为什么在C语言中abs()和fabs()被定义在两个不同的头文件中？

Question

标准库函数abs()声明在stdlib.h中，而fabs()在math.h中。

为什么它们存在不同的头文件中？

- Sanjana Jose

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abs() 适用于 int 类型，fabs() 适用于 double 类型。 - Weather Vane

我认为这是由于历史原因所致。 - Bathsheba

@WeatherVane 我认为原帖作者已经知道这一点了。他很好奇它们为什么在不同的头文件中。 - Mirakurun

我认为这很明显，因为当你不使用浮点运算时，你不需要math.h标头；反之，fabs应归入其他浮点定义。 - Weather Vane

因为在C语言创建时，浮点运算处理单元还比较罕见，所以浮点函数被放置在单独的库和头文件中。这个回答提供了更详细的信息：https://dev59.com/03NA5IYBdhLWcg3wQ7Yw#1034012 - myaut

Answer 1

math.h 最初出现在第七版研究 Unix 中。很难说它是怎么来的。例如，[1] 声称 C 库的一些部分是从“PWB/Unix”合并而来的，其中包括 troff 和 C 编译器 pcc，但我无法证明。

另一个有趣的信息是来自 V7 Unix 的库手册：intro.3：

(3)   These functions, together with those of section 2 and those marked (3S),
      constitute library libc, which is automatically loaded by the C compiler
      cc(1) and the Fortran compiler f77(1).  The link editor  ld(1)  searches
      this  library  under  the  `-lc' option.  Declarations for some of these
      functions may be obtained from include files indicated on the  appropri-
      ate pages.

<...>

(3M)  These  functions  constitute the math library, libm.  They are automati-
      cally loaded as needed by the Fortran compiler f77(1).  The link  editor
      searches  this  library  under the `-lm' option.  Declarations for these
      functions may be obtained from the include file <math.h>.

如果您查看V7命令的makefile，只有少数C程序链接了-lm标志。因此我的结论是推测性的：

1. libm.a（以及math.h）主要是为FORTRAN程序而设计的，因此将其分离为库以减少二进制文件的占用空间（请注意，它是静态链接的）。
2. 很少有机器支持浮点运算。例如，您需要为PDP-11购买可选的FPP [2]，Unix中也有libfpsim模拟库来缓解这个问题，因此早期的C程序几乎无法使用浮点运算。

_{1. UNIX演化史：1975-1984年之前的UNIX历史}

^{2. PDP-11体系结构}

- myaut

Answer 2

大多数运算符，如+ - / *，也是数学运算符，但这些也很容易获得。在编程时，您使用了很多数学知识，开发人员已经开始区分日常所需的数学和更专业的数学，您只需要使用其中一部分。Abs是那些经常使用的函数之一。就像指针算术一样，当您只想知道差异以计算内存块的大小时。但您不感兴趣知道哪个在内存中更高，哪个更低。

因此，总结一下：abs经常被使用，因为它计算两个整数之间的差异。例如，两个指针之间的差异也是一个整数。因此它在stdlib.h中。然而，fabs不是您经常需要的东西，除非您正在进行特定的数学工作。因此它在math.h中。

- Dave Kok

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这并没有回答为什么这些函数在不同的文件中。 - HolyBlackCat

现在它可以了 :) - Dave Kok

“[...]因为它计算两个整数之间的差异。”不，它不是这样的，因为它接收一个单独的整数值参数，可以是整数字面量或表达式，并返回绝对值（或简单地说，距离零点的距离）。用于计算内存块大小的内存地址相减可能是作为参数提供给函数的表达式，该表达式被评估为单个值，并且不对abs函数本身的功能产生影响。 - dandev486