详解Python中复数类型的创建、比较与运算！

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详解Python中复数类型的创建、比较与运算！

2023-09-14 08:28| 来源: 网络整理| 查看: 265

Python 是一门支持复数运算的编程语言，复数（Complex）是由实数和虚数部分组成的数学概念，其常用表示形式为 $a + bj$，其中 a 表示实部，b 表示虚部，复数的虚部以 j 或者 J 作为后缀。

Python 中的复数类型支持常见的数学运算，如加、减、乘、除和幂运算。

Python创建复数的两种方式

Python 中的复数类型可以使用内置函数 complex() 来创建，也可以直接使用字面量创建。例如：

# 创建一个复数 z1 = 1 + 2j print(z1) # (1+2j) # 使用 complex() 函数创建一个复数 z2 = complex(3, 4) print(z2) # (3+4j) Python复数的运算

Python 中的复数类型支持的运算如下：

加法：使用 + 运算符或 add() 方法。减法：使用 - 运算符或 sub() 方法。乘法：使用 * 运算符或 mul() 方法。除法：使用 / 运算符或 truediv() 方法。幂运算：使用 ** 运算符或 pow() 方法。取负：使用 - 运算符或 neg() 方法。

例如，以下代码演示了 Python 中的复数类型支持的加减乘除运算：

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# 加法 z1 = 1 + 2j z2 = 3 + 4j z3 = z1 + z2 print(z3) # (4+6j) # 减法 z4 = z1 - z2 print(z4) # (-2-2j) # 乘法 z5 = z1 * z2 print(z5) # (-5+10j) # 除法 z6 = z1 / z2 print(z6) # (0.44+0.08j)

除了上述运算之外，Python 中的复数类型还支持多种内置函数和属性，例如：

abs(): 返回复数的模，即 $\sqrt{a^2 + b^2}$。 conjugate(): 返回复数的共轭复数，即 $a - bj$。 real: 返回复数的实部。 imag: 返回复数的虚部。

例如，以下代码演示了使用这些内置函数：

z = 3 + 4j print(abs(z)) # 5.0 print(z.conjugate()) # (3-4j) print(z.real) # 3.0 print(z.imag) # 4.0 复数的比较

在 Python 中，我们也可以对复数类型进行比较操作。比较操作比较的是两个复数的实部和虚部，如果实部和虚部都相等，则两个复数相等。

另外，Python中的复数类型是无法进行大小比较的，因为复数不存在大小的概念。所以，如果我们尝试使用=运算符进行比较，会引发TypeError异常。

不过，我们可以使用==和!=运算符进行相等比较。当比较两个复数相等时，需要比较它们的实部和虚部是否分别相等。例如：

>>> complex(1, 2) == complex(1, 2) True >>> complex(1, 2) == complex(2, 1) False >>> complex(1, 2) != complex(2, 1) True

此外，我们还可以使用abs()函数来比较两个复数的大小关系。当比较两个复数的大小关系时，实际上是比较它们的模的大小关系。例如：

>>> abs(complex(1, 2)) < abs(complex(2, 1)) False >>> abs(complex(1, 2)) > abs(complex(2, 1)) True >>> abs(complex(1, 2)) == abs(complex(2, 1)) False

需要注意的是，如果两个复数的模大小相等，那么它们的大小关系是不确定的，这时候我们需要比较它们的实部和虚部来确定大小关系。例如：

>>> abs(complex(1, 1)) == abs(complex(1, -1)) True >>> complex(1, 1) > complex(1, -1) True >>> complex(1, 1) < complex(1, -1) False

综上所述，Python中的复数类型可以进行相等比较和模大小比较，但需要根据具体情况确定比较规则。

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