nearbyint 関数を使ったサンプルコード

C言語 Numerics - nearbyint 関数解説

概要

• 機能: 浮動小数点数を整数に丸める
• ヘッダーファイル: <math.h>
• プロトタイプ:

double nearbyint(double x);
float nearbyintf(float x);
long double nearbyintl(long double x);

• 引数:

  • x: 丸める浮動小数点数

• 戻り値:

詳細

• 丸めモード:

  • 四捨五入 (FE_TONEAREST): デフォルトの丸めモード。0.5 より大きい場合は切り上げ、0.5 以下の場合は切り捨て。
  • 切り捨て (FE_TOWARDZERO): 常に切り捨て。
  • 切り上げ (FE_UPWARD): 常に切り上げ。
  • 最小絶対値 (FE_DOWNWARD): 0 に近い方に丸める。

• 丸めモードの設定:

  • fegetround() 関数で現在の丸めモードを取得できます。

• nearbyint と rint の違い:

  • nearbyint は、rint と同様に浮動小数点数を整数に丸めますが、FE_INEXACT 例外を発生させません。
  • rint は、FE_INEXACT 例外が発生する可能性があります。

例

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

int main() {
  double x = 3.1415926535;

  // 四捨五入
  printf("nearbyint(3.1415926535) = %f\n", nearbyint(x)); // 出力: 3.000000

  // 切り捨て
  fesetround(FE_TOWARDZERO);
  printf("nearbyint(3.1415926535) = %f\n", nearbyint(x)); // 出力: 3.000000

  // 切り上げ
  fesetround(FE_UPWARD);
  printf("nearbyint(3.1415926535) = %f\n", nearbyint(x)); // 出力: 4.000000

  return 0;
}

nearbyint 関数を使ったサンプルコード

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

int main() {
  double x = 3.1415926535;
  int n;

  n = nearbyint(x);

  printf("x = %f\n", x);
  printf("nearbyint(x) = %d\n", n);

  return 0;
}

出力

x = 3.1415926535
nearbyint(x) = 3

切り捨て

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

int main() {
  double x = 3.1415926535;
  int n;

  fesetround(FE_TOWARDZERO);
  n = nearbyint(x);

  printf("x = %f\n", x);
  printf("nearbyint(x) = %d\n", n);

  return 0;
}

出力

x = 3.1415926535
nearbyint(x) = 3

切り上げ

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

int main() {
  double x = 3.1415926535;
  int n;

  fesetround(FE_UPWARD);
  n = nearbyint(x);

  printf("x = %f\n", x);
  printf("nearbyint(x) = %d\n", n);

  return 0;
}

出力

x = 3.1415926535
nearbyint(x) = 4

浮動小数点数の範囲

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

int main() {
  double x = 1.0e20;

  printf("nearbyint(1.0e20) = %f\n", nearbyint(x));

  return 0;
}

出力

nearbyint(1.0e20) = 1.000000e+20

NaN と無限大

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

int main() {
  double x = NaN;

  printf("nearbyint(NaN) = %f\n", nearbyint(x));

  x = INFINITY;
  printf("nearbyint(INFINITY) = %f\n", nearbyint(x));

  return 0;
}

出力

nearbyint(NaN) = nan
nearbyint(INFINITY) = inf

例外処理

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

int main() {
  double x = 3.1415926535;
  int n;

  fesetround(FE_INVALID);

  n = nearbyint(x);

  if (fetestexcept(FE_INVALID)) {
    printf("FE_INVALID exception raised\n");
  } else {
    printf("nearbyint(x) = %d\n", n);
  }

  return 0;
}

出力

FE_INVALID exception raised

浮動小数点数を整数に丸める他の方法

double x = 3.1415926535;
int n = (int)x;

• この方法は、デフォルトで切り捨てを行います。
• 四捨五入を行う場合は、floor や ceil 関数と組み合わせて使用できます。

double x = 3.1415926535;
int n = (int)floor(x + 0.5);

lround 関数

double x = 3.1415926535;
long int n = lround(x);

• この方法は、現在の丸めモードに基づいて浮動小数点数を最も近い整数に丸めます。
• nearbyint 関数とほぼ同じ機能ですが、long int 型の値を返します。

手作りの関数

int my_round(double x) {
  if (x >= 0) {
    return (int)(x + 0.5);
  } else {
    return (int)(x - 0.5);
  }
}

• この方法は、より細かい制御が必要な場合に役立ちます。

マクロ

#define ROUND(x) ((int)(x + 0.5))

int main() {
  double x = 3.1415926535;
  int n = ROUND(x);

  printf("n = %d\n", n);

  return 0;
}

• マクロを使うと、コードをより簡潔に書くことができます。

• 簡単な場合は、キャスト演算子を使うのが最も簡単です。
• より細かい制御が必要な場合は、nearbyint 関数や手作りの関数を使うことができます。
• コードを簡潔に書きたい場合は、マクロを使うことができます。