在 C 语言中计算反正切（arctan）

简介

在本实验中，你将学习如何在C编程中计算反正切（arctan）函数。本实验涵盖三个主要步骤：从用户输入中读取一个实数，使用 atan() 函数计算反正切，并以弧度为单位打印结果。完成本实验后，你将对如何使用C进行三角计算有扎实的理解。

本实验首先教你如何从用户那里读取一个实数，这对于计算反正切至关重要。接下来，你将使用 atan() 函数计算输入数字的反正切。最后，你将以弧度为单位打印结果，以便你理解输出。

Skills Graph

读取任意实数

在这一步中，我们将学习如何在C编程中读取一个实数，以便计算反正切（arctan）函数。

首先，让我们创建一个新的C源文件来实现我们的程序：

cd ~/project
nano read_number.c

现在，将以下代码添加到文件中：

#include <stdio.h>

int main() {
    double number;

    printf("输入一个实数：");
    scanf("%lf", &number);

    printf("你输入的是：%f\n", number);

    return 0;
}

让我们来分析一下这段代码：

• double number; 声明一个变量来存储实数
• scanf("%lf", &number); 从用户输入中读取一个双精度浮点数
• printf("你输入的是：%f\n", number); 显示输入的数字

编译并运行程序：

gcc read_number.c -o read_number
./read_number

示例输出：

输入一个实数：3.14
你输入的是：3.140000

使用 atan() 函数

在这一步中，我们将修改之前的程序，使用 atan() 函数来计算输入数字的反正切。

使用以下代码更新 read_number.c 文件：

cd ~/project
nano read_number.c

添加以下内容：

#include <stdio.h>
#include <math.h>

int main() {
    double number, angle;

    printf("输入一个实数：");
    scanf("%lf", &number);

    angle = atan(number);

    printf("输入的数字：%f\n", number);
    printf("以弧度表示的反正切（arctan）：%f\n", angle);

    return 0;
}

代码中的关键更改：

• 添加 #include <math.h> 以使用数学函数
• 使用 atan() 函数计算反正切
• 添加一个新的 angle 变量来存储结果
• 打印输入数字及其反正切

使用数学库编译程序：

gcc read_number.c -o read_number -lm
./read_number

示例输出：

输入一个实数：1
输入的数字：1.000000
以弧度表示的反正切（arctan）：0.785398

以弧度为单位打印角度

在这一步中，我们将改进程序，以提供关于以弧度为单位的反正切角度的更详细输出。

使用以下代码更新 read_number.c 文件：

cd ~/project
nano read_number.c

添加以下内容：

#include <stdio.h>
#include <math.h>

int main() {
    double number, angle;

    printf("输入一个实数：");
    scanf("%lf", &number);

    angle = atan(number);

    printf("输入的数字：%f\n", number);
    printf("以弧度为单位的反正切（arctan）：%f\n", angle);
    printf("以度为单位的角度：%f\n", angle * 180.0 / M_PI);

    return 0;
}

代码中的关键更改：

• 使用 angle * 180.0 / M_PI 添加了弧度到度的转换
• 使用 math.h 中的 M_PI 常量进行精确转换
• 添加了一个额外的打印语句以显示以度为单位的角度

编译程序：

gcc read_number.c -o read_number -lm
./read_number

示例输出：

输入一个实数：1
输入的数字：1.000000
以弧度为单位的反正切（arctan）：0.785398
以度为单位的角度：45.000000

总结

在本实验中，我们学习了如何从用户输入中读取一个实数，并使用 atan() 函数计算其以弧度为单位的反正切（arctan）。我们首先创建了一个C程序，提示用户输入一个实数，然后显示输入的数字。接下来，我们修改了程序，使用 atan() 函数计算输入数字的反正切，并以弧度为单位打印结果。本实验提供了实现这些功能的逐步指南，确保对该过程有清晰的理解。