M_PI在gcc --std=c11下不可用，但在--std=gnu11下可用吗？

Question

我注意到 c11 上没有定义 M_PI。通过查看 /usr/include/math.h，我发现只有在以下情况下才定义了 M_PI：

#if !defined(__STRICT_ANSI__) || ((_XOPEN_SOURCE - 0) >= 500)
...
#define M_PI 3.1415...
#endif 

此外，在glibc的math.h中，__STRICT_ANSI__被替换为__USE_MISC。我完全不知所措。

--std=c11和math.h中定义的常量之间有什么关联吗？

在debian发行版中应该考虑哪个libc?

顺便提一下，M_PI在c99和gnu11中都有定义...

- nowox

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你的问题明显是关于C11而不是C++11，为什么要使用c++11标签？ - juhist

有的，而且您的帖子已经被编辑为c11标签，而不是c++11。 - juhist

Answer 1

简单来说，标准C中没有定义M_PI常量。如果您想符合标准，请自己提供定义。

C编译器不能引入这样的常量而不破坏合法的C程序(名称未被保留，可能被用作标识符)，因此它们只是被定义为扩展。

当使用-std=c99时，GCC 4.9不定义M_PI，但是在使用-std=gnu99时进行了定义。

- milleniumbug

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它虽然是在“c99”中定义的。 - nowox

@coin 这不应该是这样的 - C99也没有定义M_PI。 - milleniumbug

GCC 的默认值是 gnu90。5.1.0（尚未发布）将默认为 gnu11。 - cremno

@coin：它使用与不同或没有“-std”选项相同的libc（通常是glibc，但不一定。例如在Windows上）。还可以阅读http://man7.org/linux/man-pages/man7/feature_test_macros.7.html和https://www.gnu.org/software/libc/manual/html_node/Feature-Test-Macros.html以获取更多信息。 - cremno

为什么要这样麻烦呢？如果你需要更多的功能，就使用带有扩展名的“-std=gnu99”选项；如果你需要可移植性，并且不想意外地限制自己只能使用一个编译器，那么就使用“-std=c99”选项，不需要扩展。 - milleniumbug

Answer 2

如果您只需要M_PI，而在寻找包含POSIX / XOPEN特性测试宏等更全面的答案时，可以采用以下临时解决方案:

#ifndef M_PI
#define M_PI (3.14159265358979323846)
#endif

这是“1.20”格式，对于80位扩展类型的“往返”表示也足够了。双精度为“1.16”。对于128位四倍精度：

#define M_PI (3.14159265358979323846264338327950288)

“1.35”是用于往返精度的格式。这意味着如果您想打印一个浮点double，并在读回来时恢复相同的值，则应使用“%+1.16”进行printf函数等操作。您可能会说double没有17个有效数字，但是如果您想要恢复值，则那些数字并不是“垃圾”。无论如何，有比这更好的资源可用。

- Brett Hale

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对于正确的1.16，应该写成+1。顺便问一句：你认为有很多圆周率数字（比如80位）有什么不好的地方吗？ - chux - Reinstate Monica

@chux - 我想不出来。至少gcc包含gmp / mpfr / mpc库来处理所有多精度问题，具有正确（可选择的）舍入模式等。如果将80位数字PI值分配给单精度浮点数，我希望它能做正确的事情。不知道这个页面有多新。我不知道clang的方法。 - Brett Hale

Answer 3

M_PI 宏并非 C11 标准定义的： http://www.open-std.org/jtc1/sc22/wg14/www/docs/n1548.pdf 因此，#if 保护语句可以在你要定义自己的 M_PI 宏时，保护你免受问题。gcc 的行为是完全正确的。标准头文件不应任意定义标准之外的宏。

- juhist