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std::exp, std::expf, std::expl

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ヘッダー <cmath> で定義
(1)
float       exp ( float num );

double      exp ( double num );

long double exp ( long double num );
(C++23まで)
/*浮動小数点数型*/
            exp ( /*浮動小数点型*/ num );
(C++23から)
(C++26 以降 constexpr)
float       expf( float num );
(2) (C++11以降)
(C++26 以降 constexpr)
long double expl( long double num );
(3) (C++11以降)
(C++26 以降 constexpr)
ヘッダー <simd> で定義
template< /*math-floating-point*/ V >

constexpr /*deduced-simd-t*/<V>

            exp ( const V& v_num );
(S) (C++26以降)
ヘッダー <cmath> で定義
template< class Integer >
double      exp ( Integer num );
(A) (C++26 以降 constexpr)
1-3) 与えられたべき乗 num に対して、e (ネイピア数2.7182818...) を計算します。ライブラリは、パラメータの型としてすべての cv 修飾されていない浮動小数点型に対する std::exp のオーバーロードを提供します。(C++23 以降)
S) SIMD オーバーロードは、v_num に対して要素ごとの std::exp を実行します。
(定義については、math-floating-point および deduced-simd-t を参照してください。)
(C++26以降)
A) すべての整数型に対する追加のオーバーロードが提供されます。これらは double として扱われます。
(C++11以降)

目次

[編集] パラメータ

num - 浮動小数点数または整数値

[編集] 戻り値

エラーが発生しない場合、nume を底とする指数 (enum
) が返されます。

オーバーフローによる範囲エラーが発生した場合、+HUGE_VAL+HUGE_VALF、または +HUGE_VALL が返されます。

アンダーフローによる範囲エラーが発生した場合、正確な結果 (丸め後) が返される。

[編集] エラー処理

エラーは math_errhandling で指定された通りに報告される。

実装がIEEE浮動小数点算術 (IEC 60559) をサポートしている場合、

  • 引数が ±0 の場合、1 が返されます。
  • 引数が -∞ の場合、+0 が返されます。
  • 引数が +∞ の場合、+∞ が返されます。
  • 引数が NaN の場合、NaN が返されます。

[編集] 注意

IEEE 互換の型 double の場合、709.8 < num であればオーバーフローが保証され、num < -708.4 であればアンダーフローが保証されます。

追加のオーバーロードは、(A) とまったく同じように提供される必要はありません。整数型の引数 num に対して、std::exp(num)std::exp(static_cast<double>(num)) と同じ効果を持つことを保証するだけで十分です。

[編集]

#include <cerrno>
#include <cfenv>
#include <cmath>
#include <cstring>
#include <iomanip>
#include <iostream>
#include <numbers>
 
// #pragma STDC FENV_ACCESS ON
 
consteval double approx_e()
{
    long double e{1.0};
    for (auto fac{1ull}, n{1llu}; n != 18; ++n, fac *= n)
        e += 1.0 / fac;
    return e;
}
 
int main()
{
    std::cout << std::setprecision(16)
              << "exp(1) = e¹ = " << std::exp(1) << '\n'
              << "numbers::e  = " << std::numbers::e << '\n'
              << "approx_e    = " << approx_e() << '\n'
              << "FV of $100, continuously compounded at 3% for 1 year = "
              << std::setprecision(6) << 100 * std::exp(0.03) << '\n';
 
    // special values
    std::cout << "exp(-0) = " << std::exp(-0.0) << '\n'
              << "exp(-Inf) = " << std::exp(-INFINITY) << '\n';
 
    // error handling 
    errno = 0;
    std::feclearexcept(FE_ALL_EXCEPT);
 
    std::cout << "exp(710) = " << std::exp(710) << '\n';
 
    if (errno == ERANGE)
        std::cout << "    errno == ERANGE: " << std::strerror(errno) << '\n';
    if (std::fetestexcept(FE_OVERFLOW))
        std::cout << "    FE_OVERFLOW raised\n";
}

実行結果の例

exp(1) = e¹ = 2.718281828459045
numbers::e  = 2.718281828459045
approx_e    = 2.718281828459045
FV of $100, continuously compounded at 3% for 1 year = 103.045
exp(-0) = 1
exp(-Inf) = 0
exp(710) = inf
    errno == ERANGE: Numerical result out of range
    FE_OVERFLOW raised

[編集] 関連項目

(C++11)(C++11)(C++11)
与えられたべき乗に累乗した 2 を返す (2x)
(関数) [編集]
(C++11)(C++11)(C++11)
与えられたべき乗に累乗した e から 1 を引いた値を返す (ex-1)
(関数) [編集]
(C++11)(C++11)
自然対数 (e を底とする) を計算する (ln(x))
(関数) [編集]
複素数の底eの指数関数
(関数テンプレート) [編集]
valarray の各要素に関数 std::exp を適用します。
(function template) [編集]
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