带有 Sin 和 Cos 的 C 和 C# 中的不同结果

Question

我编写了一个程序来获取两个 gps 位置之间的角度。它在 C# 中运行良好，但在 C 中却不行。问题出在哪里？

这是C#中的代码

double lat1 = GetRAD(pos1.Latitude);
double lat2 = GetRAD(pos2.Latitude);
double long1 = GetRAD(pos1.Longitude);
double long2 = GetRAD(pos2.Longitude);

double angleAtCentre = Math.Acos(Math.Sin(lat1) * Math.Sin(lat2) + Math.Cos(lat1) * Math.Cos(lat2) * Math.Cos(long2 - long1));

double retVal = Math.Acos((Math.Sin(lat2) - Math.Sin(lat1) * Math.Cos(angleAtCentre)) / (Math.Cos(lat1) * Math.Sin(angleAtCentre)));
retVal = retVal * 180.0 / Math.PI;
if (long1 > long2)
{
    retVal = retVal * (-1);
}

return retVal;

这里是 C 中的代码

double lat1 = GetRAD(pos1.latitude);
double lat2 = GetRAD(pos2.latitude);
double long1 = GetRAD(pos1.longitude);
double long2 = GetRAD(pos2.longitude);

double angleAtCentre = acos(sin(lat1) * sin(lat2) + cos(lat1) * cos(lat2) * cos(long2 - long1));

double retVal = acos((sin(lat2) - sin(lat1) * cos(angleAtCentre)) / (cos(lat1) * sin(angleAtCentre)));
retVal = GetDEG(retVal);
if(long1 > long2)
    {
    retVal = retVal * (-1);
}
return retVal;

我用坐标试了一下：Pos1 (47.0998194N, 9.8605694E), Pos2 (47.1004972N, 9.8600639E) C# 中的正确结果是 -26.9 度，在 C 中我得到类似 -88 的结果

Answer 1

您将问题命名为：

C 和 C# 中带有 Sin 和 Cos 的不同结果

但是，您可以放心，两种语言的标准库函数都能正确执行三角函数。问题代码中的表达式在两个版本中是相同的。因此，差异行为必须来自度数/弧度转换函数，您省略了其代码。

-88 和 -26.9 这两个值的比率为 3.27，与 π 非常接近。所以我的猜测是GetDEG 的 C 实现是不正确的。我怀疑你是这样写的：

deg = rad * 180.0;

但它必须是：

deg = rad * 180.0 / pi;

如果您包含math.h，那么您将能够将M_PI 用于π。或者如果您的math.h 没有定义M_PI，那么您可以自己定义它。你可以像这样编写度数/弧度转换函数：

double rad2deg(double rad)
{
    return rad * 180.0 / M_PI;
}

double deg2rad(double deg)
{
    return deg * M_PI / 180.0;
}

最后一条评论是，通常使用- 运算符的一元形式来对数字求反，而不是乘法：

retVal = -retVal;

这比您的代码读起来更清晰，并且与表达式的数学编写方式相匹配。

一个完整的演示程序在这里：

#include <stdio.h>
#include <math.h>

#define M_PI 3.1415926535897932384626433832795

double rad2deg(double rad)
{
    return rad * 180.0 / M_PI;
}

double deg2rad(double deg)
{
    return deg * M_PI / 180.0;
}

double angleBetween(double lat1, double long1, double lat2, double long2)
{
    double angleAtCentre = acos(sin(lat1) * sin(lat2) + cos(lat1) * cos(lat2) * cos(long2 - long1));
    double retVal = acos((sin(lat2) - sin(lat1) * cos(angleAtCentre)) / (cos(lat1) * sin(angleAtCentre)));
    return long1 > long2 ? -retVal : retVal;
}

int main(void)
{
    double angle = angleBetween(
        deg2rad(47.0998194), deg2rad(9.8605694), 
        deg2rad(47.1004972), deg2rad(9.8600639)
    );
    printf("%f\n", rad2deg(angle));
}

输出

-26.915686

我建议你在你的系统上运行这个程序，亲自看看它是否提供了所需的输出。

---

更新

您在 cmets 中声称上述程序在您的系统上产生了输出 -92。如果确实如此，那么问题确实与您的系统有关。虽然，你的说法对我来说似乎有点牵强，但如果你的系统真的输出了那个值，那么它就坏了。

Answer 2

您的子程序错误。我的代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>

int main(void)
{
    double lat1 = 47.0998194 * 0.0174532925;
    double lat2 = 47.1004972 * 0.0174532925;
    double long1 = 9.8605694 * 0.0174532925;
    double long2 = 9.8600639 * 0.0174532925;

    double angleAtCentre = acos(sin(lat1) * sin(lat2) + cos(lat1) * cos(lat2) * cos(long2 - long1));

    double retVal = acos((sin(lat2) - sin(lat1) * cos(angleAtCentre)) / (cos(lat1) * sin(angleAtCentre)));
    retVal = retVal * 180.0 / 3.1415;
    if(long1 > long2){
        retVal = retVal * (-1);
    }

    printf("value: %f\n", retVal);
}

0.0174532925 乘数用于将度数转换为弧度。和输出：

value: -26.916409

瞧……

下次您发布问题时，请确保包含您的子例程以及 pos1 和 pos2 的结构。还假设您包括math.h。