Lua 实现复数计算器

要求：实现一个Complex复数结构，支持复数的加、减、乘、除四则运算
主要思路：利用元表，通过元方法重写四则运算操作符

方法1：通过元表实现

-- ***** 元表 *****
metaTable = {}-- a+bi, c+di
-- c1[1], c1[2], c2[1], c2[2]
-- 使用元表的元方法 更改加减乘除对应运算符的操作
function metaTable.__add(c1, c2)res = {}res[1] = c1[1] + c2[1]res[2] = c1[2] + c2[2]setmetatable(res, metaTable)return res
endfunction metaTable.__sub(c1, c2)res = {}res[1] = c1[1] - c2[1]res[2] = c1[2] - c2[2]setmetatable(res, metaTable)return res
endfunction metaTable.__mul(c1, c2)res = {}-- ac-bd, bc+ad ires[1] = c1[1]*c2[1] - c1[2] * c2[2]res[2] = c1[2]*c2[1] + c1[1] * c2[2]setmetatable(res, metaTable)return resendfunction metaTable.__div(c1, c2)res = {}--:(a+bi)/(c+di)=(ac+bd)/(c^2+d^2) +((bc-ad)/(c^2+d^2))ires[1] = (c1[1] * c2[1] + c1[2] * c2[2]) / (c2[1] * c2[1] + c2[2] * c2[2])res[2] = (c1[2] * c2[1] - c1[1] * c2[2]) / (c2[1] * c2[1] + c2[2] * c2[2])setmetatable(res, metaTable)return resend-- 使用tostring修改打印信息
function metaTable.__tostring(mytable)real = mytable[1] or 0imag = mytable[2] or 0if real == 0 thenif imag ~= 0 thenreturn imag..'i'elsereturn realendelseif imag == 0 thenreturn real..''elsereturn real .. '' .. imag..'i'endend-- 复数函数
function Complex(a, b)a = a or 0b = b or 0mytable = {a, b}setmetatable(mytable, metaTable)return mytable
endlocal c1 = Complex(3.2, -5.1)
local c2 = Complex(7, 8)
local c3 = Complex(math.pi)
local c4 = Complex()print((c1 + c4) * (c1 / c2 + c3))
-- output: 6.7653973764431-16.927609258972i

方法2：通过复数类实现

-- ***** 元类 *****
Complex = {real = 0, imag = 0}-- 构造函数
function Complex:new(real, imag)local o = o or {}o.real = real or 0o.imag = imag or 0setmetatable(o, self)self.__index = selfreturn o
end-- 重载加法运算符
function Complex:__add(c2)local o = Complex:new()o.real = self.real + c2.realo.imag = self.imag + c2.imag--print(o.real, o.imag)return oend-- 重载减法运算符
function Complex:__sub(c2)local o = Complex:new()o.real = self.real - c2.realo.imag = self.imag - c2.imagreturn o
end-- 重载乘法运算符
function Complex:__mul(c2)local o = Complex:new()o.real = self.real * c2.real - self.imag * c2.imago.imag = self.imag * c2.real + self.real * c2.imagreturn oend-- 重载除法运算符
function Complex:__div(c2)local o = Complex:new()o.real = (self.real * c2.real + self.imag * c2.imag) / (c2.real * c2.real + c2.imag * c2.imag)o.imag = (self.imag * c2.real - self.real * c2.imag) / (c2.real * c2.real + c2.imag * c2.imag)return oend-- 使用tostring修改打印信息
function Complex:__tostring()real = self.real or 0imag = self.imag or 0if real == 0 thenif imag ~= 0 thenreturn imag..'i'elsereturn realendelseif imag == 0 thenreturn real..''elsereturn real .. '' .. imag..'i'endend-- 创建实例对象
local c1 = Complex:new(3.2, -5.1)
local c2 = Complex:new(7, 8)
local c3 = Complex:new(math.pi)
local c4 = Complex:new()print((c1 + c4) * (c1 / c2 + c3))
-- output: 6.7653973764431-16.927609258972i

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