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std:: log1p, std:: log1pf, std:: log1pl

From cppreference.net
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(C++11)
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(C++11)
Macro constants
定义于头文件 <cmath>
(1)
float log1p ( float num ) ;

double log1p ( double num ) ;

long double log1p ( long double num ) ;
(C++23 前)
/*浮点类型*/
log1p ( /*浮点类型*/ num ) ;
(C++23 起)
(C++26 起为 constexpr)
float log1pf ( float num ) ;
(2) (C++11 起)
(C++26 起为 constexpr)
long double log1pl ( long double num ) ;
(3) (C++11 起)
(C++26 起为 constexpr)
SIMD 重载 (C++26 起)
定义于头文件 <simd>
template < /*数学浮点类型*/ V >

constexpr /*推导出的 SIMD 类型*/ < V >

log1p ( const V & v_num ) ;
(S) (C++26 起)
附加重载 (C++11 起)
定义于头文件 <cmath>
template < class Integer >
double log1p ( Integer num ) ;
(A) (C++26 起为 constexpr)
1-3) 计算 1 + num 自然(以 e 为底)对数 。当 num 接近零时,此函数比表达式 std:: log ( 1 + num ) 具有更高精度。 标准库为所有 cv 未限定浮点类型提供了 std::log1p 的重载版本作为参数类型。 (C++23 起)
S) SIMD 重载对 v_num 执行逐元素的 std::log1p 运算。
(定义参见 math-floating-point deduced-simd-t 。)
(since C++26)
A) 为所有整数类型提供了额外的重载,这些类型被视为 double
(since C++11)

目录

参数

num - 浮点数或整数值

返回值

如果未发生错误,将返回 ln(1+num)

如果发生定义域错误,则返回一个由实现定义的值(在支持 NaN 的情况下返回 NaN)。

如果出现极点错误,将返回 -HUGE_VAL -HUGE_VALF -HUGE_VALL

如果由于下溢发生范围错误,将返回正确结果(舍入后)。

错误处理

错误报告方式遵循 math_errhandling 中的规定。

num 小于 -1 时发生定义域错误。

num -1 时可能出现极点错误。

如果实现支持 IEEE 浮点算术 (IEC 60559),

  • 若参数为 ±0,则不作修改直接返回。
  • 若参数为 -1,则返回 -∞ 并引发 FE_DIVBYZERO
  • 若参数小于 -1,则返回 NaN 并引发 FE_INVALID
  • 若参数为 +∞,则返回 +∞。
  • 若参数为 NaN,则返回 NaN。

注释

函数 std::expm1 std::log1p 在金融计算中非常实用,例如计算小额日利率时: (1 + x) n
- 1
可表示为 std:: expm1 ( n * std :: log1p ( x ) ) 。这些函数还能简化精确反双曲函数的编写。

额外的重载不需要完全按照 (A) 的形式提供。只需确保对于整数类型的实参 num std :: log1p ( num ) 具有与 std :: log1p ( static_cast < double > ( num ) ) 相同的效果。

示例

#include <cerrno>
#include <cfenv>
#include <cmath>
#include <cstring>
#include <iostream>
// #pragma STDC FENV_ACCESS ON
int main()
{
    std::cout << "log1p(0) = " << log1p(0) << '\n'
              << "以1%日利率按30/360日历计算,$100本金在2天内获得的利息\n"
              << "    = "
              << 100 * expm1(2 * log1p(0.01 / 360)) << '\n'
              << "log(1+1e-16) = " << std::log(1 + 1e-16)
              << ", 但 log1p(1e-16) = " << std::log1p(1e-16) << '\n';
    // 特殊值
    std::cout << "log1p(-0) = " << std::log1p(-0.0) << '\n'
              << "log1p(+Inf) = " << std::log1p(INFINITY) << '\n';
    // 错误处理
    errno = 0;
    std::feclearexcept(FE_ALL_EXCEPT);
    std::cout << "log1p(-1) = " << std::log1p(-1) << '\n';
    if (errno == ERANGE)
        std::cout << "    errno == ERANGE: " << std::strerror(errno) << '\n';
    if (std::fetestexcept(FE_DIVBYZERO))
        std::cout << "    触发 FE_DIVBYZERO 异常\n";
}

可能的输出:

log1p(0) = 0
以1%日利率按30/360日历计算,$100本金在2天内获得的利息
    = 0.00555563
log(1+1e-16) = 0, 但 log1p(1e-16) = 1e-16
log1p(-0) = -0
log1p(+Inf) = inf
log1p(-1) = -inf
    errno == ERANGE: 结果超出范围
    触发 FE_DIVBYZERO 异常

参见

(C++11) (C++11)
计算自然(以 e 为底)对数( ln(x)
(函数)
(C++11) (C++11)
计算常用(以 10 为底)对数( log 10 (x)
(函数)
(C++11) (C++11) (C++11)
计算以 2 为底的对数( log 2 (x)
(函数)
(C++11) (C++11) (C++11)
返回 e 的给定次幂减 1 e x -1
(函数)
C 文档 关于 log1p