Type-generic math

头文件<tgmath.h>包含头文件<math.h>和<complex.h>，并定义了几个类型泛型宏，它们根据参数的类型确定哪些实际的或适用的复杂函数。

对于每个宏，参数的相应的实数类型在未被混合的math.h函数中是double的，被称为泛型参数（例如pow的两个参数都是泛型参数，但只有scalbn的第一个参数是泛型参数）。

当使用<tgmath.h>宏时，传递给泛型参数的参数类型决定了如下所述由宏选择哪个函数。 如果参数的类型与所选函数的参数类型不兼容，则行为是未定义的（例如，如果将一个复杂参数传递给实数tgmath宏：float complex fc; ceil（fc）或double complex dc ; double d; fmax（dc，d）是未定义行为的示例）。

注意：类型通用宏在C99中以实现定义的方式实现，但C11关键字_Generic使得可以以便携方式实现这些宏。

复杂/实型通用宏

对于既有真实对象又有复杂对象的所有函数，都存在一个类型通用宏XXX，它调用以下任一项：

• 实际功能：
  • float 变型 XXXf
  • double 变型 XXX
  • long double 变型 XXXl
• 复杂功能：
  • float 变型 cXXXf
  • double 变型 cXXX
  • long double 变型 cXXXl

上述规则的一个例外是晶圆厂宏（参见下表）。

要调用的函数如下确定：

• 如果通用参数的任何参数都是虚构的，则在每个函数参考页面上分别指定行为（特别是，sin，cos，tag，cosh，sinh，tanh，asin，atan，asinh和atanh称为实函数， sin，tan，sinh，tanh，asin，atan，asinh和atanh的返回类型是虚构的，cos和cosh的返回类型是实数）
• 如果通用参数的任何参数都很复杂，则调用复杂函数，否则调用实函数。
• 如果通用参数的任何参数是long double，则long double调用该变体。否则，如果任何参数是double或整数，则double调用该变体。否则，float调用变体。

类型通用宏如下所示：

真正的唯一功能

对于没有复杂对象的所有函数，除了modf之外，还有一个类型通用宏XXX存在，它调用实函数的变体之一：

• float 变型 XXXf
• double 变型 XXX
• long double 变型 XXXl

要调用的函数如下确定：

• 如果通用参数的任何参数是long double，则调用long double变体。 否则，如果泛型参数的任何参数是双精度型，则调用双精度型。 否则，调用float变量。

复杂功能

对于所有没有实际对应项的复数函数，都存在一个类型通用宏cXXX，它调用复杂函数的任何一种变体：

• float complex 变型 cXXXf
• double complex 变型 cXXX
• long double complex 变型 cXXXl

要调用的函数如下确定：

• 如果通用参数的任何参数是实数，复数或虚数，则调用相应的复数函数。

例

#include <stdio.h>
#include <tgmath.h>
 
int main(void)
{
    int i = 2;
    printf("sqrt(2) = %f\n", sqrt(i)); // argument type is int, calls sqrt
 
    float f = 0.5;
    printf("sin(0.5f) = %f\n", sin(f));   // argument type is float, calls sinf
 
    float complex dc = 1 + 0.5*I;
    float complex z = sqrt(dc);      // argument type is float complex, calls csqrtf
    printf("sqrt(1 + 0.5i) = %f+%fi\n",
           creal(z),  // argument type is float complex, calls crealf
           cimag(z)); // argument type is float complex, calls cimagf
}

输出：

sqrt(2) = 1.414214
sin(0.5f) = 0.479426
sqrt(1 + 0.5i) = 1.029086+0.242934i

参考

• C11标准（ISO / IEC 9899：2011）：
  • 7.25类型通用数学<tgmath.h>（p：373-375）
• C99标准（ISO / IEC 9899：1999）：
  • 7.22类型通用数学<tgmath.h>（p：335-337）