【C言語】 atan2関数とは？使い方・atanとの違いを解説

#include <math.h>

/* 倍精度版 */
double atan2(double y, double x);

/* 単精度版(C99以降) */
float atan2f(float y, float x);

/* 拡張精度版(C99以降) */
long double atan2l(long double y, long double x);

#include <stdio.h>
#include <math.h>    // atan2, M_PI を使うために必要

int main(void) {
    /* 代表的な座標の例 */
    double x_values[] = { 1.0,  0.0, -1.0,  0.0,  1.0, -1.0 };
    double y_values[] = { 0.0,  1.0,  0.0, -1.0,  1.0, -1.0 };
    const char *labels[] = {
        "(1, 0)", "(0, 1)", "(-1, 0)", "(0, -1)", "(1, 1)", "(-1, -1)"
    };

    int n = (int)(sizeof(x_values) / sizeof(x_values[0]));

    for (int i = 0; i < n; i++) {
        double x = x_values[i];
        double y = y_values[i];

        /* atan2は(y, x)の順番に注意 */
        double rad = atan2(y, x);

        /* ラジアンを度数に変換して分かりやすく表示 */
        double deg = rad * 180.0 / M_PI;

        printf("point %s: atan2(y, x) = %f [rad], %f [deg]\n",
               labels[i], rad, deg);
    }

    return 0;
}

#include <math.h>

/* 倍精度版 */
double atan(double x);

/* 単精度版(C99以降) */
float atanf(float x);

/* 拡張精度版(C99以降) */
long double atanl(long double x);

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

int main(void) {
    /* 例として4つの座標を用意 */
    double x_values[] = {  1.0, -1.0, -1.0,  0.0 };
    double y_values[] = {  1.0,  1.0, -1.0,  1.0 };
    const char *labels[] = {
        "( 1,  1)", "(-1,  1)", "(-1, -1)", "( 0,  1)"
    };

    int n = (int)(sizeof(x_values) / sizeof(x_values[0]));

    for (int i = 0; i < n; i++) {
        double x = x_values[i];
        double y = y_values[i];

        printf("point %s\n", labels[i]);

        if (x != 0.0) {
            /* x!=0のときだけ、比較のためにatan(y/x)を計算 */
            double ratio = y / x;
            double rad_atan  = atan(ratio);
            double deg_atan  = rad_atan * 180.0 / M_PI;
            printf("  atan(y/x)   = %8.3f [deg] (ratio=%5.2f)\n",
                   deg_atan, ratio);
        } else {
            printf("  atan(y/x)   = 計算不能 (x=0 のため 0除算)\n");
        }

        /* atan2はx=0でも安全に使える */
        double rad_atan2 = atan2(y, x);
        double deg_atan2 = rad_atan2 * 180.0 / M_PI;
        printf("  atan2(y, x) = %8.3f [deg]\n\n", deg_atan2);
    }

    return 0;
}

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

int main(void) {
    double x = 0.0;
    double y = 0.0;

    /* 原点(0, 0)かどうかを事前にチェックする例 */
    if (x == 0.0 && y == 0.0) {
        printf("原点なので向き(角度)は定義できません。\n");
    } else {
        double rad = atan2(y, x);
        double deg = rad * 180.0 / M_PI;
        printf("atan2(y, x) = %f [rad], %f [deg]\n", rad, deg);
    }

    return 0;
}

#ifndef M_PI
#define M_PI 3.14159265358979323846
#endif

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

#ifndef M_PI
#define M_PI 3.14159265358979323846
#endif

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

    double rad = atan2(y, x);
    double deg = rad * 180.0 / M_PI;

    printf("座標(%.1f, %.1f) の角度:\n", x, y);
    printf("  ラジアン: %f\n", rad);
    printf("  度数    : %f\n", deg);

    return 0;
}

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

#ifndef M_PI
#define M_PI 3.14159265358979323846
#endif

/* 2次元座標を表す構造体 */
typedef struct {
    double x;
    double y;
} Vec2;

/* プレイヤーからターゲットへの角度を求める関数
   戻り値はラジアン */
double get_angle_rad(Vec2 player, Vec2 target) {
    double dx = target.x - player.x;  // x方向の差分
    double dy = target.y - player.y;  // y方向の差分

    /* 原点チェック: 同じ位置なら向きは定義できない */
    if (dx == 0.0 && dy == 0.0) {
        return 0.0;  // ここでは便宜的に0を返す(用途に応じて扱いを決める)
    }

    /* ベクトル(dx, dy)の向きの角度を求める */
    return atan2(dy, dx);
}

/* ラジアンを度数に変換するユーティリティ関数 */
double rad_to_deg(double rad) {
    return rad * 180.0 / M_PI;
}

int main(void) {
    Vec2 player = { 0.0, 0.0 };  // プレイヤーの位置
    Vec2 targets[] = {
        {  1.0,  0.0 },  // 右
        {  0.0,  1.0 },  // 上
        { -1.0,  0.0 },  // 左
        {  0.0, -1.0 },  // 下
        {  1.0,  1.0 },  // 右上(第1象限)
        { -1.0,  1.0 },  // 左上(第2象限)
        { -1.0, -1.0 },  // 左下(第3象限)
        {  1.0, -1.0 },  // 右下(第4象限)
    };

    int n = (int)(sizeof(targets) / sizeof(targets[0]));

    for (int i = 0; i < n; i++) {
        Vec2 target = targets[i];
        double rad = get_angle_rad(player, target);
        double deg = rad_to_deg(rad);

        printf("Player(%.1f, %.1f) -> Target(%.1f, %.1f):\n",
               player.x, player.y, target.x, target.y);
        printf("  角度: %7.3f [rad], %7.3f [deg]\n\n", rad, deg);
    }

    return 0;
}