现代 C++ 中的 math.h 和 cmath 有什么区别？-牛翰网

一、引言

C++ 标准库中的 <cmath> 和 C 语言标准库中的 <math.h> 均为数学函数库，它们提供了一系列数学函数和常量。然而，这两者之间存在一些重要的区别。本文旨在深入探讨现代 C++ 中 <cmath> 和 <math.h> 的主要差异，并解释为什么在现代 C++ 开发中推荐使用 <cmath>。

二、命名空间

math.h：C 语言的头文件，没有命名空间的概念。所有的函数和宏都直接定义在全局命名空间中，这容易导致命名冲突。
cmath：C++ 的头文件，引入了命名空间的概念。所有的函数和常量都定义在 std 命名空间中，从而避免了潜在的命名冲突。

示例：

// math.h  
#include <math.h>  
double value = sqrt(25.0); // 直接使用 sqrt 函数  
  
// cmath  
#include <cmath>  
double value = std::sqrt(25.0); // 使用 std::sqrt 函数

三、函数重载

math.h：不支持函数重载，因此其所有函数都使用双精度浮点数 (double) 作为参数和返回值。
cmath：支持函数重载，可以为不同类型的参数提供不同版本的函数。这使得 <cmath> 更加灵活，并能更好地适应不同类型的数值计算需求。

示例：

// cmath 中的函数重载  
#include <cmath>  
double value_double = std::sqrt(25.0); // double 类型参数  
float value_float = std::sqrt(25.0f);  // float 类型参数

四、异常处理

当遇到错误时，两者通常通过设置全局错误标志（如 errno）或返回特殊值（如 NaN、inf 等）来处理。因此，我们需要检查返回值或 errno 来确定是否发生了错误。

示例：

#include <cmath>  
#include <cerrno> // 用于 std::errno  
#include <cstring> // 用于 std::strerror  
#include <iostream>  
  
int main() {  
    errno = 0; // 清除 errno  
    std::cout << std::log(-1) << std::endl; // 尝试计算 log(-1)  
  
    if (errno == EDOM) {  
        std::cout << "错误: " << std::strerror(errno) << std::endl;  
    }  
    return 0;  
}