如何在C++中使用PI常数

Question

我想在一些C++程序中使用PI常数和三角函数。我用include <math.h>得到三角函数。但是，在这个头文件中似乎没有PI的定义。

在不手动定义PI的情况下，如何获得PI？

Answer 1

在一些(特别是旧的)平台上(请参阅下面的注释)，您可能需要

#define _USE_MATH_DEFINES

然后包括必要的头文件：

#include <math.h>

而pi的值可以通过以下方式访问：

M_PI

在我的math.h (2014年)中，它被定义为：

# define M_PI           3.14159265358979323846  /* pi */

但请查看您的math.h以获得更多信息。“旧”math.h的摘录(2009年)：

/* Define _USE_MATH_DEFINES before including math.h to expose these macro
 * definitions for common math constants.  These are placed under an #ifdef
 * since these commonly-defined names are not part of the C/C++ standards.
 */

然而：

1. 在较新的平台上(至少在64位Ubuntu14.04上)，我不需要定义_USE_MATH_DEFINES
2. 在(最近的) Linux平台上，也有long double值作为M_PIl扩展提供:定义M_PIl 3.1415926535793238462643383279502884 L /* pi */

Answer 2

Pi可计算为atan(1)*4。您可以以这种方式计算值并缓存它。

Answer 3

std::numbers::pi C++20

终于，它到达了：http://eel.is/c++draft/numbers

main.cpp

#include <numbers> // std::numbers
#include <iomanip>
#include <iostream>

int main() {
    std::cout << std::fixed << std::setprecision(20);
    std::cout << "float       " << std::numbers::pi_v<float> << std::endl;
    std::cout << "double      " << std::numbers::pi << std::endl;
    std::cout << "long double " << std::numbers::pi_v<long double> << std::endl;
    std::cout << "exact       " << "3.141592653589793238462643383279502884197169399375105820974944" << std::endl;
}

具体计算结果如下：

echo "scale=60; 4*a(1)" | BC_LINE_LENGTH=0 bc -l

as：如何使用Bash命令计算pi

编译和运行：

g++-10 -ggdb3 -O0 -std=c++20 -Wall -Wextra -pedantic -o main.out main.cpp
./main.out

输出：

float       3.14159274101257324219
double      3.14159265358979311600
long double 3.14159265358979323851
exact       3.141592653589793238462643383279502884197169399375105820974944

Ubuntu20.04 amd64，GCC 10.2.0测试

已接受的提案说明：

5.0.表tab:cpp.library.headers中的“header”标头，需要添加一个新的<math>头。 ..。 命名空间std {命名空间数学{模板内联常数T pi_v =未指定；

当然还有一个std::numbers::e :-) 如何计算欧拉常数或欧拉驱动的C++？

这些常量使用C++14变量模板特性：C++14变量模板:它们的目的是什么？有什么用法吗？

在草案的早期版本中，常量位于std::math::pi：http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg21/docs/papers/2019/p0631r7.pdf下面。