Linux下C库学习 - math.h
math.h
众所周知，如果你想使用一些数学函数，那么就需要包含math.h，这里面基本包含了所有常用的数学函数(sin，cos，tan)，以及数学常量(PI)，等等，既然C库里面开发好了，那我们就看看到底里面都有什么。
既然是数学函数库，首先我们就需要对操作数进行限制，比如0不能作为除数，对负数开方，对负数求对数等等，这些在数学上本身就是不合理的，那如果让计算机去处理这些计算，很可能就会引起错误，因此我们首先就需要明确两个概念inf(infinity)和nan(not a number)。
inf
infinity字面意思是无穷大，这里主要表示数值超过了浮点数的表示范围溢出nan
not a number字面意思是不是个数字，这就比较奇怪了，难道我用math.h不是为了操作数字吗？其实这里的意思主要是说你进行了未定义的操作，比如上面说的用0作为除数，对负数开方等等
当然这里还有更严格的限制，比如
1、nan == nan 结果是0或false，即不能和nan进行比较，和nan进行比较得到的结果总是false或0。
2、1.0 / 0.0等于inf，-1.0/0.0等于-inf即0.0 + inf = inf。
3、对负数开方sqrt(-1.0)、对负数求对数(log(-1.0))、0.0 / 0.0、0.0 * inf、inf / inf、inf - inf这些操作都会得到nan，但是不同的是0 / 0会产生操作异常而0.0 / 0.0不会产生操作异常，而是会得到nan
4、1.0/inf等于0.0。
5、inf是可以与其他浮点数进行比较的，即可以参与<=、>+、==、!=等运算。
既然有这么多限制，为了方便我们使用，math.h中提供了一系列宏和函数让你可以判断你进行的操作是否是inf，nan或者其他
具体的函数有如下几个
int fpclassify(x);
/* 用来查看浮点数x的情况，fpclassify可以用任何浮点数表达式作为参数。 */
int isfinite(x);
/* 当（fpclassify(x) != FP_NAN && fpclassify(x) != FP_INFINITE）时，此宏得到一个非零值。 */
int isnormal(x);
/* 当（fpclassify(x) == FP_NORMAL）时，此宏得到一个非零值。 */
int isnan(x);
/* 当（fpclassify(x)==FP_NAN）时，此宏返回一个非零值。 */
int isinf(x);
/* 当x是正无穷是返回1，当x是负无穷时返回-1。 */这些函数的返回值可以用下面这几个宏来表示
FP_NAN： x是一个“not a number”。
FP_INFINITE: x是正、负无穷。
FP_ZERO: x是0。
FP_SUBNORMAL: x太小，以至于不能用浮点数的规格化形式表示。
FP_NORMAL: x是一个正常的浮点数（不是以上结果中的任何一种）
除了这些限制以外，math.h还做了一些数学常量的定义，比如
# define M_E 2.7182818284590452354 /* e */
# define M_LOG2E 1.4426950408889634074 /* log_2 e */
# define M_LOG10E 0.43429448190325182765 /* log_10 e */
# define M_LN2 0.69314718055994530942 /* log_e 2 */
# define M_LN10 2.30258509299404568402 /* log_e 10 */
# define M_PI 3.14159265358979323846 /* pi */
# define M_PI_2 1.57079632679489661923 /* pi/2 */
# define M_PI_4 0.78539816339744830962 /* pi/4 */
# define M_1_PI 0.31830988618379067154 /* 1/pi */
# define M_2_PI 0.63661977236758134308 /* 2/pi */
# define M_2_SQRTPI 1.12837916709551257390 /* 2/sqrt(pi) */
# define M_SQRT2 1.41421356237309504880 /* sqrt(2) */
# define M_SQRT1_2 0.70710678118654752440 /* 1/sqrt(2) */看名字大家就应该明白是什么意思了，有了上面的提示，我们在使用数学函数的时候，如果报错就可以使用这些判断看看是否是我们的表达式不合理，并尽量使用库中定义好的常量避免发生错误，说完了这些限制，我们该看看真正的数学函数了，其实math.h里面并没有包含常见的数学函数，真正的数学函数都是定义在
- 三角函数
double sin(double x); /* 正弦 */
double cos(double x); /* 余弦 */
double tan(double x); /* 正切 */
//*cot三角函数，可以使用tan(PI/2-x)来实现。- 反三角函数
double asin(double x); /* 结果介于[-PI/2, PI/2] */
double acos(double x); /* 结果介于[0, PI] */
double atan(double x); /* 反正切(主值), 结果介于[-PI/2, PI/2] */
double atan2(double y,double); /* 反正切(整圆值), 结果介于[-PI, PI] */- 双曲三角函数
double sinh(double x); /* 双曲正弦 */
double cosh(double x); /* 双曲余弦 */
double tanh(double x); /* 双曲正切 */- 反双曲三角函数
double acosh(double x); /* 反双曲余弦 */
float acoshf(float x); /* 反双曲正弦 */
long double acoshl(long double x); /* 反双曲正切 */- 指数和对数
double exp(double x); /* 求取自然数e的幂 */
double exp2(double x); /* 求2的幂 */
double frexp(double x, int *exp); /* 把一个浮点数分解为尾数和指数 */
double ldexp(double value, int exp); /* 计算value乘以2的exp次幂(value * (2^exp)) */
double sqrt(double x); /* 开平方 */
double log(double x); /* 以e为底的对数 */
double log2(double x); /* 以2为底的对数 */
double log10(double x); /* 以10为底的对数 */
double log10(double x); / *以10为底的对数 */
double pow(double x, double y); /* 计算以x为底数的y次幂 */
float powf(float x, float y); /* 与pow一致，输入与输出皆为浮点数 */- 取整
double ceil(double); /* 取上整 */
double floor(double); /* 取下整 */
double fabs(double x); /* 取绝对值 */
double fmod(double x, double y); /* 对浮点数进行取模运算(%对整数进行取模运算) */
double round(double x); /* 四舍五入的数值 */
double trunc(double x); /* 去掉小数部分的整数 */常用的函数大概就这么多了，实际我们在包含math.h并在用gcc编译的过程中，如果遇到undefined reference to 'xxxx'这样的错误提示，如果遇到这样的错误一定是缺少某个库，或者库的依赖关系和依赖顺序不正确，使用-l参数将库加入即可，Linux的库一般有三种libxxx.so，libxxx.a，libxxx.la，那么你要链接某个库就用-lxxx，去掉头lib及”.”后面的so，la，a等即可，因此，我们使用math.h的数学库的时候如果遇到这个错误，就应该使用-lm来包含数学库。
参考文献
http://blog.sina.com.cn/s/blog_8b745a5f01014ifk.html
http://ganquan.info/standard-c/