",time1);
tm1 = localtime(&time1);
printf("%d year\n",tm1->tm_year);
printf("%d hour\n",tm1->tm_hour);
printf("%d minutes\n",tm1->tm_min);
printf("%d sec\n",tm1->tm_sec);
strcpy(str, asctime(tm1));
printf("%s\n", str);
}
У даному прикладі оголошується змінна t1 типу time_t, що є еквівалентним типу даних long. Функція time(), у яку передається вказівка на структуру tm1 (тип tm), повертає кількість секунд, починаючи з 1970-го року. Функція localtime() – генерує з цієї кількості секунд структуру tm1.
Cкажімо, якщо поточна дата – 16 січня 2011 року, а час 16.47.25, тоді буде мати місце наступний результат:
1295185645 second
111 year
16 hour
47 minutes
25 sec
Sun Jan 16 16:47:25 2011
Зауважимо, що рік розраховується відносно 1900 року, тому змінна year структури tm1 дорівнюватиме 111.
Якщо необхідно отримати дату з часом у якості рядку (масиву символів char) треба використати функцію asctime(), входом у яку є структура типу tm.
Для отримання рядку з датою або з часом використовують функції, відповідно char *_strdate(char*s1), char *_strtime(char*s1).
У наступному прикладі виводиться поточна дата та час.
# include <iostream>
# include <ctime>
using namespace std;
void main()
{
char buf[15];
_strdate(buf);
cout<<"date "<<buf<<"\n";
_strtime(buf);
cout<<"time "<<buf<<"\n";
}
Існують моменти, коли треба деталізувати час, включаючи мілісекунди. Особливо це важливо, коли треба перевіряти ефективність за часом тих або інших операцій. З цією метою використовується структура _timeb.
struct _timeb
{
long time; //кількість секунд починаючи з 1970 року
short millitm; // кількість мілісекунд
short _timezone; // відмінність у хвилинах за Грінвічем та місцевим часом
short dstflag; // відмінний від 0, якщо світло денне
};
Нижче приведемо приклад аналізу, який показує скільки часу треба на те, щоб пройшов порожній цикл з 1000000000 ітерацій. Даний приклад є дуже корисним для аналізу швидкодії алгоритмів, різноманітних технологій тощо.
# include <iostream>
# include <ctime>
using namespace std;
#include <sys\timeb.h>
void main()
{
double nach, conec;
struct _timeb timebuffer;
_ftime( &timebuffer );
nach = timebuffer.time+timebuffer.millitm/1000.0;
for(long i=1;i<1000000000;i++);
_ftime( &timebuffer );
conec = timebuffer.time+timebuffer.millitm/1000.0;
printf("Kol-vo1 %f sec\n",conec - nach);
}
Функція _ftime() у даному прикладі заповнює структуру timebuffer типу _timeb. Потім у змінну nach записуємо кількість секунд з 1970 року з врахуванням мілісекунд, та зчитуємо відповідну кількість секунд після циклу в 1000000000 ітерацій в змінну conec. Різниця цих змінних і дасть нам кількість секунд на експериментальну операцію з урахуванням мілісекунд.
Якщо необхідно провести різноманітні операції з датами: віднімання дат, додавання певної кількості днів і т.і., треба перевести дати в секунди відносно 1970 року. Для цього призначена функція mktime.
Її синтаксис наступний.
time_t mktime(struct tm *t);
Для зворотного переведення секунд до структури tm використовується функція localtime() з наступним синтаксисом:
struct tm *localtime(const time_t *timer);