zpr c++ quick reference

Marcin Klocek, T-RTM

Biblioteka boost::math zawiera sześć funkcji operujących na liczbach zespolonych. Są to odwrotne funkcje trygonometryczne, które zostały zaprojektowane w taki sposób, aby zapewnić zgodność z funkcjami trygonometrycznymi dla liczb zespolonych dostępnymi w C++. Jednocześnie funkcje te zwracają poprawne wyniki nawet dla krańcowych wartości parametru. Maksymalny błąd względny metody zastosowanej do wyliczania tych funkcji szacowany jest na 10^-9.

Plik nagłówkowy:

#include <boost/math/complex/asin.hpp>

Postać funkcji:

template<class T> 
std::complex<T> asin(const std::complex<T>& z);

Wzór:

Plik nagłówkowy:

#include <boost/math/complex/acos.hpp>

Postać funkcji:

template<class T> 
std::complex<T> acos(const std::complex<T>& z);

Wzór:

Plik nagłówkowy:

#include <boost/math/complex/atan.hpp>

Postać funkcji:

template<class T> 
std::complex<T> atan(const std::complex<T>& z);

Wzór:

Plik nagłówkowy:

#include <boost/math/complex/asinh.hpp>

Postać funkcji:

template<class T> 
std::complex<T> asinh(const std::complex<T>& z);

Wzór:

Plik nagłówkowy:

#include <boost/math/complex/acosh.hpp>

Postać funkcji:

template<class T> 
std::complex<T> acosh(const std::complex<T>& z);

Wzór:

Plik nagłówkowy:

#include <boost/math/complex/atanh.hpp>

Postać funkcji:

template<class T> 
std::complex<T> atanh(const std::complex<T>& z);

Wzór:

Poniższy program oblicza wartość funkcji trygonometrycznych dla danej liczby zespolonej korzystając z funkcji dostępnych w C++. Wynik jest następnie odwracany przy wykorzystaniu frunkcji z boost::math. Na ekranie wyświetlane są wyniki, a także względny błąd obliczenia części rzeczywistej i urojonej.
complex_boost_example.cpp:

/*****************************************************************
 * Program testujacy odwrotne funkcje trygonometryczne dla liczb *
 * zespolonych zawarte w bibliotece boost::math pod katem ich    *
 * zgodnosci z funkcjami trygonometrycznymi w bibliotece std.    *
 * Dodatkowo wyswietlane sa wzgledne bledy okreslenia czesci     *
 * rzeczywistej i urojonej.                                      *
 *                                                               *
 * Ze wzgledu na okresowosc funkcji trygonometrycznych nalezy    *
 * uzywac wartosci z przedzialu <-pi/2; pi/2>.                   *        
 *****************************************************************/
 
#include <complex>
#include <boost/math/complex/asin.hpp>
#include <boost/math/complex/acos.hpp>
#include <boost/math/complex/atan.hpp>
#include <boost/math/complex/asinh.hpp>
#include <boost/math/complex/acosh.hpp>
#include <boost/math/complex/atanh.hpp>
 
int main() {
	double re;
	double im;
	char sign;
	std::cout << "Podaj liczbe zespolona w postaci X + jY: ";
	std::cin >> re;
	std::cin >> sign;	//zebranie znaku
	getchar();			//zebranie spacji
	getchar();			//zebranie 'j'
	std::cin >> im;
	getchar();
	std::cout << std::endl;
	if (sign == '-')
		im = -im;
 
	std::complex<double> c1 (re, im);	//liczba pierwotna
	std::complex<double> cf;			//wynik operacji z biblioteki std
	std::complex<double> cb;			//wynik operacji odwrotnej z boost::math
	std::complex<double> dc;			//blad obliczeniowy, zdefiniowany jako cb - c1
 
	//sinus
	cf = std::sin(c1);
	cb = boost::math::asin(cf);
	dc = cb - c1;
	std::cout << "Liczba pierwotna: " << c1 << std::endl << 
		"std::sin: " << cf << std::endl << 
		"boost::math::asin: " << cb << std::endl;
	std::cout << "Blad wzgledny okreslenia czesci rzeczywistej: " << dc.real() * 100 / c1.real() << "%" << std::endl <<
		"Blad wzgledny okreslenia czesci urojonej: " << dc.imag() * 100 / c1.imag() << "%" << std::endl;
	getchar();
 
	//cosinus
	cf = std::cos(c1);
	cb = boost::math::acos(cf);
	dc = cb - c1;
	std::cout << "Liczba pierwotna: " << c1 << std::endl << 
		"std::cos: " << cf << std::endl <<
		"boost::math::acos: " << cb << std::endl;
	std::cout << "Blad wzgledny okreslenia czesci rzeczywistej: " << dc.real() * 100 / c1.real() << "%" << std::endl <<
		"Blad wzgledny okreslenia czesci urojonej: " << dc.imag() * 100 / c1.imag() << "%" << std::endl;
	getchar();
 
	//tangens
	cf = std::tan(c1);
	cb = boost::math::atan(cf);
	dc = cb - c1;
	std::cout << "Liczba pierwotna: " << c1 << std::endl << 
		"std::tan: " << cf << std::endl << 
		"boost::math::atan: " << cb << std::endl;
	std::cout << "Blad wzgledny okreslenia czesci rzeczywistej: " << dc.real() * 100 / c1.real() << "%" << std::endl <<
		"Blad wzgledny okreslenia czesci urojonej: " << dc.imag() * 100 / c1.imag() << "%" << std::endl;
	getchar();
 
	//sinus hiperboliczny
	cf = std::sinh(c1);
	cb = boost::math::asinh(cf);
	dc = cb - c1;
	std::cout << "Liczba pierwotna: " << c1 << std::endl <<
		"std::sinh: " << cf << std::endl <<
		"boost::math::asinh: " << cb << std::endl;
	std::cout << "Blad wzgledny okreslenia czesci rzeczywistej: " << dc.real() * 100 / c1.real() << "%" << std::endl <<
		"Blad wzgledny okreslenia czesci urojonej: " << dc.imag() * 100 / c1.imag() << "%" << std::endl;
	getchar();
 
	//cosinus hiperboliczny
	cf = std::cosh(c1);
	cb = boost::math::acosh(cf);
	dc = cb - c1;
	std::cout << "Liczba pierwotna: " << c1 << std::endl << 
		"std::cosh: " << cf << std::endl << 
		"boost::math::acosh: " << cb << std::endl;
	std::cout << "Blad wzgledny okreslenia czesci rzeczywistej: " << dc.real() * 100 / c1.real() << "%" << std::endl <<
		"Blad wzgledny okreslenia czesci urojonej: " << dc.imag() * 100 / c1.imag() << "%" << std::endl;
	getchar();
 
	//tangens hiperboliczny
	cf = std::tanh(c1);
	cb = boost::math::atanh(cf);
	dc = cb - c1;
	std::cout << "Liczba pierwotna: " << c1 << std::endl << 
		"std::tanh: " << cf << std::endl << 
		"boost::math::atanh: " << cb << std::endl;
	std::cout << "Blad wzgledny okreslenia czesci rzeczywistej: " << dc.real() * 100 / c1.real() << "%" << std::endl <<
		"Blad wzgledny okreslenia czesci urojonej: " << dc.imag() * 100 / c1.imag() << "%" << std::endl;
	getchar();
 
	return 0;
}