การดำเนินการทางคณิตศาสตร์ของภาษา Cคือกลุ่มของฟังก์ชันในไลบรารีมาตรฐานของภาษาการเขียนโปรแกรม C ที่ใช้ฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์พื้นฐาน^{[ 1 ] [ 2 ]}มาตรฐาน C ที่แตกต่างกันมีชุดฟังก์ชันที่แตกต่างกัน แม้ว่าจะเข้ากันได้กับเวอร์ชันก่อนหน้าก็ตาม ฟังก์ชันส่วนใหญ่เหล่านี้ยังมีอยู่ในไลบรารีมาตรฐาน C++ ด้วย เช่นกัน แม้ว่าจะอยู่ในส่วนหัวที่แตกต่างกัน (ส่วนหัวของ C ก็รวมอยู่ด้วย แต่เป็นเพียงคุณสมบัติความเข้ากันได้ที่เลิกใช้แล้ว)

ฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ส่วนใหญ่ที่ใช้ตัวเลขทศนิยมจะถูกกำหนดไว้ใน ไฟล์เฮดเดอร์ <math.h>` <cmath>.php` (ใน C++) ส่วนฟังก์ชันที่ทำงานกับจำนวนเต็มเช่นabs`flow`, labs` divflow`, `flow` และ `flow` จะถูกกำหนดไว้ใน ไฟล์เฮดเดอร์ `.php` ( ใน C++) ldivแทน<stdlib.h><cstdlib>

ฟังก์ชันใดๆ ที่ดำเนินการกับมุมจะใช้เรเดียนเป็นหน่วยของมุม^{[ 1 ]}

ฟังก์ชันเหล่านี้บางส่วนไม่มีอยู่ใน มาตรฐานเวอร์ชัน C89สำหรับฟังก์ชันที่มีอยู่ ฟังก์ชันจะรับเฉพาะประเภทdoubleสำหรับอาร์กิวเมนต์จุดลอยตัว ซึ่งนำไปสู่การแปลงประเภทที่มีค่าใช้จ่ายสูงในโค้ดที่ใช้floatค่าความแม่นยำเดี่ยว ใน C99 ข้อบกพร่องนี้ได้รับการแก้ไขโดยการแนะนำชุดฟังก์ชันใหม่ที่ทำงานกับอาร์กิวเมนต์floatและlong doubleฟังก์ชันเหล่านั้นระบุโดย คำต่อท้าย fและlตามลำดับ^{[ 3 ]}

C99เพิ่มฟังก์ชันและประเภทต่างๆ หลายอย่างสำหรับการควบคุมสภาพแวดล้อมจุดลอยตัวแบบละเอียด^{[ 3 ]}ฟังก์ชันเหล่านี้สามารถใช้เพื่อควบคุมการตั้งค่าต่างๆ ที่ส่งผลต่อการคำนวณจุดลอยตัว เช่น โหมดการปัดเศษ เงื่อนไขที่ทำให้เกิดข้อยกเว้น เมื่อตัวเลขถูกล้างเป็นศูนย์ เป็นต้น ฟังก์ชันและประเภทสภาพแวดล้อมจุดลอยตัวถูกกำหนดไว้ใน<fenv.h>ส่วนหัว ( <cfenv>ในC++ )

C99เพิ่ม_Complexคีย์เวิร์ดใหม่ (และcomplexมาโครอำนวยความสะดวก ซึ่งใช้ได้เฉพาะเมื่อ<complex.h>มีการรวมเฮดเดอร์ไว้เท่านั้น) ที่ให้การสนับสนุนจำนวนเชิงซ้อน ชนิดข้อมูลจุดลอยตัวใดๆ ก็สามารถแก้ไขได้ด้วย `completion` complexและจะถูกกำหนดเป็นคู่ของจำนวนจุดลอยตัว โปรดทราบว่า C99 และ C++ ไม่ได้ใช้งานจำนวนเชิงซ้อนในลักษณะที่เข้ากันได้ในโค้ด – C++ จะใช้คลาส `completion` แทน std::complex

การดำเนินการทั้งหมดบนจำนวนเชิงซ้อนถูกกำหนดไว้ใน<complex.h>ส่วนหัว เช่นเดียวกับฟังก์ชันค่าจริง คำต่อท้าย " fหรือl" จะแสดงถึง รูปแบบ " float complexหรือlong double complex" ของฟังก์ชันนั้น

ฟังก์ชันที่ซับซ้อนกว่าบางส่วน "สงวนไว้สำหรับการใช้งานในอนาคตใน C99" ^{[ 5 ]}การใช้งานนั้นจัดทำโดยโครงการโอเพนซอร์สที่ไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของไลบรารีมาตรฐาน

ส่วนหัวของไฟล์<tgmath.h>กำหนดมาโครแบบทั่วไปสำหรับฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์แต่ละฟังก์ชันที่กำหนดไว้ในไฟล์<math.h>และ<complex.h>ไฟล์ ซึ่งจะเพิ่มการสนับสนุนแบบจำกัดสำหรับการโอเวอร์โหลดฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์: สามารถใช้ชื่อฟังก์ชันเดียวกันกับพารามิเตอร์ประเภทต่างๆ ได้ โดยฟังก์ชันจริงจะถูกเลือกในระหว่างการคอมไพล์ตามประเภทของพารามิเตอร์

มาโครแบบเจเนริกแต่ละตัวที่สอดคล้องกับฟังก์ชันที่กำหนดไว้สำหรับทั้งจำนวนจริงและจำนวนเชิงซ้อน จะรวบรวมฟังก์ชันที่แตกต่างกันทั้งหมด 6 ฟังก์ชัน ได้แก่float, doubleและlong doubleและcomplexรูปแบบต่างๆ ของฟังก์ชันเหล่านั้น ส่วนมาโครแบบเจเนริกที่สอดคล้องกับฟังก์ชันที่กำหนดไว้สำหรับจำนวนจริงเท่านั้น จะรวบรวมฟังก์ชันที่แตกต่างกันทั้งหมด 3 ฟังก์ชัน ได้แก่float, doubleและlong doubleรูปแบบต่างๆ ของฟังก์ชันนั้น

ภาษา C++ มีการรองรับการโอเวอร์โหลดฟังก์ชันโดยธรรมชาติอยู่แล้ว ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องมี<tgmath.h>ไฟล์เฮดเดอร์เพิ่มเติม แม้แต่เพื่อเป็นคุณสมบัติความเข้ากันได้ก็ตาม

ส่วนหัว<stdlib.h>( <cstdlib>ใน C++) กำหนดฟังก์ชันหลายอย่างที่สามารถใช้สำหรับการสร้างตัวเลขสุ่มทางสถิติได้^{[ 6 ]}

ตระกูลarc4randomของฟังก์ชันเลขสุ่มไม่ได้ถูกกำหนดไว้ในมาตรฐาน POSIX แต่พบได้ในlibcการใช้งานทั่วไปบางอย่าง เดิมทีคำนี้หมายถึงตัวสร้างคีย์สตรีมของเวอร์ชันที่รั่วไหลของรหัสRC4 (จึงเป็นที่มาของคำว่า " RC4 ที่ถูกกล่าวหา") แต่หลังจากนั้นได้มีการนำอัลกอริธึมอื่น ๆ ซึ่งโดยปกติมาจากรหัสอื่น ๆ เช่นChaCha20มาใช้แทน โดยใช้ชื่อเดียวกัน

คุณภาพของการสุ่มจากrandมักจะอ่อนเกินไปจนไม่อาจถือได้ว่าเป็นการสุ่มทางสถิติ และจำเป็นต้องมีการกำหนดค่าเริ่มต้นอย่างชัดเจน โดยทั่วไปแล้วแนะนำให้ใช้arc4randomแทนเมื่อrandเป็นไปได้ ไลบรารี C บางตัวใช้การสุ่มแบบนี้randภายในarc4random_uniformอยู่แล้ว

ตั้งแต่C++17 เป็นต้นไป C++ ได้นำฟังก์ชันพิเศษ มาใส่ ไว้ในไฟล์<cmath>เฮดเดอร์

ภายใต้ระบบPOSIX เช่น LinuxและBSDฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ (ตามที่ประกาศไว้ในไฟล์ `.json` <math.h>) จะถูกรวมไว้แยกต่างหากในไลบรารีทางคณิตศาสตร์ดังนั้น หากมีการใช้ฟังก์ชันเหล่านั้น ลิงเกอร์จะต้องได้รับคำสั่ง `linker` มีการใช้งานหลายรูปแบบ รวมถึง: libm-lmlibm

• libmของGNU libc
• ไลบรารี libmของAMD บนGitHubถูกนำมาใช้ใน Windows เกือบจะเหมือนเดิมทุกประการ
• ไลบรารีคอมไพเลอร์ Intel C++
• libmของRed Hat (Newlib)
• FDLIBMของSunซึ่งถูกใช้เป็นพื้นฐานสำหรับmsunของFreeBSDและlibmของOpenBSDซึ่งทั้งสองอย่างนี้ก็เป็นพื้นฐานของOpenLibmของJulia อีกทีหนึ่ง
• ไลบรารี libmของmuslสร้างขึ้นบนพื้นฐานของ BSD libmsและโครงการอื่นๆ เช่น Arm
• ไลบรารี libm ของLLVM ซึ่งปัดเศษอย่างถูกต้อง (กล่าวคือ ข้อผิดพลาดจากผลลัพธ์ที่ถูกต้องทางคณิตศาสตร์จะต่ำกว่า 0.5 หน่วยในตำแหน่งสุดท้าย ) ^{[ 7 ]}
• CRlibm (correctly rounded libm) ซึ่งเป็นโครงการของ Arénaire และMetaLibm ซึ่งเป็นรุ่นต่อจาก CRlibm นั้น ใช้ขั้นตอนวิธี Remezในการสร้างค่าประมาณโดยอัตโนมัติซึ่งได้รับการพิสูจน์อย่างเป็นทางการแล้ว
• RLIBM ของ Rutger ซึ่งให้ฟังก์ชันปัดเศษที่ถูกต้องในความแม่นยำเดี่ยว^{[ 8 ]}

ตัวอย่างการใช้งานที่ไม่จำเป็นต้องใช้ชื่อเฉพาะlibmได้แก่:

• รูทีนทางคณิตศาสตร์ที่ปรับแต่งแล้วของARM
• GCE-Math คือเวอร์ชันของฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ของ C/C++ ที่เขียนขึ้นสำหรับ C++ constexpr(การคำนวณในขั้นตอนการคอมไพล์)
• CORE-MATHปัดเศษอย่างถูกต้องสำหรับความแม่นยำเดี่ยวและคู่
• ไลบรารีคณิตศาสตร์ SIMD (เวกเตอร์) ประกอบด้วยSLEEF , Yeppp! เก็บถาวรเมื่อวันที่ 14 กรกฎาคม 2020 ที่Wayback Machineและ VCL ของ Agner Fogรวมถึงไลบรารีแบบปิดแหล่งที่มาอีกจำนวนหนึ่ง เช่น SVML และ DirectXMath ^{[ 9 ]}

• การรองรับเลขทศนิยม C99

เว็บไซต์ Wikibook C Programmingมีหน้าเว็บเกี่ยวกับหัวข้อ: การเขียนโปรแกรมภาษาซี/เอกสารอ้างอิงภาษาซี

• math.h: การประกาศทางคณิตศาสตร์ – เอกสารอ้างอิงคำจำกัดความพื้นฐาน, ข้อกำหนด UNIX เดียว , เวอร์ชัน 5 จากThe Open Group
• เอกสารอ้างอิงภาษาซีสำหรับฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์