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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& L; }& o7 Y' T9 Y% f& `
       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。0 J( r+ }$ a" d/ w
       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:
, q; z' f8 Y. o+ Z: X8 N
<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:
1 `. v! ^2 I3 t$ @6 W" q
<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。
2 T" ^! J8 ~* x% J7 _: b; ?" `. x       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。3 b/ n6 H5 l; S# _
样例输⼊
; _; {8 Q+ s$ r' F% w6 O. w% `+ s1
$ ?. H  G' O& W0 u2
7 F4 [! K, ]5 i-1.1 2.0' \7 H* |4 V3 B& t+ _! u; _
0 -4.5* A4 |2 P+ \, l4 ^
样例输出# g$ \4 f# D5 q# E" \3 \4 g/ D  h
1& [( i# {6 o4 ~2 X' b
2) s7 Z9 L5 n' {( t' P* l) E. E
3( H% f! |, I- d" f0 h
4
7 ~" I* u) W. g5
% v9 c$ A1 i, `; w(-1.1+2i) (0-4.5i)
. s" Y, W% d4 Y! r) ?( r- ]( U4 C9 E(-1.1-2.5i)8 G5 ]/ j/ b/ v3 c0 B, e2 r) t1 {
(-1.1+6.5i); |) l& r& S  ]/ H0 y+ v* b. Q
(9+4.95i)& E, X* b: g3 n4 d" q7 X
(-0.444444-0.244444i)
* d  q" z' C+ e# @" L提示
. B: D8 P, o# s! q3 g       需要注意,复数的四则运算定义如下所示:
+ N$ T- l( ~  g2 ~/ L
  • 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
    7 i) O( F$ a, m& H# I  ]6 Y
       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:4 s) D0 I1 u4 U+ M$ k6 {. x
ostream os;
os.setf(std::ios::showpos);
os << 12;
      输出内容会是 +12 。9 ]! N) g" {7 }' @! ]3 a  E
       ⽽如果想要取消前⾯的正号输出的话,你可以再执⾏:
+ M0 H- H7 ~$ _& n+ a- L: I  B
os.unsetf(std::ios::showpos);
      即可恢复默认的设置(不输出额外的正号). ]5 A4 v+ w/ }' @5 ]5 W
代码实现
- f  c; j; m1 T( F3 l+ Q
#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;
}

( ~5 m2 a# J% Y% k8 l
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