情報学部 菅沼ホーム 目次 索引

ガンマ関数

    1. A. C++
    2. B. Java
    3. C. JavaScript
    4. D. PHP
    5. E. Ruby
    6. F. Python
    7. G. C#
    8. H. VB

　　プログラムは，ガンマ関数の値を計算するためのものです．

  1. C++

    　　C++11 においては，C++ 標準ライブラリ内の tgamma を使用することができます． 
    /****************************/
/* ガンマ関数の計算         */
/*      coded by Y.Suganuma */
/****************************/
#include <stdio.h>
#include <math.h>

double gamma(double, int *);

int main()
{
	double x, y;
	int ind;

	printf("data? ");
	scanf("%lf", &x);

	y = gamma(x, &ind);

	printf("   x %f gamma(x) %f ind %d\n", x, y, ind);

	return 0;
}

/****************************************/
/* Γ（ｘ）の計算（ガンマ関数，近似式） */
/*      ier : =0 : normal               */
/*            =-1 : x=-n (n=0,1,2,･･･)  */
/*      return : 結果                   */
/****************************************/
#include <math.h>

double gamma(double x, int *ier)
{
	double err, g, s, t, v, w, y;
	long k;

	*ier = 0;

	if (x > 5.0) {
		v = 1.0 / x;
		s = ((((((-0.000592166437354 * v + 0.0000697281375837) * v +
            0.00078403922172) * v - 0.000229472093621) * v -
            0.00268132716049) * v + 0.00347222222222) * v +
            0.0833333333333) * v + 1.0;
		g = 2.506628274631001 * exp(-x) * pow(x,x-0.5) * s;
	}

	else {

		err = 1.0e-20;
		w   = x;
		t   = 1.0;

		if (x < 1.5) {

			if (x < err) {
				k = (long)x;
				y = (double)k - x;
				if (fabs(y) < err || fabs(1.0-y) < err)
					*ier = -1;
			}

			if (*ier == 0) {
				while (w < 1.5) {
					t /= w;
					w += 1.0;
				}
			}
		}

		else {
			if (w > 2.5) {
				while (w > 2.5) {
					w -= 1.0;
					t *= w;
				}
			}
		}

		w -= 2.0;
		g  = (((((((0.0021385778 * w - 0.0034961289) * w + 
             0.0122995771) * w - 0.00012513767) * w + 0.0740648982) * w +
             0.0815652323) * w + 0.411849671) * w + 0.422784604) * w +
             0.999999926;
		g *= t;
	}

	return g;
}

  2. Java 

    /****************************/
/* ガンマ関数の計算         */
/*      coded by Y.Suganuma */
/****************************/
import java.io.*;

public class Test {
	public static void main(String args[]) throws IOException
	{
		BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
		double x, y;
		int ind[] = new int [1];

		System.out.print("data? ");
		x = Double.parseDouble(in.readLine());

		y = gamma(x, ind);

		System.out.println("   x " + x + " gamma(x) " + y + " ind " + ind[0]);
	}

	/****************************************/
	/* Γ（ｘ）の計算（ガンマ関数，近似式） */
	/*      ier : =0 : normal               */
	/*            =-1 : x=-n (n=0,1,2,･･･)  */
	/*      return : 結果                   */
	/****************************************/
	static double gamma(double x, int ier[])
	{
		double err, g, s, t, v, w, y;
		int k;

		ier[0] = 0;

		if (x > 5.0) {
			v = 1.0 / x;
			s = ((((((-0.000592166437354 * v + 0.0000697281375837) * v +
                0.00078403922172) * v - 0.000229472093621) * v -
                0.00268132716049) * v + 0.00347222222222) * v +
                0.0833333333333) * v + 1.0;
			g = 2.506628274631001 * Math.exp(-x) * Math.pow(x,x-0.5) * s;
		}

		else {

			err = 1.0e-20;
			w   = x;
			t   = 1.0;

			if (x < 1.5) {

				if (x < err) {
					k = (int)x;
					y = (double)k - x;
					if (Math.abs(y) < err || Math.abs(1.0-y) < err)
						ier[0] = -1;
				}

				if (ier[0] == 0) {
					while (w < 1.5) {
						t /= w;
						w += 1.0;
					}
				}
			}

			else {
				if (w > 2.5) {
					while (w > 2.5) {
						w -= 1.0;
						t *= w;
					}
				}
			}

			w -= 2.0;
			g  = (((((((0.0021385778 * w - 0.0034961289) * w + 
                 0.0122995771) * w - 0.00012513767) * w + 0.0740648982) * w +
                 0.0815652323) * w + 0.411849671) * w + 0.422784604) * w +
                 0.999999926;
			g *= t;
		}

		return g;
	}
}

  3. JavaScript

    　　ここをクリックすると，任意のデータに対するガンマ関数の値を画面上で求めることができます 
    <!DOCTYPE HTML>

<HTML>

<HEAD>

	<TITLE>ガンマ関数</TITLE>
	<META HTTP-EQUIV="Content-Type" CONTENT="text/html; charset=utf-8">
	<SCRIPT TYPE="text/javascript">
		function main()
		{
					// データの設定と出力
			let x = parseFloat(document.getElementById("data").value);
			let ind  = new Array();
			let y = gamma(x, ind);
			if (ind[0] < 0)
				document.getElementById("ans").value = "値を求めることができません！";
			else {
				let str = "gamma(" + x + ") = " + y;
				document.getElementById("ans").value = str;
			}
		}

		/****************************************/
		/* Γ（ｘ）の計算（ガンマ関数，近似式） */
		/*      ier : =0 : normal               */
		/*            =-1 : x=-n (n=0,1,2,･･･)  */
		/*      return : 結果                   */
		/****************************************/
		function gamma(x, ier)
		{
			let err;
			let g;
			let s;
			let t;
			let v;
			let w;
			let y;
			let k;

			ier[0] = 0;

			if (x > 5.0) {
				v = 1.0 / x;
				s = ((((((-0.000592166437354 * v + 0.0000697281375837) * v +
            	    0.00078403922172) * v - 0.000229472093621) * v -
                	0.00268132716049) * v + 0.00347222222222) * v +
                	0.0833333333333) * v + 1.0;
				g = 2.506628274631001 * Math.exp(-x) * Math.pow(x,x-0.5) * s;
			}

			else {

				err = 1.0e-20;
				w   = x;
				t   = 1.0;

				if (x < 1.5) {

					if (x < err) {
						k = Math.floor(x);
						y = k - x;
						if (Math.abs(y) < err || Math.abs(1.0-y) < err)
							ier[0] = -1;
					}

					if (ier[0] == 0) {
						while (w < 1.5) {
							t /= w;
							w += 1.0;
						}
					}
				}

				else {
					if (w > 2.5) {
						while (w > 2.5) {
							w -= 1.0;
							t *= w;
						}
					}
				}

				w -= 2.0;
				g  = (((((((0.0021385778 * w - 0.0034961289) * w + 
        	         0.0122995771) * w - 0.00012513767) * w + 0.0740648982) * w +
            	     0.0815652323) * w + 0.411849671) * w + 0.422784604) * w +
                	 0.999999926;
				g *= t;
			}

			return g;
		}
	</SCRIPT>

</HEAD>

<BODY STYLE="font-size: 130%; text-align:center; background-color: #eeffee;">

	<H2 STYLE="text-align:center"><B>ガンマ関数</B></H2>

	データ：<INPUT ID="data" STYLE="font-size: 100%" TYPE="text" SIZE="5" VALUE=""> 
	<BUTTON STYLE="font-size: 100%; background-color: pink" onClick="main()">OK</BUTTON><BR><BR>
	 結果：<INPUT ID="ans" STYLE="font-size: 100%;" TYPE="text" SIZE="30" VALUE="">　
</BODY>

</HTML>

  4. PHP 

    <?php

/****************************/
/* ガンマ関数の計算         */
/*      coded by Y.Suganuma */
/****************************/

	printf("data? ");
	fscanf(STDIN, "%lf", $x);

	$y = gamma($x, $ind);

	printf("   x %f gamma(x) %f ind %d\n", $x, $y, $ind);

/****************************************/
/* Γ（ｘ）の計算（ガンマ関数，近似式） */
/*      ier : =0 : normal               */
/*            =-1 : x=-n (n=0,1,2,･･･)  */
/*      return : 結果                   */
/****************************************/
function gamma($x, &$ier)
{
	$ier = 0;

	if ($x > 5.0) {
		$v = 1.0 / $x;
		$s = ((((((-0.000592166437354 * $v + 0.0000697281375837) * $v +
            0.00078403922172) * $v - 0.000229472093621) * $v -
            0.00268132716049) * $v + 0.00347222222222) * $v +
            0.0833333333333) * $v + 1.0;
		$g = 2.506628274631001 * exp(-$x) * pow($x,$x-0.5) * $s;
	}

	else {

		$err = 1.0e-20;
		$w   = $x;
		$t   = 1.0;

		if ($x < 1.5) {

			if ($x < $err) {
				$k = intval($x);
				$y = floatval($k) - $x;
				if (abs($y) < $err || abs(1.0-$y) < $err)
					$ier = -1;
			}

			if ($ier == 0) {
				while ($w < 1.5) {
					$t /= $w;
					$w += 1.0;
				}
			}
		}

		else {
			if ($w > 2.5) {
				while ($w > 2.5) {
					$w -= 1.0;
					$t *= $w;
				}
			}
		}

		$w -= 2.0;
		$g  = (((((((0.0021385778 * $w - 0.0034961289) * $w + 
             0.0122995771) * $w - 0.00012513767) * $w + 0.0740648982) * $w +
             0.0815652323) * $w + 0.411849671) * $w + 0.422784604) * $w +
             0.999999926;
		$g *= $t;
	}

	return $g;
}

?>

  5. Ruby 

    ############################################
# ガンマ関数の計算
#      coded by Y.Suganuma
############################################

############################################
# Γ（ｘ）の計算（ガンマ関数，近似式）
#      ier : =0 : normal
#            =-1 : x=-n (n=0,1,2,･･･)
#      return : 結果
#      coded by Y.Suganuma
############################################

def gamma(x, ier)

	ier[0] = 0

	if x > 5.0
		v = 1.0 / x
		s = ((((((-0.000592166437354 * v + 0.0000697281375837) * v + 0.00078403922172) * v - 0.000229472093621) * v - 0.00268132716049) * v + 0.00347222222222) * v + 0.0833333333333) * v + 1.0
		g = 2.506628274631001 * Math.exp(-x) * (x ** (x-0.5)) * s

	else

		err = 1.0e-20
		w   = x
		t   = 1.0

		if x < 1.5

			if x < err
				k = Integer(x)
				y = Float(k) - x
				if y.abs() < err or (1.0-y).abs() < err
					ier[0] = -1
				end
			end

			if ier[0] == 0
				while w < 1.5
					t /= w
					w += 1.0
				end
			end

		else
			if w > 2.5
				while w > 2.5
					w -= 1.0
					t *= w
				end
			end
		end

		w -= 2.0
		g  = (((((((0.0021385778 * w - 0.0034961289) * w + 0.0122995771) * w - 0.00012513767) * w + 0.0740648982) * w + 0.0815652323) * w + 0.411849671) * w + 0.422784604) * w + 0.999999926
		g *= t
	end

	return g
end

ind = Array.new(1)
print("data? ")
s = gets()
x = Float(s)

y = gamma(x, ind)

print("   x " + String(x) + " gamma(x) " + String(y) + " ind " + String(ind[0]) + "\n")

  6. Python 

    # -*- coding: UTF-8 -*-
import numpy as np
import sys
from math import *

############################################
# Γ（ｘ）の計算（ガンマ関数，近似式）
#      ier : =0 : normal
#            =-1 : x=-n (n=0,1,2,･･･)
#      return : 結果
#      coded by Y.Suganuma
############################################

def gamma(x, ier) :

	ier[0] = 0

	if x > 5.0 :
		v = 1.0 / x
		s = ((((((-0.000592166437354 * v + 0.0000697281375837) * v + 0.00078403922172) * v - 0.000229472093621) * v - 0.00268132716049) * v + 0.00347222222222) * v + 0.0833333333333) * v + 1.0
		g = 2.506628274631001 * exp(-x) * pow(x,x-0.5) * s

	else :

		err = 1.0e-20
		w   = x
		t   = 1.0

		if x < 1.5 :

			if x < err :
				k = int(x)
				y = float(k) - x
				if abs(y) < err or abs(1.0-y) < err :
					ier[0] = -1

			if ier[0] == 0 :
				while w < 1.5 :
					t /= w
					w += 1.0

		else :
			if w > 2.5 :
				while w > 2.5 :
					w -= 1.0
					t *= w

		w -= 2.0
		g  = (((((((0.0021385778 * w - 0.0034961289) * w + 0.0122995771) * w - 0.00012513767) * w + 0.0740648982) * w + 0.0815652323) * w + 0.411849671) * w + 0.422784604) * w + 0.999999926
		g *= t

	return g

############################################
# ガンマ関数の計算
#      coded by Y.Suganuma
############################################

ind = np.empty(1, np.int)
s   = input("data? ")
x   = float(s)

y   = gamma(x, ind)

print("   x " + str(x) + " gamma(x) " + str(y) + " ind " + str(ind[0]))

  7. C# 

    /****************************/
/* ガンマ関数の計算         */
/*      coded by Y.Suganuma */
/****************************/
using System;

class Program
{
	static void Main()
	{
		Test1 ts = new Test1();
	}
}

class Test1
{
	public Test1()
	{
		Console.Write("data? ");
		double x = double.Parse(Console.ReadLine());

		int ind = 0;
		double y = gamma(x, ref ind);

		Console.WriteLine("   x " + x + " gamma(x) " + y + " ind " + ind);
	}

	/****************************************/
	/* Γ（ｘ）の計算（ガンマ関数，近似式） */
	/*      ier : =0 : normal               */
	/*            =-1 : x=-n (n=0,1,2,･･･)  */
	/*      return : 結果                   */
	/****************************************/
	static double gamma(double x, ref int ier)
	{
		double g;
		ier = 0;

		if (x > 5.0) {
			double v = 1.0 / x;
			double s = ((((((-0.000592166437354 * v + 0.0000697281375837) * v +
                        0.00078403922172) * v - 0.000229472093621) * v -
                        0.00268132716049) * v + 0.00347222222222) * v +
                        0.0833333333333) * v + 1.0;
			g        = 2.506628274631001 * Math.Exp(-x) * Math.Pow(x,x-0.5) * s;
		}

		else {

			double err = 1.0e-20;
			double w   = x;
			double t   = 1.0;

			if (x < 1.5) {

				if (x < err) {
					int k    = (int)x;
					double y = (double)k - x;
					if (Math.Abs(y) < err || Math.Abs(1.0-y) < err)
						ier = -1;
				}

				if (ier == 0) {
					while (w < 1.5) {
						t /= w;
						w += 1.0;
					}
				}
			}

			else {
				if (w > 2.5) {
					while (w > 2.5) {
						w -= 1.0;
						t *= w;
					}
				}
			}

			w -= 2.0;
			g  = (((((((0.0021385778 * w - 0.0034961289) * w + 
                 0.0122995771) * w - 0.00012513767) * w + 0.0740648982) * w +
                 0.0815652323) * w + 0.411849671) * w + 0.422784604) * w +
                 0.999999926;
			g *= t;
		}

		return g;
	}
}

  8. VB 

    '**************************'
' ガンマ関数の計算         '
'      coded by Y.Suganuma '
'**************************'
Module Test

	Sub Main()

		Console.Write("data? ")
		Dim x As Double = Double.Parse(Console.ReadLine())

		Dim ind As Integer = 0
		Dim y As Double    = gamma(x, ind)

		Console.WriteLine("   x " & x & " gamma(x) " & y & " ind " & ind)

	End Sub

	'**************************************'
	' Γ（ｘ）の計算（ガンマ関数，近似式） '
	'      ier : =0 : normal               '
	'            =-1 : x=-n (n=0,1,2,･･･)  '
	'      return : 結果                   '
	'**************************************'
	Function gamma(x As Double, ByRef ier As Integer)

		Dim g As Double
		ier = 0

		If x > 5.0
			Dim v As Double = 1.0 / x
			Dim s As Double = ((((((-0.000592166437354 * v + 0.0000697281375837) * v +
			                  0.00078403922172) * v - 0.000229472093621) * v -
			                  0.00268132716049) * v + 0.00347222222222) * v +
			                  0.0833333333333) * v + 1.0
			g = 2.506628274631001 * Math.Exp(-x) * Math.Pow(x,x-0.5) * s

		Else
			Dim err As Double = 1.0e-20
			Dim w As Double   = x
			Dim t As Double   = 1.0

			If x < 1.5

				If x < err
					Dim k As Integer = Math.Floor(x)
					Dim y As Double  = k - x
					If Math.Abs(y) < err or Math.Abs(1.0-y) < err
						ier = -1
					End If
				End If

				If ier = 0
					Do While w < 1.5
						t /= w
						w += 1.0
					Loop
				End If

			Else
				If w > 2.5
					Do While w > 2.5
						w -= 1.0
						t *= w
					Loop
				End If
			End If

			w -= 2.0
			g  = (((((((0.0021385778 * w - 0.0034961289) * w + 
			     0.0122995771) * w - 0.00012513767) * w + 0.0740648982) * w +
			     0.0815652323) * w + 0.411849671) * w + 0.422784604) * w +
			     0.999999926
			g *= t
		End If

		Return g

	End Function

End Module

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