Неправильные преобразования полярных и декартовых координат. Что означает -0?

Я получаю неправильные преобразования от полярных к декартовым координатам и наоборот. Мой код производит странные точки, такие как (1, -0). Я использую этот калькулятор для проверки моих конверсий. Также одно из преобразований совершенно неверно, когда я возвращаюсь к декартовым координатам.

Точка b: (0,1) => (1,1.5708) => (0,0)

#include <math.h>
#include <iostream>
/* Title:      Polar - Cartesian Coordinate Conversion
*  References: HackerRank > All Domains > Mathematics > Geometry > Polar Angles
*              Cartesian to Polar: (radius = sqrt(x^2 + y^2), theta = atan(y/x))
*              Polar to Cartesian: (x = radius*cos(theta), y = radius*sin(theta))
*/

//General 2D coordinate pair
struct point{
point(float a_val, float b_val) : a(a_val), b(b_val){;};
point(void){;};
float a, b;
};
//Converts 2D Cartesian coordinates to 2D Polar coordinates
point to_polar(/*const*/ point& p){//*** Conversion of origin result in (r, -nan) ***
point ans(sqrt(pow(p.a,2) + pow(p.b,2)), atan(p.b/p.a));
return ans;
}
//Converts 2D Polar coordinates to 2D Cartesian coordinates
point to_cartesian(/*const*/ point& p){
point ans(p.a * cos(p.b), p.a * sin(p.b));
return ans;
}
//Outputs 2D coordinate pair
std::ostream& operator<<(std::ostream& stream, const point& p){
stream << "(" << p.a << "," << p.b << ")";
return stream;
}
int main(){
//Test Points - Cartesian
point a(0, 0);
point b(0, 1);
point c(1, 0);
point d(0,-1);
point e(-1,0);

//Print Cartesian/Rectangular points
std::cout << "Cartesian Coordinates:" << std::endl;
std::cout << a << std::endl;
std::cout << b << std::endl;
std::cout << c << std::endl;
std::cout << d << std::endl;
std::cout << e << std::endl;

//Print Cartesian to Polar
std::cout << "Polar Coordinates:" << std::endl;
std::cout << to_polar(a) << std::endl;//Failure (0,-nan)
std::cout << to_polar(b) << std::endl;//Success
std::cout << to_polar(c) << std::endl;//Success
std::cout << to_polar(d) << std::endl;//Success
std::cout << to_polar(e) << std::endl;//Failure (1,-0)

//Print Polar to Cartesian
std::cout << "Cartesian Coordinates:" << std::endl;
std::cout << to_cartesian(a) << std::endl;//Success
std::cout << to_cartesian(b) << std::endl;//Failure (0,0)
std::cout << to_cartesian(c) << std::endl;//Success
std::cout << to_cartesian(d) << std::endl;//Failure (0,-0)
std::cout << to_cartesian(e) << std::endl;//Failure (-1,-0)return 0;
}

0

Решение

Вы переводите в декартовы точки, которые уже есть в декартовых. То, что вы хотите, это:

std::cout << "Cartesian Coordinates:" << std::endl;
std::cout << to_cartesian(to_polar(a)) << std::endl;
std::cout << to_cartesian(to_polar(b)) << std::endl;
//...

Редактировать: с помощью atan2 решает проблему NaN, (0, 0) преобразуется в (0, 0) что хорошо

3

Другие решения

В качестве первого шага вам нужно переключиться на atan2 вместо atan в вашем преобразовании в полярные координаты. atan дает неверные результаты для половины плоскости.

3