Spec-Zone.ru › C++

std::pow, std::powf, std::powl

Определено в заголовочном файле <cmath>
float       pow ( float base, float exp );
double      pow ( double base, double exp );
long double pow ( long double base, long double exp );
(1) (до C++23)
/* floating-point-type */
            pow ( /* floating-point-type */ base,
                  /* floating-point-type */ exp )
(начиная с C++23)
(constexpr начиная с C++26)
float       pow ( float base, int exp );
double      pow ( double base, int exp );
long double pow ( long double base, int exp );
(2) (до C++11)
float       powf( float base, float exp );
(3) (начиная с C++11)
(constexpr начиная с C++26)
long double powl( long double base, long double exp );
(4) (начиная с C++11)
(constexpr начиная с C++26)
Дополнительные перегрузки (начиная с C++11)
Определено в заголовочном файле <cmath>
template< class Arithmetic1, class Arithmetic2 >
/* common-floating-point-type */
            pow ( Arithmetic1 base, Arithmetic2 exp );
(A) (constexpr начиная с C++26)
1-4) Вычисляет значение base в степени exp. Библиотека предоставляет перегрузки std::pow для всех типов с плавающей точкой без квалификаторов cv в качестве типов параметров base и exp.(начиная с C++23)
A) Предоставляются дополнительные перегрузки для всех остальных комбинаций арифметических типов. (начиная с C++11)

Параметры

base - основание степени в виде значения с плавающей точкой или целого числа
exp - показатель степени в виде значения с плавающей точкой или целого числа

Возвращаемое значение

Если ошибок не возникает, возвращается base в степени exp (baseexp).

При возникновении ошибки области определения возвращается значение, определяемое реализацией (NaN, если поддерживается).

При возникновении ошибки полюса или ошибки диапазона из-за переполнения возвращается ±HUGE_VAL, ±HUGE_VALF или ±HUGE_VALL.

При возникновении ошибки диапазона из-за потери значимости возвращается правильный результат (после округления).

Обработка ошибок

Ошибки обрабатываются согласно math_errhandling.

Если base является конечным отрицательным числом, а exp — конечным нецелым числом, возникает ошибка области определения и может возникнуть ошибка диапазона.

Если base равен нулю и exp равен нулю, может возникнуть ошибка области определения.

Если base равен нулю и exp отрицателен, может возникнуть ошибка области определения или ошибка полюса.

Если реализация поддерживает арифметику с плавающей точкой IEEE (IEC 60559),

  • pow(+0, exp), где exp — отрицательное нечётное целое число, возвращает +∞ и вызывает FE_DIVBYZERO.
  • pow(-0, exp), где exp — отрицательное нечётное целое число, возвращает -∞ и вызывает FE_DIVBYZERO.
  • pow(±0, exp), где exp является отрицательным конечным числом и чётным целым числом или нецелым числом, возвращает +∞ и вызывает FE_DIVBYZERO.
  • pow(±0, -∞) возвращает +∞ и может вызвать FE_DIVBYZERO.
  • pow(+0, exp), где exp — положительное нечётное целое число, возвращает +0.
  • pow(-0, exp), где exp — положительное нечётное целое число, возвращает -0.
  • pow(±0, exp), где exp является положительным нецелым числом или положительным чётным целым числом, возвращает +0.
  • pow(-1, ±∞) возвращает 1.
  • pow(+1, exp) возвращает 1 для любого exp, даже если exp — NaN.
  • pow(base, ±0) возвращает 1 для любого base, даже если base — NaN.
  • pow(base, exp) возвращает NaN и вызывает FE_INVALID, если base является конечным отрицательным числом, а exp — конечным нецелым числом.
  • pow(base, -∞) возвращает +∞ для любого |base| < 1.
  • pow(base, -∞) возвращает +0 для любого |base| > 1.
  • pow(base, +∞) возвращает +0 для любого |base| < 1.
  • pow(base, +∞) возвращает +∞ для любого |base| > 1.
  • pow(-∞, exp) возвращает -0, если exp — отрицательное нечётное целое число.
  • pow(-∞, exp) возвращает +0, если exp — отрицательное нецелое число или отрицательное чётное целое число.
  • pow(-∞, exp) возвращает -∞, если exp — положительное нечётное целое число.
  • pow(-∞, exp) возвращает +∞, если exp — положительное нецелое число или положительное чётное целое число.
  • pow(+∞, exp) возвращает +0 для любого отрицательного exp.
  • pow(+∞, exp) возвращает +∞ для любого положительного exp.
  • за исключением случаев, указанных выше, если какой-либо аргумент является NaN, возвращается NaN.

Примечания

В C++98 были добавлены перегрузки, в которых exp имеет тип int, в дополнение к функциям C pow(), а возвращаемый тип std::pow(float,int) был float. Однако дополнительные перегрузки, введённые в C++11, указывают, что std::pow(float,int) должен возвращать double. Для разрешения этого конфликта был поднят вопрос LWG issue 550; его решение заключалось в удалении дополнительных перегрузок exp с аргументом типа int.

Хотя с помощью std::pow нельзя извлечь корень из отрицательного числа, std::cbrt предусмотрена для распространённого случая, когда exp равно 1/3.

Дополнительные перегрузки не обязаны в точности соответствовать варианту (A). Они должны лишь обеспечивать, чтобы для первого аргумента num1 и второго аргумента num2:

  • Если num1 или num2 имеет тип longdouble, то std::pow(num1, num2) действует так же, как std::pow(static_cast<long double>(num1),static_cast<long double>(num2)).
  • В противном случае, если num1 и/или num2 имеет тип double или целочисленный тип, то std::pow(num1, num2) действует так же, как std::pow(static_cast<double>(num1),static_cast<double>(num2)).
  • В противном случае, если num1 или num2 имеет тип float, то std::pow(num1, num2) действует так же, как std::pow(static_cast<float>(num1),static_cast<float>(num2)).
(до C++23)

Если num1 и num2 имеют арифметические типы, то std::pow(num1, num2) действует так же, как std::pow(static_cast</*common-floating-point-type*/>(num1),static_cast</*common-floating-point-type*/>(num2)), где /*common-floating-point-type*/ — тип с плавающей точкой с наибольшим рангом преобразования с плавающей точкой и наибольшим подрангом преобразования с плавающей точкой среди типов num1 и num2; аргументы целочисленного типа считаются имеющими тот же ранг преобразования с плавающей точкой, что и double.

Если такого типа с плавающей точкой с наибольшими рангом и подрангом не существует, то разрешение перегрузки не выбирает пригодного кандидата среди предоставленных перегрузок.

(начиная с C++23)

Пример

#include <cerrno>
#include <cfenv>
#include <cmath>
#include <cstring>
#include <iostream>
// #pragma STDC FENV_ACCESS ON

int main()
{
    // typical usage
    std::cout << "pow(2, 10) = " << std::pow(2, 10) << '\n'
              << "pow(2, 0.5) = " << std::pow(2, 0.5) << '\n'
              << "pow(-2, -3) = " << std::pow(-2, -3) << '\n';
    
    // special values
    std::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';
    
    // error handling
    errno = 0;
    std::feclearexcept(FE_ALL_EXCEPT);
    
    std::cout << "pow(-1, 1/3) = " << std::pow(-1, 1.0 / 3) << '\n';
    if (errno == EDOM)
        std::cout << "    errno == EDOM " << std::strerror(errno) << '\n';
    if (std::fetestexcept(FE_INVALID))
        std::cout << "    FE_INVALID raised\n";

    std::feclearexcept(FE_ALL_EXCEPT);
    
    std::cout << "pow(-0, -3) = " << std::pow(-0.0, -3) << '\n';
    if (std::fetestexcept(FE_DIVBYZERO))
        std::cout << "    FE_DIVBYZERO raised\n";
}

Возможный вывод:

pow(2, 10) = 1024
pow(2, 0.5) = 1.41421
pow(-2, -3) = -0.125
pow(-1, NAN) = nan
pow(+1, NAN) = 1
pow(INFINITY, 2) = inf
pow(INFINITY, -1) = 0
pow(-1, 1/3) = -nan
    errno == EDOM Numerical argument out of domain
    FE_INVALID raised
pow(-0, -3) = -inf
    FE_DIVBYZERO raised

См. также

sqrtsqrtfsqrtl
(C++11)(C++11)
вычисляет квадратный корень (\(\small{\sqrt{x}}\)√x)
(функция)
cbrtcbrtfcbrtl
(C++11)(C++11)(C++11)
вычисляет кубический корень (\(\small{\sqrt[3]{x}}\)3√x)
(функция)
hypothypotfhypotl
(C++11)(C++11)(C++11)
вычисляет гипотенузу \(\scriptsize{\sqrt{x^2+y^2}}\)√x2+y2 и \(\scriptsize{\sqrt{x^2+y^2+z^2}}\)√x2+y2+z2(начиная с C++17)
(функция)
pow(std::complex)
комплексное возведение в степень; один или оба аргумента могут быть комплексными числами
(шаблон функции)
pow(std::valarray)
применяет функцию std::pow к двум valarray либо к valarray и значению
(шаблон функции)
Документация C для pow

© cppreference.com
Licensed under the Creative Commons Attribution-ShareAlike Unported License v3.0.
https://en.cppreference.com/cpp/numeric/math/pow

Spec-Zone.ru

Настройки Оффлайн Что нового Помощь О нас
Spec-Zone .ru
спецификации, руководства, описания, API