[C#] Math

Math

1. Math VS C# math

수학적 공식을 C#에서 그대로 표현했을 때, 간혹 잘못된 결과를 산출하는 경우가 있다.

 

예를 들어 섭씨를 화씨로 변화하는 수학적 공식은 다음과 같다.

°F = °C × 9/5 + 32

 

이를 코드로 작성하면 아래와 같이 표현할 수 있다. 수학적으로 F1와 F2는 동일한 식이지만, C#에서는 F2는 잘못된 결과를 산출한다.

 

double C = 25.50;
double F1 = C * 9 / 5 + 32;
double F2 = C * (9 / 5) + 32;

Console.WriteLine(F1); // 77.9F
Console.WriteLine(F2); // 57.5F

 

이때 사용된 키워드가 var이다. var는 C# 데이터 타입을 컴파일러가 추론해서 알아서 정하게 하는데, 따라서 개발자가 특정 타입으로 지정해서 암묵적으로 타입 변환이 일어나는 것을 방지하는 효과가 있다. 위 F2 식은 다음과 같은 방식으로 순차적으로 풀어서 표현할 수 있다.

 

var a = 9 / 5;   // (9 / 5)
var b = C * a;   // C * (9 / 5)
var F2 = b + 32;  // C * (9 / 5) + 32

 

여기서 한 가지 주목할 것은 변수 a가 정수형 타입이 된다는 것이다. 즉, 정수 truncation이 일어나서 1.8 대신 1이 되는 것이다. 올바르게 고치는 방법은 비교적 간단하다. 즉, (9 / 5)가 정수형으로 인식되지 않게 하기 위해 (9.0 / 5) 혹은 (9.0 / 5.0) 등으로 표현하면, 적어도 하나의 피연산자가 double이 되므로 연산결과는 double로 된다.

 

https://www.csharpstudy.com/Mistake/Article/23

Math vs. C# Math - C# 프로그래밍 배우기 (Learn C# Programming)

 

2. Unity Mathf

1) Abs(float 데이터)

• 데이터의 절댓값을 반환한다.

Debug.Log(Mathf.Abs(-100)); // 100

 

2) Clamp(float 데이터, float 최솟값, float 최댓값)

• 최솟값과 최댓값 범위 내의 데이터를 반환한다.
• 데이터가 1이고 최솟값이 0, 최댓값이 10인 경우 1을 반환한다.
• 지정된 범위 내에서 값이 증감해야 할 경우 사용한다.

for (int i = 0; i < 5; i++)
    Debug.Log(Mathf.Clamp(i, 1.0f, 3.0f)); // 1, 1, 2, 3, 3

 

만약 선언할 때부터 이미 최솟값과 최댓값이 정해져 있는 경우 [Range]를 사용하면 된다. 만약 더 크거나 작은 값이 할당되면 min, max로 자동 대체된다.

[Range(.0f, 10f)]
public float speed = 5f;

 

3) PingPong(float 증가값, float 최대거리)

• 증가값이 최대거리에 도달하면 그 뒤부터는 마이너스(-) 처리가 되고 이 과정을 반복한다.
• 특정 지점을 반복해서 왔다 갔다 하는 경우 사용한다.

void Update()
{
    transform.position = new Vector3(Mathf.PingPong(Time.time, 3), transform.position.y, transform.position.z);
}

// x축 값이 3이 되면 다시 0으로 이동

 

4) Lerp(float 시작점, float 종료점, float 거리비율)

• 시작점과 종료점 사이의 거리비율에 해당하는 값을 반환한다.
• 거리비율은 0~1 사이의 값으로 고정되는데, %(Percent)를 의미한다

void Update()
{
    transform.position = new Vector3(transform.position.x, Mathf.Lerp(0f, 5f, Time.time), 0);
}

// 0에서 5로 서서히 이동

 

5) SmoothStep(float 시작점, float 종료점, float 거리비율)

• Lerp와 유사하다.
• 차이점은 시간이 흐를수록 속도가 높아지고 종료 점에 다다르면 속도가 줄어드는 효과를 나타낸다.

 

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오브젝트 이동 시 유용한 Mathf 함수