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std:: log (std::complex)

From cppreference.net
定义于头文件 <complex>
template < class T >
std:: complex < T > log ( const std:: complex < T > & z ) ;

计算复数 z 的复 自然(以 e 为底)对数 ,其分支切割线沿负实轴分布。

目录

参数

z - 复数值

返回值

若无错误发生,则返回 z 的复自然对数,其值域为沿虚轴方向在区间 [−iπ, +iπ] 内的带状区域,且沿实轴方向数学无界。

错误处理与特殊值

错误报告遵循 math_errhandling 规范。

如果实现支持 IEEE 浮点运算,

  • 该函数在考虑虚部符号的情况下在分支割线上连续
  • std:: log ( std:: conj ( z ) ) == std:: conj ( std:: log ( z ) )
  • z (-0,+0) ,结果为 (-∞,π) 并触发 FE_DIVBYZERO
  • z (+0,+0) ,结果为 (-∞,+0) 并触发 FE_DIVBYZERO
  • z (x,+∞) (对于任意有限值 x),结果为 (+∞,π/2)
  • z (x,NaN) (对于任意有限值 x),结果为 (NaN,NaN) 并可能触发 FE_INVALID
  • z (-∞,y) (对于任意有限正数 y),结果为 (+∞,π)
  • z (+∞,y) (对于任意有限正数 y),结果为 (+∞,+0)
  • z (-∞,+∞) ,结果为 (+∞,3π/4)
  • z (+∞,+∞) ,结果为 (+∞,π/4)
  • z (±∞,NaN) ,结果为 (+∞,NaN)
  • z (NaN,y) (对于任意有限值 y),结果为 (NaN,NaN) 并可能触发 FE_INVALID
  • z (NaN,+∞) ,结果为 (+∞,NaN)
  • z (NaN,NaN) ,结果为 (NaN,NaN)

注释

复数的自然对数,其极坐标分量为 (r,θ) ,等于 ln r + i(θ+2nπ) ,其中主值为 ln r + iθ

该函数的语义旨在与C函数 clog 保持一致。

示例

#include <cmath>
#include <complex>
#include <iostream>
int main()
{
    std::complex<double> z {0.0, 1.0}; // r = 1, θ = pi / 2
    std::cout << "2 * log" << z << " = " << 2.0 * std::log(z) << '\n';
    std::complex<double> z2 {sqrt(2.0) / 2, sqrt(2.0) / 2}; // r = 1, θ = pi / 4
    std::cout << "4 * log" << z2 << " = " << 4.0 * std::log(z2) << '\n';
    std::complex<double> z3 {-1.0, 0.0}; // r = 1, θ = pi
    std::cout << "log" << z3 << " = " << std::log(z3) << '\n';
    std::complex<double> z4 {-1.0, -0.0}; // the other side of the cut
    std::cout << "log" << z4 << " (the other side of the cut) = " << std::log(z4) << '\n';
}

可能的输出:

2 * log(0,1) = (0,3.14159)
4 * log(0.707107,0.707107) = (0,3.14159)
log(-1,0) = (0,3.14159)
log(-1,-0) (the other side of the cut) = (0,-3.14159)

缺陷报告

以下行为变更缺陷报告被追溯应用于先前发布的C++标准。

缺陷报告 适用范围 发布时行为 正确行为
LWG 2597 C++98 规范未正确处理带符号零虚部 移除错误要求

参见

沿负实轴有分支切割的复数常用对数
(函数模板)
复数以 e 为底的指数函数
(函数模板)
(C++11) (C++11)
计算自然(以 e 为底)对数( ln(x)
(函数)
对 valarray 的每个元素应用函数 std::log
(函数模板)
C 文档 关于 clog