Mathematische Funktionen

Du musst nicht jede Funktion selbst schreiben. C hat eine Bibliothek fertiger Funktionen, und einige davon hast du schon benutzt: printf, strlen, toupper. Die Header-Datei math.h enthält Funktionen für Mathematik:

• sqrt(x) gibt die Quadratwurzel von x zurück: sqrt(16) ist 4.0.
• pow(x, y) gibt x hoch y zurück: pow(2, 10) ist 1024.0.
• round(x) rundet x auf die nächste ganze Zahl: round(3.7) ist 4.0. Eine Hälfte wird von null weg gerundet, also ist round(2.5) gleich 3.0.
• fabs(x) gibt den Betrag von x zurück, die Zahl ohne ihr Minuszeichen: fabs(-3.5) ist 3.5.

Das sind Funktionen wie die, die du schreibst: Sie nehmen Argumente entgegen und geben einen Wert zurück. Alle vier geben ein double zurück, also gib sie mit %f oder %.2f aus. Um sie zu verwenden, füge #include <math.h> oben im Programm hinzu, neben #include <stdio.h>:

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

int main(void) {
    printf("%.2f\n", sqrt(16));
    printf("%.2f\n", pow(2, 10));
    printf("%.2f\n", round(3.7));
    printf("%.2f\n", fabs(-3.5));
    return 0;
}

Dieses Programm gibt aus:

4.00
1024.00
4.00
3.50

Sie mit %d auszugeben ist hier ein Kompilierfehler: format specifies type 'int' but the argument has type 'double'. Und wenn du das #include vergisst, lässt sich das Programm auch nicht kompilieren:

#include <stdio.h>

int main(void) {
    printf("%.2f\n", sqrt(16));
    return 0;
}

main.c:4:22: error: call to undeclared library function 'sqrt' with type 'double (double)'; ISO C99 and later do not support implicit function declarations [-Wimplicit-function-declaration]
    4 |     printf("%.2f\n", sqrt(16));
      |                      ^
main.c:4:22: note: include the header <math.h> or explicitly provide a declaration for 'sqrt'
1 error generated.

Die erste Zeile kennst du: ein Aufruf einer Funktion, die der Compiler noch nicht kennt, diesmal einer Bibliotheksfunktion. Die note sagt, was zu tun ist: den Header <math.h> einbinden oder sqrt selbst deklarieren. Jetzt siehst du, wozu das #include da ist: math.h enthält die Prototypen dieser Funktionen.

Den Betrag einer Ganzzahl berechnet eine eigene Funktion, abs, die in einer anderen Header-Datei steht, stdlib.h (der Standardbibliothek). Sie nimmt einen int entgegen und gibt einen zurück, also gibst du sie mit %d aus:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(void) {
    int morgens = -5;
    int mittags = 3;
    printf("Unterschied: %d Grad\n", abs(mittags - morgens));
    printf("%d\n", abs(-7));
    return 0;
}

Dieses Programm gibt aus:

Unterschied: 8 Grad
7

Verwende abs für Ganzzahlen und fabs für Dezimalzahlen: abs(-2.5) gibt stillschweigend 2 zurück. Und du kannst Bibliotheksfunktionen in deinen eigenen Funktionen aufrufen, und genau das machst du jetzt.