Berekeningen met System.Math

Een groot deel van je leven als ontwikkelaar zal bestaan uit het bewerken van variabelen in code. Meestal zullen die bewerkingen voorafgaan van berekeningen. De System.Math bibliotheek zal ons hier bij kunnen helpen. Zoals de naam al doet vermoeden staat deze bibliotheek voor Mathematics: wiskunde!

De Math-bibliotheek

De Math-bibliotheek bevat handige methoden voor een groot aantal typische wiskundige bewerkingen. Zaken die je er bijvoorbeeld in zal terugvinden:

  • Sinus (Sin), cosinus (Cos), tangens (Tan), enz. berekenen aan de van de hoek (in radialen)
  • Vierkantswortel (Sqrt) en macht (Pow) berekenen.
  • Naar boven (Ceiling) of onder (Floor) afronden.
  • Absolute (Abs) waarde berekenen.

Stel dat je de derde macht van een variabele getal wenst te berekenen. Zonder de Math-bibliotheek zou dat er zo uitzien:

double result = getal * getal * getal; //SLECHTE MANIER

Dit valt nog mee, maar wat als je 3 tot de zevende macht moest berekenen? Laten we eens kijken hoe Math ons kan helpen, dankzij de Pow methode (Power, Engels voor macht):

double result = Math.Pow(getal, 3);

Deze methode vereist twee parameters:

  • De eerste is het grondtal.
  • De tweede is de exponent ("tot de hoeveelste macht").

De Math bibliotheek ontdekken

Als je in Visual Studio Math schrijft in je code, gevolgd door een punt (.) krijg je alles te zien wat de Math-bibliotheek kan doen:

De sterretjes geven de meestgebruikte methoden in deze bibliotheek aan. Vervolgens verschijnen alle overige methoden, properties, enz. alfabetisch.

Een kubusje voor een naam wil zeggen dat het om een Methode gaat (zoals Console.ReadLine()). Een vierkantje met twee streepjes in zijn constanten (zoals Pi en het getal van Euler (e)).

Methoden gebruiken

De meeste methoden zijn zeer makkelijk in gebruik en werken bijna allemaal op een soortgelijk manier. Meestal moet je 1 of meerdere parameters tussen de haken meegeven en het resultaat moet je altijd in een nieuwe variabele opvangen.

Enkele voorbeelden:

double sineHoekA = Math.Sin(345); //in radialen!
double derdeMachtVan20 = Math.Pow(20, 3);
double complexer = 3 + derdeMachtVan20 * Math.Round(sineHoekA);

Twijfel je over de werking van een methode, gebruik dan de help als volgt:

  1. Schrijf de Methode zonder parameters. Bijvoorbeeld Math.Pow() (je mag de foutboodschap negeren).
  2. Plaats je cursor op Pow.
  3. Druk op F1 op je toetsenbord.
  4. Je krijgt nu de help-files te zien van deze methode.
  5. In hoofdstuk 7 leg ik uit hoe je die help-files moet lezen.

PI

Ook het getal Pi (3.141...) is beschikbaar in de Math-bibliotheek. Het witte icoontje voor PI bij Intellisense toont aan dat het hier om een field gaat: een eenvoudige variabele met een specifieke waarde. In dit geval gaat het zelfs om een const field, met de waarde van Pi van het type double.

const double PI= 3.141...;

Je kan deze als volgt gebruiken in berekeningen zoals

double straal = 5.5;
double omtrek = Math.PI * 2 * straal;

Bereik in code weten

Het bereik van datatypes ligt weliswaar vast (zie hoofdstuk 2). Maar het is nuttig om weten dat deze ook in de compiler gekend is. Ieder datatype heeft een aantal ingebouwde zaken die je kan gebruiken om onder andere de maximum en minimum-waarde van een datatype te gebruiken. Volgend voorbeeld toont hoe dit kan:

Console.Write("Het bereik van het type double is:");
Console.WriteLine($"{double.MinValue} tot {double.MaxValue}.");

Dit geeft op het scherm:

Het bereik van het type double is: -1.7976931348623157*10^308 tot 1.7976931348623157E*10^308.

Je kan met andere woorden met int.MaxValue en int.MinValue het minimum- en maximumbereik van het type int verkrijgen.

Wil je dit van een double, dan gebruik je double.MaxValue enz.

Trouwens, zelfs oneindig is beschikbaar bij kommagetallen als .PositiveInfinity en .NegativeInfinity.