复数的四则运算（java版）
介绍
- 复数，为实数的延伸，它使任一多项式方程都有根。复数当中有个“虚数单位 ” i，它是−1的一个平方根，即 i^2=−1。任一复数都可表达为 **x+yi，**其中x及y皆为实数，分别称为复数之“实部”和“虚部”。
- 四则运算，是一种简单基本的数学运算，即 加法 、 减法 、 乘法 和 除法 四种运算。
复数的四则运算
要想实现复数的四则运算，我们就要先知道复数的四则运算分别都是如何计算的。
两个复数的四则运算（数学表达式）
复数一：a+bi 复数二：c+di 加法 a+bi + c+di = (a+c)+(b+d)i 减法 a+bi - (c+di) = (a-c)+(b+d)i 乘法 a+bi * (c+di) = (ac-bd) + (ad+bc)i 除法 (a+bi)/(c+di) = [(ac+bd)+(bc-ad)i]/(c^2+d^2)
实现思路
由于 java程序设计语言 是一门面向对象编程的，所以我们可以考虑把 复数 封装成一个类，然后我们就可以实例化这个类，创建 复数 对象。我们在封装这个类的时候就可以思考该怎么封装，要去思考 复数 这个对象 中应该具备什么样的属性和特征。
- 状态特征
状态特征也就是 复数对象 拥有的属性，应该有 实部 和 虚部
- 行为特征
行为特征也就是 复数对象 的具备方法，除了构造和setter and getter 方法，还应该有 实现复数相加的方法add()，实现复数相减的方法sub(),实现 复数相乘的方法mul(),实现复数相除的除法div()，还有重写toString()的方法。
代码
1、封装复数类
//复数的四则运算 public class Complex { //实部和虚部的定义 //定义成double比较好的的原因之一是因为 有除法运算 private double realPart; private double imagePart; //构造方法 public Complex() { } public Complex(double realPart, double imagePart) { this.realPart = realPart; this.imagePart = imagePart; } //setter and getter public double getImagePart() { return imagePart; } public void setImagePart(double imagePart) { this.imagePart = imagePart; } public double getRealPart() { return realPart; } public void setRealPart(double realPart) { this.realPart = realPart; } //复数的加法 public Complex add(Complex complexNumber) { if (complexNumber == null) { System.out.println("复数对象输入错误"); return new Complex(); } double newImagePart = this.getImagePart() + complexNumber.getImagePart(); double newRealPart = this.getRealPart() + complexNumber.getRealPart(); return new Complex(newRealPart, newImagePart); } //复数的减法 public Complex sub(Complex complexNumber) { if (complexNumber == null) { System.out.println("复数对象输入错误"); return new Complex(); } double newImagePart = this.getImagePart() - complexNumber.getImagePart(); double newRealPart = this.getRealPart() - complexNumber.getRealPart(); return new Complex(newRealPart, newImagePart); } //复数的乘法 public Complex mul(Complex complexNumber) { if (complexNumber == null) { System.out.println("输入复数对象错误"); return new Complex(); } double newRealPart = this.getRealPart() * complexNumber.getRealPart() - this.getImagePart() * complexNumber.getImagePart(); double newImagePart = this.getRealPart() * complexNumber.getImagePart() + this.getImagePart() * complexNumber.getRealPart(); return new Complex(newRealPart, newImagePart); } public Complex division(Complex complexNumber) { if (complexNumber == null) { System.out.println("输入复数对象错误"); return new Complex(); } double newRealPart = (this.getRealPart() * complexNumber.getRealPart() + this.getImagePart() * complexNumber.getImagePart()) / (complexNumber.getRealPart() * complexNumber.getRealPart() + complexNumber.getImagePart() * complexNumber.getImagePart()); double newImagePart = (-this.getRealPart() * complexNumber.getImagePart() + this.getImagePart() * complexNumber.getRealPart())/ (complexNumber.getRealPart() * complexNumber.getRealPart() + complexNumber.getImagePart() * complexNumber.getImagePart()); return new Complex(newRealPart, newImagePart); } //重写toString方法 public String toString(){ if(this.imagePart>0){ return this.realPart+"+"+this.imagePart+"i"; //如果是虚部是正数，需要手动添加 + }else if(this.imagePart<0){ return this.realPart+this.imagePart+"i";//如果虚部是负数，不用给你手动添加 -（运算的结果自带） }else return this.realPart+" "; } }
2、测试复数类
import java.util.Scanner; //测试封装的复数类，实现负数的四则运算 public class ComplexTest { //这里我们可以采取从键盘中输入复数的实部和虚部 public static void main(String[] args) { double realPart ; double imagePart ; Scanner s = new Scanner(System.in); System.out.print("输入第一个复数的实部："); realPart = s.nextDouble(); System.out.print("输入第一个复数的虚部："); imagePart = s.nextDouble(); Complex complex1 = new Complex(realPart,imagePart); System.out.print("输入第二个复数的实部："); realPart = s.nextDouble(); System.out.print("输入第二个复数的虚部："); imagePart = s.nextDouble(); Complex complex2 = new Complex(realPart,imagePart); //测试复数的加减乘除 System.out.println("加法："+ complex1.add(complex2)); System.out.println("减法："+complex1.sub(complex2)); System.out.println("乘法："+complex1.mul(complex2)); System.out.println("除法："+complex1.division(complex2)); } }
3、代码测试结果
