C++20 STL ＜numbers＞ 数学常量库

1. numbers 概述

<numbers>是 C++20 新增的标准头文件，定义了一组常用数学常量。命名空间是std::numbers。在实际工程应用中，应该用标准替代经验，用规范替代习惯。用<numbers>替代手写常量，统一数学表达方式，提升可读性与可靠性。

核心特点：

• constexpr 编译期常量
• 类型安全（支持模板变量）
• 精度由标准库保证
• 无宏污染、无全局符号冲突

为什么 比宏更好？

❌ 传统写法：

#definePI3.1415926

✅ 现代写法：

constexprautopi=std::numbers::pi;

<numbers>与<cmath>的关系

2. 常见分类与常量速览

π 相关

std::numbers::pi// πstd::numbers::inv_pi// 1 / πstd::numbers::inv_sqrtpi// 1 / √π

自然常数e 相关

std::numbers::e// estd::numbers::log2e// log2(e)std::numbers::log10e// log10(e)

对数 相关

std::numbers::ln2// ln(2)std::numbers::ln10// ln(10)

根号 相关

std::numbers::sqrt2// √2std::numbers::sqrt3// √3std::numbers::inv_sqrt2// 1 / √2

3. C++示例

1. 角度 ↔ 弧度转换

   constexprdoubleDeg2Rad(doubledeg){returndeg*std::numbers::pi/180.0;}constexprdoubleRad2Deg(doublerad){returnrad*180.0/std::numbers::pi;}

2. 几何 / 位姿 / 旋转计算

   doubleyaw=Deg2Rad(90.0);doublec=std::cos(yaw);doubles=std::sin(yaw);

3. 中常用常量汇总（20 个）

pi,inv_pi,inv_sqrtpi,e,log2e,log10e,ln2,ln10,sqrt2,sqrt3,inv_sqrt2,pi_v<float>,pi_v<double>,e_v<float>,e_v<double>,ln2_v<float>,ln10_v<double>,sqrt2_v<float>,sqrt3_v<double>