C言語でldexp/ldexpf/ldexpl関数の使い方と自作関数を教えて！
こういった悩みにお答えします．
本記事の信頼性
- リアルタイムシステムの研究歴12年．
- 東大教員の時に，英語でOS（Linuxカーネル）の授業．
- 2012年9月～2013年8月にアメリカのノースカロライナ大学チャペルヒル校（UNC）コンピュータサイエンス学部で客員研究員として勤務．C言語でリアルタイムLinuxの研究開発．
- プログラミング歴15年以上，習得している言語: C/C++，Python，Solidity/Vyper，Java，Ruby，Go，Rust，D，HTML/CSS/JS/PHP，MATLAB，Verse（UEFN）, Assembler (x64，ARM)．
- 東大教員の時に，C++言語で開発した「LLVMコンパイラの拡張」，C言語で開発した独自のリアルタイムOS「Mcube Kernel」をGitHubにオープンソースとして公開．
- 2020年1月～現在はアメリカのノースカロライナ州チャペルヒルにあるGuarantee Happiness LLCのCTOとしてECサイト開発やWeb/SNSマーケティングの業務．2022年6月～現在はアメリカのノースカロライナ州チャペルヒルにあるJapanese Tar Heel, Inc.のCEO兼CTO．
- 最近は自然言語処理AIとイーサリアムに関する有益な情報発信に従事．
- （AI全般を含む）自然言語処理AIの論文の日本語訳や，AIチャットボット（ChatGPT，Auto-GPT，Gemini（旧Bard）など）の記事を50本以上執筆．アメリカのサンフランシスコ（広義のシリコンバレー）の会社でプロンプトエンジニア・マネージャー・Quality Assurance（QA）の業務委託の経験あり．
- （スマートコントラクトのプログラミングを含む）イーサリアムや仮想通貨全般の記事を200本以上執筆．イギリスのロンドンの会社で仮想通貨の英語の記事を日本語に翻訳する業務委託の経験あり．
こういった私から学べます．
C言語を独学で習得することは難しいです．
私にC言語の無料相談をしたいあなたは，公式LINE「ChishiroのC言語」の友だち追加をお願い致します．
私のキャパシティもあり，一定数に達したら終了しますので，今すぐ追加しましょう！
独学が難しいあなたは，元東大教員がおすすめするC言語を学べるオンラインプログラミングスクール5社で自分に合うスクールを見つけましょう．後悔はさせません！
目次
ldexp/ldexpf/ldexpl関数
|
1 2 3 |
double ldexp(double x, int exp); float ldexpf(float x, int exp); long double ldexpl(long double x, int exp); |
ldexp/ldexpf/ldexpl関数は，浮動小数点数xと2のexp乗との積を返します．
すなわち，返り値は\(x * 2^{exp}\)になります．
ldexp/ldexpf/ldexpl関数の使い方
ldexp/ldexpf/ldexpl関数の使い方は以下になります．
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 |
/* * Author: Hiroyuki Chishiro * License: 2-Clause BSD */ #include <stdio.h> #include <math.h> int main(void) { double d; float f; long double ld; int exp; printf("Please input a real number: "); scanf("%Lf", &ld); d = f = ld; printf("Please input an integer: "); scanf("%d", &exp); printf(" ldexp(%lf, %d) = %lf\n", d, exp, ldexp(d, exp)); printf("ldexpf(%f, %d) = %f\n", f, exp, ldexpf(f, exp)); printf("ldexpl(%Lf, %d) = %Lf\n", ld, exp, ldexpl(ld, exp)); return 0; } |
実行結果は以下になります．
|
1 2 3 4 5 6 7 |
$ gcc ldexp.c $ a.out Please input a real number: 3.14 Please input an integer: 4 ldexp(3.140000, 4) = 50.240002 ldexpf(3.140000, 4) = 50.240002 ldexpl(3.140000, 4) = 50.240000 |
ldexp/ldexpf/ldexpl関数の自作関数
ldexp/ldexpf/ldexpl関数の自作関数を実装するためには，IEEE754と共用体の理解が必要になります．
共用体を知りたいあなたはこちらからどうぞ．
ldexp/ldexpf/ldexpl関数の自作関数は以下になります．
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 |
/* * Author: Hiroyuki Chishiro * License: 2-Clause BSD */ #include <stdio.h> #include <math.h> #include <errno.h> #define DBL_EXPONENT_MASK 0x7ffULL #define DBL_EXPONENT_SHIFT 52ULL #define FLT_EXPONENT_MASK 0xffUL #define FLT_EXPONENT_SHIFT 23UL #define LDBL_EXPONENT_MASK 0x7fffULL double myldexp(double x, int exp) { union { double d; long l; } y = {x}; if (x == 0.0) { return 0.0; } exp += (y.l >> DBL_EXPONENT_SHIFT) & DBL_EXPONENT_MASK; if (exp <= 0) { return 0; } if (exp >= DBL_EXPONENT_MASK) { errno = ERANGE; if (x < 0.0) { return -HUGE_VAL; } return HUGE_VAL; } y.l &= ~(DBL_EXPONENT_MASK << DBL_EXPONENT_SHIFT); y.l |= (long) exp << DBL_EXPONENT_SHIFT; return y.d; } float myldexpf(float x, int exp) { union { float f; int i; } y = {x}; if (x == 0.0) { return 0.0; } exp += (y.i >> FLT_EXPONENT_SHIFT) & FLT_EXPONENT_MASK; if (exp <= 0) { return 0; } if (exp >= FLT_EXPONENT_MASK) { errno = ERANGE; if (x < 0.0) { return -HUGE_VALF; } return HUGE_VALF; } y.i &= ~(FLT_EXPONENT_MASK << FLT_EXPONENT_SHIFT); y.i |= exp << FLT_EXPONENT_SHIFT; return y.f; } long double myldexpl(long double x, int exp) { union { long double ld; long l[2]; } y = {x}; if (x == 0.0) { return 0.0; } exp += y.l[1] & LDBL_EXPONENT_MASK; if (exp <= 0) { return 0; } if (exp >= LDBL_EXPONENT_MASK) { errno = ERANGE; if (x < 0.0) { return -HUGE_VALL; } return HUGE_VALL; } y.l[1] &= ~LDBL_EXPONENT_MASK; y.l[1] |= exp; return y.ld; } int main(void) { double d; float f; long double ld; int exp; printf("Please input a real number: "); scanf("%Lf", &ld); d = f = ld; printf("Please input an integer: "); scanf("%d", &exp); printf(" myldexp(%lf, %d) = %lf\n", d, exp, myldexp(d, exp)); printf("myldexpf(%f, %d) = %f\n", f, exp, myldexpf(f, exp)); printf("myldexpl(%Lf, %d) = %Lf\n", ld, exp, myldexpl(ld, exp)); return 0; } |
実行結果は以下になります．
|
1 2 3 4 5 6 7 |
$ gcc myldexp.c $ a.out Please input a real number: 3.14 Please input an integer: 4 myldexp(3.140000, 4) = 50.240002 myldexpf(3.140000, 4) = 50.240002 myldexpl(3.140000, 4) = 50.240000 |
まとめ
C言語でldexp/ldexpf/ldexpl関数の使い方と自作関数を紹介しました．
ldexp/ldexpf/ldexpl関数の自作関数を作成するためには，IEEE754と共用体の理解が必要なことがわかりました．
ldexp/ldexpf/ldexpl関数と似た関数であるfrexp/frexpf/frexpl関数やmodf/modff/modfl関数の使い方や自作関数を知りたいあなたはこちらからどうぞ．
C言語を独学で習得することは難しいです．
私にC言語の無料相談をしたいあなたは，公式LINE「ChishiroのC言語」の友だち追加をお願い致します．
私のキャパシティもあり，一定数に達したら終了しますので，今すぐ追加しましょう！
独学が難しいあなたは，元東大教員がおすすめするC言語を学べるオンラインプログラミングスクール5社で自分に合うスクールを見つけましょう．後悔はさせません！
