C++ source code to compute Taylor expansion (cos(x)).

taylor_expansion_cos.cpp

/*********************************************
 * テイラー展開 ( cos(x)) )
 *********************************************/
#include <iostream>  // for cout
#include <math.h>    // for cos()
#include <stdio.h>   // for printf()

using namespace std;

/*
 * 計算クラス
 */
class Calc
{
    // 各種定数
    static const double eps = 1e-08;         // 精度
    static const double pi  = 3.1415926535;  // 円周率

    // 各種変数
    double x;  // X 値
    double rd; // ラジアン値
    double e;  // e 値
    double d;  // d 和
    double s;  // s 和
    int k;     // LOOP インデックス

    public:
        // テイラー展開
        void calcTaylor();
        // Cos 計算
        double calcCos(double x);
};

/*
 * テイラー展開
 */
void Calc::calcTaylor()
{
  // ラジアン値計算
  rd = pi / 180;

  // x = 0 から 180 を 10 刻みで計算
  printf("    x      mycos(x)        cos(x)\n");
  for (x = 0; x <= 180; x += 10)
    printf("%5.1f%14.6f%14.6f\n", x, calcCos(x * rd), cos(x * rd));
}

/*
 * Cos 計算
 */
double Calc::calcCos(double x)
{
  // 変数初期化
  d = 1.0;
  s = 1.0;
  e = 1.0;

  // x の値が 0 から 2π の範囲外の場合、0 から 2π に収める
  x = fmod(x, 2 * pi);

  // 最大200回ループ処理
  // ( ただし、偶数項は 0 なので除外 )
  for(k = 1; k <= 200; k = k + 2) {
    d = s;                           // d 和
    e = -e * x * x / (k * (k + 1));  // 各項の値
    s += e;                          // s 和
    // 打ち切り誤差
    if (fabs(s - d) / fabs(d) < eps)
        return(s);
  }

  // 収束しない時
  return(9999.0);
}

/*
 * メイン処理
 */
int main()
{
    try
    {
        // 計算クラスインスタンス化
        Calc objCalc;

        // テイラー展開
        objCalc.calcTaylor();
    }
    catch (...) {
        cout << "例外発生！" << endl;
        return -1;
    }

    // 正常終了
    return 0;
}