【C言語】 sqrtの使い方(math.h) 平方根の計算と注意点

// math.h より(概念的な説明)
// 非負の x の平方根を返す。負の x に対しては NaN を返す(詳細は注意点を参照)。
double sqrt(double x);
float  sqrtf(float x);
long double sqrtl(long double x);

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

int main(void) {
    float       xf  = 2.0f;
    double      xd  = 2.0;
    long double xld = 2.0L;

    // それぞれの型に対応する関数で平方根を計算
    float       rf  = sqrtf(xf);
    double      rd  = sqrt(xd);
    long double rld = sqrtl(xld);

    printf("sqrtf(2.0f)  = %.8f (float)\n", rf);
    printf("sqrt(2.0)    = %.15f (double)\n", rd);
    printf("sqrtl(2.0L)  = %.18Lf (long double)\n", rld);
    return 0;
}

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

int main(void) {
    double x = 9.0;
    double r = sqrt(x); // 9 の平方根は 3
    printf("sqrt(%.1f) = %.1f\n", x, r);
    return 0;
}

# GCC の例
gcc -std=c11 -Wall -Wextra main.c -lm -o run

# Clang の例
clang -std=c11 -Wall -Wextra main.c -lm -o run

cl /std:c11 /W4 main.c

gcc -std=c11 -Wall -Wextra main.c -lm -o run.exe

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

int main(void) {
    double a = 2.0;
    double b = 9.0;

    double ra = sqrt(a);
    double rb = sqrt(b);

    // 表示桁を変えて出力
    printf("sqrt(%.1f) = %.6f\n", a, ra);   // 6桁表示
    printf("sqrt(%.1f) = %.15f\n", a, ra);  // 15桁表示(誤差の観察に便利)
    printf("sqrt(%.1f) = %.1f\n", b, rb);
    return 0;
}

#include <stdio.h>
#include <math.h> // lround を使うため

int main(void) {
    int    n1 = 10;
    int    n2 = 144;

    // 整数を渡しても内部で double に拡張される
    double r1 = sqrt(n1);  // ≈ 3.162277...
    double r2 = sqrt(n2);  // 12.0 (ぴったり)

    // 単純なキャストは小数点以下を切り捨てる
    int t1 = (int)r1; // 3
    int t2 = (int)r2; // 12

    // 四捨五入して整数にしたいなら lround/llround などを使う
    long rr1 = lround(r1); // 3
    long rr2 = lround(r2); // 12

    // 完全な平方数かどうか判定する簡易例(小さめの整数向け)
    int m = 225;
    int s = (int)(sqrt(m) + 0.5); // 近い整数に丸め
    int is_square = (s * s == m); // 真なら完全平方

    printf("sqrt(%d) ≈ %.6f, (int)で切り捨て -> %d, 四捨五入 -> %ld\n", n1, r1, t1, rr1);
    printf("sqrt(%d) = %.1f, (int)で切り捨て -> %d, 四捨五入 -> %ld\n", n2, r2, t2, rr2);
    printf("%d は完全平方数ですか? -> %s\n", m, is_square ? "YES" : "NO");
    return 0;
}

#include <stdio.h>
#include <math.h>   // sqrt, isnan

int main(void) {
    double x = -1.0;
    double r = sqrt(x);

    printf("sqrt(%g) = %f\n", x, r); // 多くの処理系で "nan" と表示
    if (isnan(r)) {
        printf("結果は NaN でした(負の数の平方根は実数では定義されません)。\n");
    }
    return 0;
}

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

int main(void) {
    double z = 0.0;
    double p = 4.0;
    double r1 = sqrt(z);
    double r2 = sqrt(p);
    double r3 = sqrt(INFINITY); // 無限大の平方根

    printf("sqrt(%.1f) = %.1f\n", z, r1);
    printf("sqrt(%.1f) = %.1f\n", p, r2);
    printf("sqrt(INFINITY) = %f\n", r3); // 多くの環境で "inf"
    return 0;
}

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

int main(void) {
    double s = sqrt(2.0);
    double back = s * s;
    double diff = back - 2.0;

    printf("sqrt(2.0) ≈ %.17f\n", s);
    printf("再合成 s*s = %.17f\n", back);
    printf("差分(back - 2.0) = %.17e\n", diff);

    // 等値比較ではなく、許容誤差(イプシロン)による比較が安全
    double eps = 1e-12; // 例: 適切な閾値を用途に応じて選ぶ
    printf("|back - 2.0| < %.1e ? -> %s\n", eps, (fabs(diff) < eps) ? "YES" : "NO");
    return 0;
}

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

int main(void) {
    // 例: (1, 2) と (4, 6) の距離
    double x1 = 1.0, y1 = 2.0;
    double x2 = 4.0, y2 = 6.0;

    double dx = x2 - x1;
    double dy = y2 - y1;
    double dist = sqrt(dx*dx + dy*dy);

    printf("点A(%.1f, %.1f) と 点B(%.1f, %.1f) の距離 = %.6f\n", x1, y1, x2, y2, dist);
    return 0;
}

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

int main(void) {
    double x;

    printf("数値を入力してください: ");
    if (scanf("%lf", &x) != 1) {
        // 入力の検証(失敗したら終了)
        fprintf(stderr, "入力エラーです。\n");
        return 1;
    }

    if (x < 0.0) {
        // 実数の平方根は定義されないため NaN になる
        printf("負の数の平方根は実数では定義されません(NaN)。\n");
    } else {
        double r = sqrt(x);
        printf("sqrt(%.6f) = %.12f\n", x, r);
    }
    return 0;
}

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

int main(void) {
    // 混在するデータ(負の値も含む)
    double data[] = {0.0, 1.0, 2.0, 4.0, 9.0, -3.0};
    size_t n = sizeof(data) / sizeof(data[0]);

    printf("元の値 -> 平方根\n");
    for (size_t i = 0; i < n; ++i) {
        double x = data[i];
        if (x < 0.0) {
            // 負の数は NaN（ここでは説明文字列を表示）
            printf("%8.3f -> NaN(負)\n", x);
        } else {
            double r = sqrt(x);
            printf("%8.3f -> % .12f\n", x, r);
        }
    }
    return 0;
}