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

From cppreference.net
Common mathematical functions
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(C++11)
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(C++11)
Types
(C++11)
(C++11)
(C++11)
Macro constants
定义于头文件 <cmath>
(1)
float pow ( float base, float exp ) ;

double pow ( double base, double exp ) ;

long double pow ( long double base, long double exp ) ;
(C++23 前)
/* floating-point-type */

pow ( /* floating-point-type */ base,

/* floating-point-type */ exp )
(C++23 起)
(C++26 起为 constexpr)
float pow ( float base, int exp ) ;

double pow ( double base, int exp ) ;

long double pow ( long double base, int exp ) ;
(2) (C++11 前)
float powf ( float base, float exp ) ;
(3) (C++11 起)
(C++26 起为 constexpr)
long double powl ( long double base, long double exp ) ;
(4) (C++11 起)
(C++26 起为 constexpr)
附加重载 (C++11 起)
定义于头文件 <cmath>
template < class Arithmetic1, class Arithmetic2 >

/* common-floating-point-type */

pow ( Arithmetic1 base, Arithmetic2 exp ) ;
(A) (C++26 起为 constexpr)
1-4) 计算 base exp 次幂。 标准库为所有 cv 未限定的浮点类型提供了 std::pow 的重载,作为参数 base exp 的类型。 (C++23 起)
A) 为所有其他算术类型的组合提供了额外的重载。
(since C++11)

目录

参数

base - 底数(浮点数或整数值)
exp - 指数(浮点数或整数值)

返回值

如果未发生错误,则返回 base exp 次幂( base exp
)。

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)。

如果发生极点错误或因溢出导致的范围错误,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 中的规范。

如果 base 为有限值且为负数,且 exp 为有限值且非整数,则会发生定义域错误,并可能发生值域错误。

如果 base exp 均为零,则可能出现定义域错误。

如果 base 为零且 exp 为负数,则可能出现定义域错误或极点错误。

如果实现支持 IEEE 浮点算术 (IEC 60559),

  • pow ( + 0 , exp ) ,当 exp 为负奇数时,返回 +∞ 并引发 FE_DIVBYZERO
  • pow ( - 0 , exp ) ,当 exp 为负奇数时,返回 -∞ 并引发 FE_DIVBYZERO
  • pow ( ± 0 , exp ) ,当 exp 为负数、有限值,且为偶数或非整数时,返回 +∞ 并引发 FE_DIVBYZERO
  • pow ( ± 0 , - ) 返回 +∞ 并可能引发 FE_DIVBYZERO
  • pow ( + 0 , exp ) ,当 exp 为正奇数时,返回 +0。
  • pow ( - 0 , exp ) ,当 exp 为正奇数时,返回 -0。
  • pow ( ± 0 , exp ) ,当 exp 为正非整数或正偶数时,返回 +0。
  • pow ( - 1 , ±∞ ) 返回 1。
  • pow ( + 1 , exp ) 对任意 exp 均返回 1,即使 exp 为 NaN。
  • pow ( base, ± 0 ) 对任意 base 均返回 1,即使 base 为 NaN。
  • pow ( base, exp ) base 为有限负数且 exp 为有限非整数时,返回 NaN 并引发 FE_INVALID
  • pow ( base, - ) 对任意 |base| < 1 返回 +∞。
  • pow ( base, - ) 对任意 |base| > 1 返回 +0。
  • pow ( base, + ) 对任意 |base| < 1 返回 +0。
  • pow ( base, + ) 对任意 |base| > 1 返回 +∞。
  • pow ( - ∞, exp ) exp 为负奇数时返回 -0。
  • pow ( - ∞, exp ) exp 为负非整数或负偶数时返回 +0。
  • pow ( - ∞, exp ) exp 为正奇数时返回 -∞。
  • pow ( - ∞, exp ) exp 为正非整数或正偶数时返回 +∞。
  • pow ( + ∞, exp ) 对任意负 exp 返回 +0。
  • pow ( + ∞, exp ) 对任意正 exp 返回 +∞。
  • 除上述指定情况外,若任一参数为 NaN,则返回 NaN。

注释

C++98 在 C 语言 pow() 的基础上添加了 exp 参数类型为 int 的重载版本,且 std :: pow ( float , int ) 的返回类型为 float 。然而 C++11 引入的附加重载规定 std :: pow ( float , int ) 应返回 double LWG 问题 550 针对此冲突提出,解决方案是移除额外的 int 类型 exp 参数重载。

虽然 std::pow 不能用于计算负数的根,但对于指数为 1/3 的常见情况,提供了 std::cbrt

额外的重载并不需要完全按照 (A) 的形式提供。它们只需确保对于第一个参数 num1 和第二个参数 num2 满足:

  • num1 num2 具有类型 long double ,则 std :: pow ( num1, num2 ) 的效果等同于 std :: pow ( static_cast < long double > ( num1 ) ,
    static_cast < long double > ( num2 ) )
  • 否则,若 num1 和/或 num2 具有类型 double 或整数类型,则 std :: pow ( num1, num2 ) 的效果等同于 std :: pow ( static_cast < double > ( num1 ) ,
    static_cast < double > ( num2 ) )
  • 否则,若 num1 num2 具有类型 float ,则 std :: pow ( num1, num2 ) 的效果等同于 std :: pow ( static_cast < float > ( num1 ) ,
    static_cast < float > ( num2 ) )
(C++23 前)

num1 num2 具有算术类型,则 std :: pow ( num1, num2 ) 的效果等同于 std :: pow ( static_cast < /*common-floating-point-type*/ > ( num1 ) ,
static_cast < /*common-floating-point-type*/ > ( num2 ) )
,其中 /*common-floating-point-type*/ 是在 num1 num2 的类型之间具有最高 浮点转换等级 和最高 浮点转换子等级 的浮点类型,整数类型的实参被认为具有与 double 相同的浮点转换等级。

若不存在具有最高等级和子等级的此类浮点类型,则 重载决议 不会从提供的重载中得到可用候选。

(C++23 起)

示例

#include <cerrno>
#include <cfenv>
#include <cmath>
#include <cstring>
#include <iostream>
// #pragma STDC FENV_ACCESS ON
int main()
{
    // 典型用法
    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';
    // 特殊值
    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';
    // 错误处理
    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";
}

可能的输出:

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

参见

(C++11) (C++11)
计算平方根 ( x )
(函数)
(C++11) (C++11) (C++11)
计算立方根 ( 3 x )
(函数)
(C++11) (C++11) (C++11)
计算斜边长 x 2
+y 2
x 2
+y 2
+z 2
(C++17 起)

(函数)
复数幂运算,一个或两个参数可以是复数
(函数模板)
将函数 std::pow 应用于两个 valarray 或一个 valarray 与一个值
(函数模板)
C 文档 for pow