boost：math.constants

阳光穿透心脏的1/2处 2023-01-21 15:24 8阅读 0赞

# 概述 #

*  math.constants库提供了 π \\pi π、 e e e、  2 \\sqrt\[ \]\{2 \} 2 等常用的数学常数，支持float、double、long double精度，而且还支持自定义类型以获得更高的精度
 *  math.constants库位于名字空间`boost::math`，需要包含头文件`<boost/math/constants/constants.hpp>`，即：

#include <boost/math/constants/constants.hpp>
    using namespace boost::math;

## 基本用法 ##

math.constants库定义了很多科学计算中用到的常数，精度高达小数点后100位，比较常用的有：

*  `pi` : 圆周率 π \\pi π
 *  `e` : 自然对数的底
 *  `root_tow` :  2 \\sqrt\[ \]\{2 \} 2
 *  `root_three` :  3 \\sqrt\[ \]\{3 \} 3
 *  `in_two` :  ln ⁡ 2 \\ln\{2\} ln2

等等，这些都是编译期常数，没有运行时开销，所以运算效率很高

为了方便使用，math.constants库在名字空间boost::math里有定义了三个子名字空间，分别是float\_constants、double\_constants和long\_double\_constants，我们可以直接使用这些名字空间里对应的常数。

示例：

#include <iostream>
    using std::cout;
    using std::endl;
    
    #include <boost/math/constants/constants.hpp>
    using namespace boost::math;
    
    //
    
    void case1()
    {
        
        cout << std::setprecision(64);         //设置显示精度位64位
    
        auto a = float_constants::pi * 2 * 2;
        cout << "area \t\t= " << a << endl;
    
        using namespace double_constants;
    
        auto x = root_two * root_three;
        cout << "root 2 * 3 \t= " << x << endl;
    
        cout << "root pi \t= " << root_pi << endl;
        cout << "pi pow e \t= " << pi_pow_e << endl;
    }
    
    
    int main()
    {
        
        case1();
    }

![在这里插入图片描述][20210517095330680.png]

## 高级用法 ##

math.constants库模仿C++14里的模板变量特性，在boost::math::constants里定义了同名的函数模板，可以不必使用名字空间直接指定数值类型。如果我们使用另一个数学库----高精度数据库boost.multiprecision，那么就可以获得比long double还要高的精确度：

#include <iostream>
    using namespace std;
    
    
    #include <boost/math/constants/constants.hpp>
    using namespace boost::math;
    
    #include <boost/multiprecision/cpp_dec_float.hpp>
    void case1()
    {
        
        using namespace constants;
    
        typedef decltype(pi<float>) pi_t;
        assert(is_function<pi_t>::value);  
    
        assert(pi<float>() == float_constants::pi);  // 函数模板获取pi值
        assert(pi<double>() == double_constants::pi); // double精度
    
        typedef boost::multiprecision::cpp_dec_float_100 float_100;
        cout << setprecision(100)			// 设置精度位100位
             << pi<float_100>() << endl;   // 100位小数浮点数
    }
    
    
    int main()
    {
        
        case1();
    }

![在这里插入图片描述][20210517100007207.png]

[20210517095330680.png]: /images/20221020/7ac7f31dd7444f109720212d0f39968c.png
[20210517100007207.png]: /images/20221020/f687e3080e7440c28c1cf60419a0faa8.png

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