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[C/C++/Qt] C++ 实现一个复数类的实例代码

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发表于 2021-4-19 11:22:37 | 显示全部楼层 |阅读模式
实例要求' a% G; D! v+ \. P. u+ I4 e# s
       实现⼀个复数类 Complex 。 Complex 类包括两个 double 类型的成员 real 和 image ,分别表示复数的实部和虚部。对 Complex 类,重载其流提取、流插⼊运算符,以及加减乘除四则运算运算符。
+ Z. w7 X6 x# w% S$ Q       重载流提取运算符 >> ,使之可以读⼊以下格式的输⼊(两个数值之间使⽤空⽩分隔),将第⼀个数值存为复数的实部,将第⼆个数值存为复数的虚部:
8 i$ |2 L2 R$ u, s* y
<p>1</p><p>2</p><p>-1.1 2.0</p><p>+0 -4.5</p>
      重载流插⼊运算符 << ,使之可以将复数输出为如下的格式⸺实部如果是⾮负数,则不输出符号位;输出时要包含半⻆左右⼩括号:2 R  K+ A6 R% c. ^% I1 x
<p>1</p><p>2</p><p>(-1.1+2.0i)</p><p> (0-4.5i)</p>
      每次输⼊两个复数,每个复数均包括由空格分隔的两个浮点数,输⼊第⼀个复数后,键⼊回⻋,然后继续输⼊第⼆个复数。
# ^4 \  Q" F5 Z# a# k' W2 L" U5 ~       输出两个复数,每个复数占⼀⾏;复数是由⼩括号包围的形如 (a+bi) 的格式。注意不能输出全⻆括号。; s- i, F$ C' i% R6 j
样例输⼊
0 N5 {2 S! W6 d& t" y- `3 W( V+ ?1, M! W' _4 E8 A
2
4 H. M& ?- @' ]8 u-1.1 2.0
, f1 `5 L* J( e  _# |; O 0 -4.5
+ H* l, R# x$ ^0 |* O, I样例输出$ M6 M+ R4 g5 x' }( K
1
  y7 y/ w3 c4 ]/ {7 _# ]2
5 Z3 T1 a2 Y- E0 K/ w5 {4 u3
+ @+ K4 h" I) @; O+ M; k: ]2 _48 [' Y  K' j/ p6 n* C
59 f+ n* w% U% j1 l2 T
(-1.1+2i) (0-4.5i)
" X5 b# J1 D& h5 n(-1.1-2.5i)( V3 C8 y- L3 e  |& A1 C- {8 z
(-1.1+6.5i)# s, e. i3 P% J8 H
(9+4.95i)- g: i$ O! e7 A* E0 O$ u
(-0.444444-0.244444i)3 Y- w+ z7 O7 x3 g
提示
5 u, c6 W5 U9 Q% U' U       需要注意,复数的四则运算定义如下所示:
4 Z4 t1 f* x" ~# ^
  • 加法法则: ( a + b i ) + ( c + d i ) = ( a + c ) + ( b + d ) i (a + bi) + (c + di) = (a + c) + (b + d)i (a+bi)+(c+di)=(a+c)+(b+d)i
  • 减法法则: ( a + b i ) − ( c + d i ) = ( a − c ) + ( b − d ) i (a + bi) − (c + di) = (a − c) + (b − d)i (a+bi)−(c+di)=(a−c)+(b−d)i
  • 乘法法则: ( a + b i ) × ( c + d i ) = ( a c − b d ) + ( b c + a d ) i (a + bi) × (c + di) = (ac − bd) + (bc + ad)i (a+bi)×(c+di)=(ac−bd)+(bc+ad)i
  • 除法法则: ( a + b i ) ÷ ( c + d i ) = [ ( a c + b d ) / ( c 2 + d 2 ) ] + [ ( b c − a d ) / ( c 2 + d 2 ) ] i (a + bi) ÷ (c + di) = [(ac + bd)/(c^2 + d^2 )] + [(bc − ad)/(c^2 + d^2)]i (a+bi)÷(c+di)=[(ac+bd)/(c2+d2)]+[(bc−ad)/(c2+d2)]i) `! y2 L0 f/ O! b) s' D$ b
       两个流操作运算符必须重载为 Complex 类的友元函数,此外,在输出的时候,你需要判断复数的虚部是否⾮负⸺例如输⼊ 3 1.0 ,那么输出应该为 3+1.0i 。这⾥向⼤家提供⼀种可能的处理⽅法:使⽤ ostream 提供的 setf() 函数 ⸺它可以设置数值输出的时候是否携带标志位。例如,对于以下代码:; v8 B1 d% R8 x0 r8 L
ostream os;
os.setf(std::ios::showpos);
os << 12;
      输出内容会是 +12 。4 r- k0 V5 V0 z1 p
       ⽽如果想要取消前⾯的正号输出的话,你可以再执⾏:: y; `4 n$ C* m. d- ~
os.unsetf(std::ios::showpos);
      即可恢复默认的设置(不输出额外的正号)
/ m' f2 h0 z* h$ d6 W代码实现
3 I  E5 H7 f+ x0 i. Q) M0 P" ~
#include <iostream>
using namespace std;

const double EPISON = 1e-7;
class Complex
{
private:
          double real;
          double image;
public:
          Complex(const Complex& complex) :real{ complex.real }, image{ complex.image } {

          }
          Complex(double Real=0, double Image=0) :real{ Real }, image{ Image } {

          }
          //TODO
    Complex operator+(const Complex c) {
        return Complex(this->real + c.real, this->image + c.image);
    }
    
    Complex operator-(const Complex c) {
        return Complex(this->real - c.real, this->image - c.image);
    }
    
    Complex operator*(const Complex c) {
        double _real = this->real * c.real - this->image * c.image;
        double _image = this->image * c.real + this->real * c.image;
        return Complex(_real, _image);
    }
    
    Complex operator/(const Complex c) {
        double _real = (this->real * c.real + this->image * c.image) / (c.real * c.real + c.image * c.image);
        double _image = (this->image * c.real - this->real * c.image) / (c.real * c.real + c.image * c.image);
        return Complex(_real, _image);
    }
    friend istream &operator>>(istream &in, Complex &c);
    friend ostream &operator<<(ostream &out, const Complex &c);
};

//重载>>
istream &operator>>(istream &in, Complex &c) {
    in >> c.real >> c.image;
    return in;
}

//重载<<
ostream &operator<<(ostream &out, const Complex &c) {
    out << "(";
    //判断实部是否为正数或0
    if (c.real >= EPISON || (c.real < EPISON && c.real > -EPISON)) out.unsetf(std::ios::showpos);
    out << c.real;
    out.setf(std::ios::showpos);
    out << c.image;
    out << "i)";
    return out;
}

int main() {
          Complex z1, z2;
          cin >> z1;
          cin >> z2;
          cout << z1 << " " << z2 << endl;
          cout << z1 + z2 << endl;
          cout << z1 - z2 << endl;
          cout << z1*z2 << endl;
          cout << z1 / z2 << endl;
          return 0;
}
$ K  t: f6 T1 F& n) ]- s6 }1 L/ W
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