Java、Complex类（复数类） |
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Java、Complex类（复数类）
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一个复数是一个形式为a+bi的数，这里的a和b都是实数，i是√-1的平方根。数字a和b分别称为复数的实部和虚部。可以使用下面的公式完成复数的加、减、乘、除： 加：a + bi + c + di = (a + c) + (b + d)i 减：a + bi - (c + di) = (a - c) + (b - d)i 乘：(a + bi) * (c + di) = (ac -bd) + (bc + ad)i 除：(a + bi) / (c + di) = (ac + bd)/(c*c + d*d) + (bc - ad)i/(c*c + d*d) 还可以使用下面的公式得到复数的绝对值： |a + bi| = √(a *a + b*b) 要求： 设计一个名为Complex的复数来表示复数以及完成复数运算的add、substract、multiply、divide和abs方法，并且覆盖toString方法返回一个表示复数的字符串。方法toString返回字符串a + bi。如果b是0，那么它只返回a。Complex类应该也实现Cloneable接口。提供三个构造方法Complex(a,b)、Complex（a）和Complex（）。Complex（）创建数字0的Complex对象，而Complex（a）创建一个b为0的Complex对象。还提供getRealPart()和getImaginaryPart（）方法以分别返回复数的实部和虚部。编写一个测试程序，提示用户输入两个复数，然后显示它们做加、减、乘、除之后的结果。 package pack2; public class Complex implements Cloneable{ private double a,b; public Complex() { this(0); } public Complex(double a) { this.a = a; } public Complex(double a, double b) { this.a = a; this.b = b; } //返回复数的加法运算 public Complex add(Complex c) { if(c == null) //如果c是null，抛出异常 throw new NullPointerException("Invalid Pointer"); return new Complex((a + c.a), (b + c.b)); } //返回复数的减法运算 public Complex substract(Complex c) { if(c == null) throw new NullPointerException("Invalid Pointer"); return new Complex((a - c.a), (b - c.b)); } //返回复数的乘法运算 public Complex multiply(Complex c) { if(c == null) throw new NullPointerException("Invalid Pointer"); return new Complex((a * c.a - b * c.b),(a * c.b + b * c.a)); } //返回复数的除法运算 public Complex divide(Complex c) { if(c == null) throw new NullPointerException("Invalid Pointer"); return new Complex((a * c.a + b * c.b) / (Math.pow(c.a, 2) + Math.pow(c.b, 2)), (b * c.a - a * c.b) / (Math.pow(c.a, 2) + Math.pow(c.b, 2))); } //返回复数的绝对值 public double abs() { return Math.sqrt(a * a + b *b); } @Override public String toString() { if(Math.abs(b) < 0.00001) //如果b为0，返回a(考虑到浮点数的精度变化，故用Math.abs()方法) return ""+a; else return a+" + "+b+"i"; } @Override //重写clone()方法 public Object clone(){ try { return super.clone(); //调用本地方法返回克隆 }catch (CloneNotSupportedException e) { return null; } } //返回实部 public double getRealPart() { return a; } //返回虚部 public double getImginaryPart() { return b; } //设置实部 public void setRealPart(double a) { this.a = a; } //设置虚部 public void setImginaryPart(double b) { this.b = b; } }测试程序如下： package pack2; import java.util.Scanner; public class TestComplex { public static void main(String[] args) { Scanner input = new Scanner(System.in); System.out.print("Enter the first complex number: "); double a = input.nextDouble(); double b = input.nextDouble(); System.out.print("Enter the second complex number: "); double c = input.nextDouble(); double d = input.nextDouble(); Complex complex = new Complex(a,b); Complex complex1 = new Complex(c,d); System.out.printf("(%.1f + %.1fi) + (%.1f + %.1fi) = %s\n",a,b,c,d,complex.add(complex1)); System.out.printf("(%.1f + %.1fi) - (%.1f + %.1fi) = %s\n",a,b,c,d,complex.substract(complex1)); System.out.printf("(%.1f + %.1fi) * (%.1f + %.1fi) = %s\n",a,b,c,d,complex.multiply(complex1)); System.out.printf("(%.1f + %.1fi) / (%.1f + %.1fi) = %s\n",a,b,c,d,complex.divide(complex1)); System.out.printf("|(%.1f + %.1fi)| = %.15f\n",a,b,complex.getSoluteValue()); input.close(); } }
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