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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3 k* G4 d- d+ @' Y' o9 j
       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。
5 p: C2 b- H* t1 c/ K' Z4 `       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:( L, D9 r  Q( i* X
<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:
: t. F9 G9 P- L0 y; ?# E* F! O
<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。
; t* v5 T+ Z1 I$ |       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# b1 p% n# o) p4 `5 C样例输⼊* g( E" s" x0 B* \: p
19 w% W# K, W. J& I# ?/ V
2
" O+ g7 ^* N0 H# p! y* }' z) ]/ h-1.1 2.0& i1 p  |1 j8 r& r
0 -4.5: u" M8 X4 X( W; q
样例输出
  B' `) w6 J* I. Q1
7 f8 E/ B1 y8 C2( t+ W. ?( V# X7 Z: `' G
3; Z' H# A6 I" S4 x2 e5 ^
4% i' y9 E- {. {4 d' ~: p; j" t( [
5
& N2 L; [( K3 [: m* n6 q! d(-1.1+2i) (0-4.5i)
. k, P" N0 o1 f1 f1 s9 L* b(-1.1-2.5i)5 E4 |; t  n9 d3 B5 c; n, Y
(-1.1+6.5i)
4 Z% {6 j& M. e# ^; t(9+4.95i)0 v+ i0 y& e8 `3 \  D
(-0.444444-0.244444i)
" E& K8 ]7 ?1 w, g" P提示  _2 z. X& N/ K
       需要注意,复数的四则运算定义如下所示:4 ?7 s. |# P* q5 P* y1 M# M
  • 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
    ; Z- ~# l: i& [* z' l
       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:
0 O0 H  E- N  D: [( r3 v& p
ostream os;
os.setf(std::ios::showpos);
os << 12;
      输出内容会是 +12 。% W# N3 D) C) ^# [6 m, ]
       ⽽如果想要取消前⾯的正号输出的话,你可以再执⾏:) r  n- k' h( K0 f. y9 ^0 ]! W$ S
os.unsetf(std::ios::showpos);
      即可恢复默认的设置(不输出额外的正号). ?1 l5 a" z4 T5 z1 a
代码实现
, d" o8 w1 y9 P1 P! F
#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;
}

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