Библиотека числовых средств

Библиотека числовых средств C++ включает распространённые математические функции и типы, а также оптимизированные числовые массивы и средства генерации случайных чисел.

Математические функции и типы

Распространённые математические функции

Заголовок <cmath> предоставляет стандартные математические функции библиотеки C, такие как std::fabs, std::sqrt и std::sin.

Специальные математические функции (начиная с C++17)

Заголовок <cmath> также предоставляет несколько специальных математических функций, таких как std::beta, std::hermite и std::cyl_bessel_i.

Математические константы (начиная с C++20)

Заголовок <numbers> предоставляет несколько математических констант, например std::numbers::pi или std::numbers::sqrt2

Основные алгоритмы линейной алгебры (начиная с C++26)

Заголовок <linalg> предоставляет основные алгоритмы линейной алгебры, основанные на BLAS.

Типы для параллельной обработки данных (начиная с C++26)

Заголовок <simd> предоставляет переносимые типы для явного указания параллельной обработки данных и структурирования данных для более эффективного доступа SIMD.

Арифметика комплексных чисел

Определён в заголовке <complex>
complex	тип комплексного числа (шаблон класса)

Числовые массивы

Определён в заголовке <valarray>
valarray	числовые массивы, маски массивов и срезы массивов (шаблон класса)

Числовые алгоритмы

Заголовок <numeric> предоставляет следующие числовые алгоритмы:

Операции с множителями (начиная с C++17)

Определён в заголовке <numeric>
gcd (C++17)	вычисляет наибольший общий делитель двух целых чисел (шаблон функции)
lcm (C++17)	вычисляет наименьшее общее кратное двух целых чисел (шаблон функции)

Операции интерполяции (C++20)

Определён в заголовке <numeric>
midpoint (C++20)	середина между двумя числами или указателями (шаблон функции)
Определён в заголовке <cmath>
lerp (C++20)	функция линейной интерполяции (функция)

Насыщающая арифметика (начиная с C++26)

Определён в заголовке <numeric>
saturating_add (C++26)	операция насыщаемого сложения двух целых чисел (шаблон функции)
saturating_sub (C++26)	операция насыщаемого вычитания двух целых чисел (шаблон функции)
saturating_mul (C++26)	операция насыщаемого умножения двух целых чисел (шаблон функции)
saturating_div (C++26)	операция насыщаемого деления двух целых чисел (шаблон функции)
saturating_cast (C++26)	возвращает целочисленное значение, ограниченное диапазоном другого целочисленного типа (шаблон функции)

Числовые операции

Определён в заголовке <numeric>
iota (C++11)	заполняет диапазон последовательными приращениями от начального значения (шаблон функции и функциональный объект алгоритма)
ranges::iota (C++23)
ranges::iota (C++23)	заполняет диапазон последовательными приращениями от начального значения (функциональный объект алгоритма)
accumulate	суммирует элементы диапазона или сворачивает диапазон (шаблон функции)
reduce (C++17)	аналогичен std::accumulate, но выполняет операции не по порядку (шаблон функции)
transform_reduce (C++17)	применяет вызываемый объект, а затем выполняет свёртку не по порядку (шаблон функции)
inner_product	вычисляет скалярное произведение двух диапазонов элементов (шаблон функции)
adjacent_difference	вычисляет разности между соседними элементами диапазона (шаблон функции)
partial_sum	вычисляет частичные суммы элементов диапазона (шаблон функции)
inclusive_scan (C++17)	аналогичен std::partial_sum, включает iй входной элемент в iю сумму (шаблон функции)
exclusive_scan (C++17)	аналогичен std::partial_sum, исключает iй входной элемент из iй суммы (шаблон функции)
transform_inclusive_scan (C++17)	применяет вызываемый объект, а затем вычисляет включительное сканирование (шаблон функции)
transform_exclusive_scan (C++17)	применяет вызываемый объект, а затем вычисляет исключительное сканирование (шаблон функции)

Разное

Генерация псевдослучайных чисел

Заголовок <random> определяет генераторы псевдослучайных чисел и числовые распределения. Заголовок <cstdlib> также включает генерацию случайных чисел в стиле C с помощью std::srand и std::rand.

Среда вычислений с плавающей точкой (начиная с C++11)

Заголовок <cfenv> определяет флаги и функции, связанные с исключительными состояниями при вычислениях с плавающей точкой, такими как переполнение и деление на ноль.

Операции с битами (начиная с C++20)

Заголовок <bit> предоставляет несколько шаблонов функций для доступа к отдельным битам и битовым последовательностям, их изменения и обработки. Порядок байтов (порядок следования байтов) скалярных типов можно проверить с помощью средства std::endian.

Целочисленная арифметика с проверкой (начиная с C++26)

Заголовок совместимости с C <stdckdint.h> предоставляет несколько шаблонов функций для целочисленной арифметики с проверкой.

Определён в заголовке <stdckdint.h>
ckd_add (C++26)	операция сложения двух целых чисел с проверкой (шаблон функции)
ckd_sub (C++26)	операция вычитания двух целых чисел с проверкой (шаблон функции)
ckd_mul (C++26)	операция умножения двух целых чисел с проверкой (шаблон функции)

См. также

Документация C по разделу Числовые средства