log1p, log1pf, log1pl

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常用数学函数
类型
(C99)(C99)    

(C99)(C99)    

函数
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特殊浮点值
(C99)(C23)
参数与返回值
(C99)(C99)(C99)(C99)(C99)    
错误处理
(C99)    

 
在标头 <math.h> 定义
float       log1pf( float arg );
(1) (C99 起)
double      log1p( double arg );
(2) (C99 起)
long double log1pl( long double arg );
(3) (C99 起)
在标头 <tgmath.h> 定义
#define log1p( arg )
(4) (C99 起)
1-3) 计算 1 + arg 的自然(以 e 为底)对数。若 arg 接近零,则此函数比表达式 log(1  +arg) 更精确。
4) 泛型宏:若 arg 拥有 long double 类型,则调用 log1pl。否则,若 arg 拥有整数类型或 double 类型,则调用 log1p。否则调用 log1pf

参数

arg - 浮点值

返回值

若不出现错误则返回 ln(1 + arg)

若出现定义域错误,则返回实现定义值(受支持平台上为 NaN)。

若出现极点错误,则返回 -HUGE_VAL-HUGE_VALF-HUGE_VALL

若出现下溢所致的值域错误,则返回(舍入后的)正确结果。

错误处理

报告 math_errhandling 中指定的错误。

arg 小于 -1 则出现定义域错误。

arg-1 则可能出现极点错误。

若实现支持 IEEE 浮点算术(IEC 60559),则

  • 若实参为 ±0,则返回不修改的参数。
  • 若实参为 -1,则返回 -∞ 并引发 FE_DIVBYZERO
  • 若实参小于 -1,则返回 NaN 并引发 FE_INVALID
  • 若实参为 +∞,则返回 +∞。
  • 若实参为 NaN,则返回 NaN。

注意

函数 expm1log1p 对于金融计算有用:例如在计算小的日利率时:(1+x)n
-1
能表示为 expm1(n * log1p(x))。这些函数亦简化书写精确的反双曲函数。

示例

#include <errno.h>
#include <fenv.h>
#include <float.h>
#include <math.h>
#include <stdio.h>
// #pragma STDC FENV_ACCESS ON
 
int main(void)
{
    printf("log1p(0) = %f\n", log1p(0));
    printf("以 30/360 日历计算,复合日利率 1%%,则 $100 经 2 日获利 = %f\n",
           100*expm1(2*log1p(0.01/360)));
    printf("log(1+1e-16) = %g, 但 log1p(1e-16) = %g\n",
           log(1+1e-16), log1p(1e-16));
 
    // 特殊值
    printf("log1p(-0) = %f\n", log1p(-0.0));
    printf("log1p(+Inf) = %f\n", log1p(INFINITY));
 
    // 错误处理
    errno = 0; feclearexcept(FE_ALL_EXCEPT);
    printf("log1p(-1) = %f\n", log1p(-1));
    if (errno == ERANGE)
        perror("    errno == ERANGE");
    if (fetestexcept(FE_DIVBYZERO))
        puts("    FE_DIVBYZERO raised");
}

可能的输出:

log1p(0) = 0.000000
以 30/360 日历计算,复合日利率 1%,则 $100 经 2 日获利 = 0.005556
log(1+1e-16) = 0, but log1p(1e-16) = 1e-16
log1p(-0) = -0.000000
log1p(+Inf) = Inf
log1p(-1) = -Inf
    errno == ERANGE: Result too large
    FE_DIVBYZERO raised

引用

  • C23 标准(ISO/IEC 9899:2024):
  • 7.12.6.9 The log1p functions (第 TBD 页)
  • 7.25 Type-generic math <tgmath.h> (第 TBD 页)
  • F.10.3.9 The log1p functions (第 TBD 页)
  • C17 标准(ISO/IEC 9899:2018):
  • 7.12.6.9 The log1p functions (第 TBD 页)
  • 7.25 Type-generic math <tgmath.h> (第 TBD 页)
  • F.10.3.9 The log1p functions (第 TBD 页)
  • C11 标准(ISO/IEC 9899:2011):
  • 7.12.6.9 The log1p functions (第 245 页)
  • 7.25 Type-generic math <tgmath.h> (第 373-375 页)
  • F.10.3.9 The log1p functions (第 522 页)
  • C99 标准(ISO/IEC 9899:1999):
  • 7.12.6.9 The log1p functions (第 226 页)
  • 7.22 Type-generic math <tgmath.h> (第 335-337 页)
  • F.9.3.9 The log1p functions (第 459 页)

参阅

(C99)(C99)
计算自然对数(底为 e)(ln(x)
(函数)
计算常用对数 (底为 10)(log10(x)
(函数)
(C99)(C99)(C99)
计算底为 2 的对数(log2(x)
(函数)
(C99)(C99)(C99)
计算 e 的给定次幂减一(ex-1
(函数)