C言語で絶対値を計算する：fabs() 関数とその他の方法

C言語 Numerics fabs() 関数詳細解説

概要:

• double fabs(double x);
• double fabs(float x);
• long double fabsl(long double x);

引数:

• x: 浮動小数点数

戻り値:

• x の絶対値

動作:

• x が正の場合、x をそのまま返します。
• x が負の場合、x の符号を変えて返します。
• x が 0 の場合、0 を返します。

例:

#include <stdio.h>

int main() {
  double x = -3.1415926535;
  double abs_x = fabs(x);

  printf("x = %f\n", x);
  printf("fabs(x) = %f\n", abs_x);

  return 0;
}

出力:

x = -3.1415926535
fabs(x) = 3.1415926535

関連関数:

• fabsf(): float 型の浮動小数点数の絶対値を計算します。
• fabsl(): long double 型の浮動小数点数の絶対値を計算します。

注意事項:

• fabs(), fabsf(), fabsl() は、C99 で導入された関数です。
• C89 では、fabs() は double 型のみをサポートします。

補足:

• fabsd64() は、fabs() の 64 ビット版です。
• fabs() は、x が負の場合、2 の補数表現を用いて符号を反転します。

fabs() 関数のサンプルコード

#include <stdio.h>

int main() {
  double x = -3.1415926535;
  double abs_x = fabs(x);

  printf("x = %f\n", x);
  printf("fabs(x) = %f\n", abs_x);

  return 0;
}

出力:

x = -3.1415926535
fabs(x) = 3.1415926535

配列の要素の絶対値を計算する

#include <stdio.h>

int main() {
  double data[] = {-1.2, 3.4, -5.6, 7.8};
  int i;

  for (i = 0; i < 4; i++) {
    printf("data[%d] = %f\n", i, fabs(data[i]));
  }

  return 0;
}

出力:

data[0] = 1.200000
data[1] = 3.400000
data[2] = 5.600000
data[3] = 7.800000

条件分岐に利用する

#include <stdio.h>

int main() {
  double x = -2.5;

  if (fabs(x) < 1.0) {
    printf("x は 1 より小さい\n");
  } else {
    printf("x は 1 より大きい\n");
  }

  return 0;
}

出力:

x は 1 より小さい

誤差の計算に利用する

#include <stdio.h>

int main() {
  double a = 1.2345678901234567;
  double b = 1.2345678901234568;
  double error = fabs(a - b);

  printf("error = %f\n", error);

  return 0;
}

出力:

error = 0.0000000000000000

数学関数との組み合わせ

#include <stdio.h>
#include <math.h>

int main() {
  double x = -2.0;
  double y = sqrt(fabs(x));

  printf("y = %f\n", y);

  return 0;
}

出力:

y = 1.4142135623730951

fabs() 関数以外の方法

条件分岐

double absolute_value(double x) {
  if (x >= 0) {
    return x;
  } else {
    return -x;
  }
}

ビット演算

double absolute_value(double x) {
  uint64_t u = *(uint64_t *)&x;
  u &= 0x7FFFFFFFFFFFFFFF;
  return *(double *)&u;
}

マクロ

#define ABS(x) ((x) >= 0 ? (x) : -(x))

double absolute_value(double x) {
  return ABS(x);
}

各方法の比較