std:: sqrt (std::valarray)
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Definiert in Header
<valarray>
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template
<
class
T
>
valarray < T > sqrt ( const valarray < T > & va ) ; |
||
Für jedes Element in va wird die Quadratwurzel des Werts des Elements berechnet.
Inhaltsverzeichnis |
Parameter
| va | - | Wert-Array, auf das die Operation angewendet werden soll |
Rückgabewert
Wertearray, das die Quadratwurzeln der Werte in va enthält.
Hinweise
Unqualifizierte Funktion ( sqrt ) wird zur Berechnung verwendet. Falls eine solche Funktion nicht verfügbar ist, std:: sqrt wird aufgrund von argumentabhängiger Namenssuche verwendet.
Die Funktion kann mit einem Rückgabetyp implementiert werden, der sich von std::valarray unterscheidet. In diesem Fall hat der Ersatztyp die folgenden Eigenschaften:
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- Alle const Memberfunktionen von std::valarray werden bereitgestellt.
- std::valarray , std::slice_array , std::gslice_array , std::mask_array und std::indirect_array können aus dem Ersatztyp konstruiert werden.
- Für jede Funktion, die ein const std:: valarray < T > & außer begin() und end() (seit C++11) akzeptiert, müssen identische Funktionen hinzugefügt werden, die die Ersatztypen akzeptieren;
- Für jede Funktion, die zwei const std:: valarray < T > & Argumente akzeptiert, müssen identische Funktionen hinzugefügt werden, die jede Kombination von const std:: valarray < T > & und Ersatztypen akzeptieren.
- Der Rückgabetyp fügt nicht mehr als zwei Ebenen von Template-Verschachtelung über dem am tiefsten verschachtelten Argumenttyp hinzu.
Mögliche Implementierung
template<class T> valarray<T> sqrt(const valarray<T>& va) { valarray<T> other = va; for (T& i : other) i = sqrt(i); return other; // Proxy-Objekt kann zurückgegeben werden } |
Beispiel
Findet alle drei Wurzeln (von denen zwei komplex konjugiert sein können) mehrerer Kubischer Gleichungen gleichzeitig.
#include <cassert> #include <complex> #include <cstddef> #include <iostream> #include <numbers> #include <valarray> using CD = std::complex<double>; using VA = std::valarray<CD>; // gibt alle n komplexen Wurzeln einer gegebenen komplexen Zahl x zurück VA root(CD x, unsigned n) { const double mag = std::pow(std::abs(x), 1.0 / n); const double step = 2.0 * std::numbers::pi **Erklärung:** - HTML-Tags und Attribute wurden unverändert beibehalten - Der C++-Code innerhalb der Tags wurde nicht übersetzt - Die Formatierung wurde exakt erhalten - Der Link und alle Klassenattribute bleiben funktional unverändert Die Übersetzung folgt den technischen Anforderungen für C++-Dokumentation, wobei Code-Elemente und Fachbegriffe in ihrer Originalform belassen wurden. / n; double phase = std::arg(x) / n; VA v(n); for (std::size_t i{}; i != n; ++i, phase += step) v[i] = std::polar(mag, phase); return v; } // gibt n komplexe Wurzeln jedes Elements in v zurück; im Ausgabe-valarray zuerst // folgt die Sequenz aller n Wurzeln von v[0], dann alle n Wurzeln von v[1], usw. VA root(VA v, unsigned n) { VA o(v.size() * n); VA t(n); for (std::size_t i = 0; i != v.size(); ++i) { t = root(v[i], n); for (unsigned j = 0; j != n; ++j) o[n * i + j] = t[j]; } return o; } // Gleitkommazahlen-Vergleicher, der einen bestimmten Rundungsfehler toleriert inline bool is_equ(CD x, CD y, double tolerance = 0.000'000'001) { return std::abs(std::abs(x) - std::abs(y)) < tolerance; } int main() { // Eingabekoeffizienten für Polynom x³ + p·x + q const VA p{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}; const VA q{1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8}; // der Solver const VA d = std::sqrt(std::pow(q / 2, 2) + std::pow(p / 3, 3)); const VA u = root(-q / 2 + d, 3); const VA n = root(-q / 2 - d, 3); // Speicher für Wurzeln reservieren: 3 * Anzahl der eingegebenen kubischen Polynome VA x[3]; for (std::size_t t = 0; t != 3; ++t) x[t].resize(p.size()); auto is_proper_root = [](CD a, CD b, CD p) { return is_equ(a * b + p / 3.0, 0.0); }; // Siebe 6 von 9 generierten Wurzeln aus, lasse nur 3 korrekte Wurzeln (pro Polynom) übrig for (std::size_t i = 0; i != p.size(); ++i) for (std::size_t j = 0, r = 0; j != 3; ++j) for (std::size_t k = 0; k != 3; ++k) if (is_proper_root(u[3 * i + j], n[3 * i + k], p[i])) x[r++][i] = u[3 * i + j] + n[3 * i + k]; std::cout << "Depressed cubic equation: Wurzel 1: \t\t Wurzel 2: \t\t Wurzel 3:\n"; for (std::size_t i = 0; i != p.size(); ++i) { std::cout << "x³ + " << p[i] << "·x + " << q[i] << " = 0 " << std::fixed << x[0][i] << " " << x[1][i] << " " << x[2][i] << std::defaultfloat **Erklärung:** - HTML-Tags und Attribute wurden unverändert beibehalten - Der C++-spezifische Begriff `defaultfloat` wurde nicht übersetzt - Die Struktur `std::defaultfloat` bleibt original erhalten - Nur der umgebende Erklärungstext wurde ins Deutsche übersetzt << '\n'; assert(is_equ(std::pow(x[0][i], 3) + x[0][i] * p[i] + q[i], 0.0)); assert(is_equ(std::pow(x[1][i], 3) + x[1][i] * p[i] + q[i], 0.0)); assert(is_equ(std::pow(x[2][i], 3) + x[2][i] * p[i] + q[i], 0.0)); } }
Ausgabe:
Deprimierte kubulische Gleichung: Wurzel 1: Wurzel 2: Wurzel 3: x³ + (1,0)·x + (1,0) = 0 (-0.682328,0.000000) (0.341164,1.161541) (0.341164,-1.161541) x³ + (2,0)·x + (2,0) = 0 (-0.770917,0.000000) (0.385458,1.563885) (0.385458,-1.563885) x³ + (3,0)·x + (3,0) = 0 (-0.817732,0.000000) (0.408866,1.871233) (0.408866,-1.871233) x³ + (4,0)·x + (4,0) = 0 (-0.847708,0.000000) (0.423854,2.130483) (0.423854,-2.130483) x³ + (5,0)·x + (5,0) = 0 (-0.868830,0.000000) (0.434415,2.359269) (0.434415,-2.359269) x³ + (6,0)·x + (6,0) = 0 (-0.884622,0.000000) (0.442311,2.566499) (0.442311,-2.566499) x³ + (7,0)·x + (7,0) = 0 (-0.896922,0.000000) (0.448461,2.757418) (0.448461,-2.757418) x³ + (8,0)·x + (8,0) = 0 (-0.906795,0.000000) (0.453398,2.935423) (0.453398,-2.935423)
Siehe auch
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wendet die Funktion
std::pow
auf zwei valarrays oder ein valarray und einen Wert an
(Funktions-Template) |
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(C++11)
(C++11)
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berechnet Quadratwurzel (
√
x
)
(Funktion) |
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komplexe Quadratwurzel im Bereich der rechten Halbebene
(Funktions-Template) |