Czy C ++ 11, 14, 17 lub 20 wprowadza standardową stałą dla pi?

Jest dość głupi problem z liczbą pi w C i C ++. O ile wiem, M_PIdefinicja w math.hnie jest wymagana przez żaden standard.

Nowe normy C ++ wprowadzono wiele skomplikowanych matematycznych w bibliotece standardowej - funkcje hiperboliczne, std::hermitei std::cyl_bessel_i, różnych generatorów liczb losowych i tak dalej i tak dalej.

Czy któryś z „nowych” standardów wprowadził stałą dla pi? Jeśli nie - dlaczego? Jak działa ta skomplikowana matematyka bez tego?

Zdaję sobie sprawę z podobnych pytań dotyczących pi w C ++ (mają kilka lat i są stare); Chciałbym poznać aktualny stan problemu.

Jestem również bardzo zainteresowany tym, dlaczego och, dlaczego C ++ nadal nie ma stałej pi, ale ma dużo bardziej skomplikowaną matematykę.

UPD: Wiem, że sam mogę zdefiniować pi jako 4 * atan (1) lub acos (1) lub double pi = 3,14. Pewnie. Ale dlaczego w 2018 roku nadal muszę to robić? Jak działają standardowe funkcje matematyczne bez pi?

UPD2: Zgodnie z tym raportem z podróży na posiedzenie komisji C ++ w lipcu 2019 r. W Kolonii, propozycja P0631 (stałe matematyczne) została zaakceptowana w C ++ 20. Wygląda więc na to, że nareszcie będziemy mieć numer pi w standardowej bibliotece!

Aż do C ++ 17 włącznie pi nie jest stałą wprowadzoną do języka i jest to utrapienie.

Mam to szczęście, że używam boost i definiują pi z wystarczająco dużą liczbą miejsc dziesiętnych nawet dla 128 bitów long double.

Jeśli nie używasz funkcji Boost, zakoduj ją samodzielnie. Zdefiniowanie go za pomocą funkcji trygonometrycznej jest kuszące, ale jeśli to zrobisz, nie możesz tego zrobić constexpr. Dokładność funkcji trygonometrycznych nie jest również gwarantowana przez żaden znany mi standard ( por . std::sqrt), Więc naprawdę znajdujesz się na niebezpiecznym gruncie, polegającym na takiej funkcji.

Istnieje sposób na uzyskanie constexprwartości pi za pomocą metaprogramowania: patrz http://timmurphy.org/2013/06/27/template-metaprogramming-in-c/

Dobre wieści z C ++ 20. Nie jest defininition dla PI . C ++ 20 dodaje pewne stałe matematyczne w <numbers>. Na przykład std::numbers::pijest doubletypem.

Źródła: https://en.cppreference.com/w/cpp/numeric/constants

Jak powiedzieli inni, nie ma, std::piale jeśli chcesz dokładnej PIwartości, możesz użyć:

constexpr double pi = std::acos(-1);

Zakłada się, że implementacja C ++ generuje poprawnie zaokrągloną wartość PI from acos(-1.0), która jest powszechna, ale nie jest gwarantowana .

Tak nie jest constexpr, ale w praktyce optymalizacja kompilatorów, takich jak gcc i clang, ocenia je w czasie kompilacji. Deklarowania go constjest ważne dla optymalizator zrobić dobrą robotę, choć.

Aż do C ++ 20 nie, żaden ze standardów nie wprowadzał stałej, która reprezentowałaby liczbę pi (π). Możesz przybliżyć liczbę w swoim kodzie:

constexpr double pi = 3.14159265358979323846;

Inne języki, takie jak C #, mają stałą zadeklarowaną w swoich bibliotekach.

Aktualizacja: Począwszy od C ++ 20, rzeczywiście piw <numbers>nagłówku jest zadeklarowana stała . Jest ona dostępna za pośrednictwem: std::numbers::pi.

M_PIjest definiowany przez „standard”, jeśli nie standard językowy : POSIX z rozszerzeniem X / Open System Interfaces (które jest bardzo często obsługiwane i wymagane do oficjalnego znakowania UNIX).

Nie jest (nadal) pewne, co będzie w C ++ 20, ale skoro pytałeś: prawdopodobnie będzie miał takie stałe . Artykuł został scalony w ostatniej rundzie funkcji C ++ 20 (dla projektu komisji w sierpniu 2019).

W szczególności będzie istniał zarówno szablon std::numbers::pi(typu double), jak i zmienny, którego możesz użyć, jeśli chcesz mieć inny typ zmiennoprzecinkowy, np std::numbers::pi_v<float>. Pełną listę stałych można zobaczyć w [numbers.syn] .

Nie jest to oczywiście dobry pomysł, ponieważ nie ma oczywistego typu definiującego pi, który byłby powszechnie stosowany w różnych domenach.

Liczba Pi jest oczywiście liczbą niewymierną, więc nie może być poprawnie reprezentowana przez żaden typ C ++. Możesz argumentować, że naturalnym podejściem jest zatem zdefiniowanie go w największym dostępnym typie zmiennoprzecinkowym. Jednak rozmiar największego standardowego typu zmiennoprzecinkowego long doublenie jest zdefiniowany przez standard C ++, więc wartość stałej będzie się różnić w zależności od systemu. Co gorsza, dla każdego programu, w którym typ roboczy nie był największym typem, definicja pi byłaby niewłaściwa, ponieważ nakładałaby koszt wydajności przy każdym użyciu pi.

Dla każdego programisty trywialne jest również znalezienie wartości pi i zdefiniowanie własnej odpowiedniej do użycia stałej, więc dołączenie jej do nagłówków matematycznych nie daje żadnej wielkiej korzyści.

Edytowano - aby usunąć termin niezbędny, ponieważ okazał się kontrowersyjny. To za dużo określenia absolutnego.

C ++ to duży i złożony język, z tego powodu Komitet Normalizacyjny zawiera tylko te rzeczy, które są bardzo potrzebne . Jak najwięcej pozostawiono standardowym bibliotekom niejęzycznym ... takim jak Boost.
boost :: math :: constants