Java学习笔记（五）：Complex类的设计及加减乘除运算的实现

一、Complex类的成员及构造方法

package stu.crayue.complex;
/**
* @author Crayue
* @version 2019年10月24日 上午10:15:54
*/
public class Complex {private double real;//实部private double vir;//虚部public Complex() {//无参构造this(0.0,0.0);}public Complex(double real) {//单参构造this.real = real;}public Complex(double real, double vir) {//双参构造this.real = real;this.vir = vir;}public Complex(Complex c) {//Complex类型的单参构造this(c.real,c.vir);}

二、实现了getter和setter方法，并重写toString()和equals()方法

public double getReal() {return real;}public void setReal(double real) {this.real = real;}public double getVir() {return vir;}public void setVir(double vir) {this.vir = vir;}@Overridepublic boolean equals(Object obj) {//覆盖object的equals方法if(obj==null) {return false;}if(this==obj) {return true;}if(obj.getClass()!=this.getClass()) {return false;}Complex c= (Complex) obj;//强转obj类型为Complexreturn Math.abs(this.real-c.real)<1e-6 && Math.abs(this.vir-c.vir)<1e-6;}@Overridepublic String toString() {//覆盖object中的toString方法return "(" + real + "," +vir +")";}

三、加减乘除运算

在复数类中，加减乘除各用两种方法实现。举个例子，就比如a = b + c和a += b;

在该复数类中，用到了static修饰符,被修饰的方法可以用类名通过圆点运算符直接调用。也可以解决没有对象调用的问题，用类名直接调用，传入两个参数。

减法利用加法实现，除法利用乘法实现。

加法

 public Complex Add (Complex other) {this.real+=other.real;this.vir+=other.vir;return this;}//a = b + c;将该方法定义为静态，可以使用类名直接调用，然后输出结果。不用新定义一个复数去接收其和值；//且该方法实质上是用其中一个参数调用单参的加法实现。//加 静态类无法引用非静态方法，所以不能用this，需要new对象public static Complex Add(Complex one, Complex other) {return new Complex(one).Add(other);}

减法

//取相反数private static Complex Opposite(Complex c) {return new Complex(-c.real, -c.real);
}//减法public Complex Sub(Complex other) {return this.Add(Opposite(other));}public static Complex Sub(Complex one, Complex other) {return new Complex(one).Sub(other);}

乘法

已知，复数的乘法运算如下：

设z1=a+bi，z2=c+di (a、b、c、d∈R)是任意两个复数，那么它们的积(a+bi)(c+di)=(ac-bd)+(bc+ad)i。两个复数的积仍然是一个复数。

//乘法public Complex Mul(Complex other) {//必须realSave,防止值更改double Savereal = this.real;this.real = this.real * other.real - this.vir * other.vir;  this.vir = Savereal * other.vir + this.vir * other.real;return this;}public static Complex Mul(Complex one, Complex other) {return new Complex(one).Mul(other);}

除法

除法也可以通过乘法来进行运算，那么就应该将除数去相应的倒数，并且判断分母是否为零
复数取倒数运算如下：

Z=a+bi
1/Z=(a-bi) / [(a+bi)(a-bi)] =(a-bi) / (a²+b²) =a / (a²+b² ) - b i / (a²+b²)

 //取倒数private static Complex Reciprocal(Complex c) {double cc = c.real * c.real + c.vir * c.vir;//分母为零 代码优化使用三目运算符return (Math.abs(cc) < 1e-6)?null:new Complex(c.real /cc, -c.vir /cc) ;/*if (Math.abs(cc) < 1e-6) {return null;}return new Complex(c.real /cc, -c.vir /cc);    }*/public Complex Div(Complex other) {Complex another = Complex.Reciprocal(other);return another==null ? null :Mul(another);}public static Complex Div (Complex c1,Complex c2) {return new Complex(c1).Div(c2);}

四、带有test的源代码

 package stu.crayue.complex;
/**
* @author Crayue
* @version 2019年10月24日 上午10:15:54
*/
public class Complex {private double real;private double vir;public Complex() {//无参构造this(0.0,0.0);}public Complex(double real) {//单参构造this.real = real;}public Complex(double real, double vir) {//双参构造this.real = real;this.vir = vir;}public Complex(Complex c) {//Complex类型的单参构造this(c.real,c.vir);}public double getReal() {return real;}public void setReal(double real) {this.real = real;}public double getVir() {return vir;}public void setVir(double vir) {this.vir = vir;}@Overridepublic boolean equals(Object obj) {//覆盖object的equals方法if(obj==null) {return false;}if(this==obj) {return true;}if(obj.getClass()!=this.getClass()) {return false;}Complex c= (Complex) obj;//强转obj类型为Complexreturn Math.abs(this.real-c.real)<1e-6 && Math.abs(this.vir-c.vir)<1e-6;}@Overridepublic String toString() {//覆盖object中的toString方法return "(" + real + "," +vir +")";}//加法public Complex Add (Complex other) {this.real+=other.real;this.vir+=other.vir;return this;}public static Complex Add(Complex one, Complex other) {return new Complex(one).Add(other);}//取相反数private static Complex Opposite(Complex c) {return new Complex(-c.real, -c.real);
}//减法public Complex Sub(Complex other) {return this.Add(Opposite(other));}public static Complex Sub(Complex one, Complex other) {return new Complex(one).Sub(other);//return new Complex(one).Add(Opposite(other));}//乘法public Complex Mul(Complex other) {//必须realSave,防止值更改double Savereal = this.real;this.real = this.real * other.real - this.vir * other.vir;  this.vir = Savereal * other.vir + this.vir * other.real;return this;}public static Complex Mul(Complex one, Complex other) {return new Complex(one).Mul(other);}//取倒数private static Complex Reciprocal(Complex c) {double cc = c.real * c.real + c.vir * c.vir;//分母为零 代码优化 使用三目运算符：return (Math.abs(cc) < 1e-6)?null:new Complex(c.real /cc, -c.vir /cc) ;/*if (Math.abs(cc) < 1e-6) {return null;}return new Complex(c.real /cc, -c.vir /cc);  }*/public Complex Div(Complex other) {Complex another = Complex.Reciprocal(other);return another==null ? null :Mul(another);}public static Complex Div (Complex c1,Complex c2) {return new Complex(c1).Div(c2);//Complex another=Reciprocal(c2);//return another ==null?null:new Complex(c1).Mul(another);}
}

test：

package stu.crayue.complex.test;import stu.crayue.complex.Complex;/**
* @author Crayue
* @version 2019年10月24日 上午11:06:22
*/
public class Test {public static void main(String[] args) {Complex c1= new Complex(0, 1.0);Complex c2= new Complex(3.2, 5.3);Complex c3= new Complex(1, 1.0);System.out.println(c2.Add(c1).Add(c3));System.out.println(Complex.Add(c1, c2));//静态方法的调用System.out.println(Complex.Add(new Complex(0,1.0),new Complex(3.3,5.3)));//直接传入两个参数System.out.println(c2.Sub(c1));System.out.println(c3.Mul(c1));System.out.println(c3.Div(c1));}
}

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