java定義復數的方法

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java創建一個復數類complex，對復數進行數學運算，復數具有如下格式：RealPart+ImaginaryPart*i，其中，i為－１的平方根，具體要求如下：

（１）利用浮點變量表示此類的私有數據。提供兩個構造方法，一個用于此類聲明時對象的初始化；一個為帶默認值得無參構造方法。

（２）提供兩復數加、減、乘的運算方法。

（３）按格式(a,b)打印復數，其中a為實部，b為虛部。

Java代碼如下：

public class ComplexNumber implements Cloneable {
    private double realPart;  //復數的實部
    private double imaginaryPart;  //復數的虛部

    public ComplexNumber() {  //默認構造函數
        this.realPart = 0.0;
        this.imaginaryPart = 0.0;
    }

    public ComplexNumber(double a, double b) {  //重載構造函數
        this.realPart = a;
        this.imaginaryPart = b;
    }

    /**
     * 復數的加法運算 c = a + b的運算法則是：
     * c.實部 = a.實部 + b.實部
     * c.虛部 = a.虛部 + b.虛部
     */
    public ComplexNumber add(ComplexNumber aComNum) {
        if (aComNum == null) {
            System.err.println("對象不能夠為null！");
            return new ComplexNumber();
        }
        return new ComplexNumber(this.realPart + aComNum.getRealPart(), this.imaginaryPart + aComNum.getImaginaryPart());
    }

    /**
     * 復數的減法運算 c = a - b的運算法則是：
     * c.實部 = a.實部 - b.實部
     * c.虛部 = a.虛部 - b.虛部
     */
    public ComplexNumber decrease(ComplexNumber aComNum) {
        if (aComNum == null) {
            System.err.println("對象不能夠為null！");
            return new ComplexNumber();
        }
        return new ComplexNumber(this.realPart - aComNum.getRealPart(), this.imaginaryPart - aComNum.getImaginaryPart());
    }

    /**
     * 復數的乘法運算 c = a * b的運算法則是：
     * c.實部 = a.實部 * b.實部 - a.虛部 * b.虛部
     * c.虛部 = a.虛部 * b.實部 + a.實部 * b.虛部
     */
    public ComplexNumber multiply(ComplexNumber aComNum) {
        if (aComNum == null) {
            System.err.println("對象不能夠為null！");
            return new ComplexNumber();
        }
        double newReal = this.realPart * aComNum.realPart - this.imaginaryPart * aComNum.imaginaryPart;
        double newImaginary = this.realPart * aComNum.imaginaryPart + this.imaginaryPart * aComNum.realPart;
        ComplexNumber result = new ComplexNumber(newReal, newImaginary);
        return result;
    }

    /**
     * 復數的除法運算 c = a / b 的運算法則是：
     * c.實部 = (a.實部 * b.實部 + a.虛部 * b.虛部) / (b.實部* b.實部 + b.虛部 * b.虛部)
     * c.虛部 = (a.虛部 * b.實部 - a.實部 * b.虛部) / (b.實部 * b.實部 + b.虛部 * b.虛部)
     */
    public ComplexNumber divide(ComplexNumber aComNum) {
        if (aComNum == null) {
            System.err.println("對象不能夠為null！");
            return new ComplexNumber();
        }
        if ((aComNum.getRealPart() == 0) && (aComNum.getImaginaryPart() == 0)) {
            System.err.println("除數不能夠為0！");
            return new ComplexNumber();
        }
        double temp = aComNum.getRealPart() * aComNum.getRealPart() + aComNum.getImaginaryPart() * aComNum.getImaginaryPart();
        double crealpart = (this.realPart * aComNum.getRealPart() + this.imaginaryPart * aComNum.getImaginaryPart()) / temp;
        double cimaginaryPart = (this.imaginaryPart * aComNum.getRealPart() - this.realPart * aComNum.getImaginaryPart()) / temp;
        return new ComplexNumber(crealpart, cimaginaryPart);
    }

    public String toString() {  //將一個復數顯示為字符串
        return this.realPart + " + " + this.imaginaryPart + "i";
    }

    public boolean equals(Object obj) {  //比較一個對象是否和這個復數對象的值相等
        if (obj == null) {
            return false;
        }
        //首先判斷a是不是一個復數對象，instanceof關鍵字是用來判斷對象的類型
        if (obj instanceof ComplexNumber) {
            //如果a是復數對象，需要將它強制類型轉換成復數對象，才能調用復數類提供的方法
            ComplexNumber b = (ComplexNumber) obj;
            if ((this.realPart == b.getRealPart()) && (this.imaginaryPart == b.getImaginaryPart())) {
                return true;
            } else {
                return false;
            }
        } else {
            return false;
        }
    }

    public int hashCode() {  //獲得該復數對象的hashcode
        /**
         * 如果兩個復數對象是equals的，那么它們的hashCode也必須相同
         * 兩個值相等的復數對象通過toString()方法得到的輸出字符串是一樣的
         * 于是，可以把得到的字符串的hashCode當作復數對象的hashCode
         */
        return this.toString().hashCode();
    }

    public Object clone() {  //根據現有對象克隆一個新對象
        /**
         * 如果要使自定義的類能夠被clone,就必須實現Cloneable接口并且重寫它的clone()方法
         * 如果僅僅重寫了clone方法而沒有在類的聲明中添加實現Cloneable接口
         * 調用clone方法時將會出現CloneNotSupportedException異常
         */
        try {
            ComplexNumber newObject = (ComplexNumber) super.clone();
            newObject.setRealPart(this.realPart);
            newObject.setImaginaryPart(this.imaginaryPart);
            return newObject;
        } catch (CloneNotSupportedException e) {  //如果沒有實現Cloneable接口，拋出異常

            e.printStackTrace();
            return null;
        }
    }

    public double getImaginaryPart() {  //返回虛部
        return imaginaryPart;
    }

    public void setImaginaryPart(double imaginaryPart) {  //設置虛部
        this.imaginaryPart = imaginaryPart;
    }

    public double getRealPart() {  //返回實部
        return realPart;
    }

    public void setRealPart(double realPart) {  //設置實部
        this.realPart = realPart;
    }

    public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
        ComplexNumber a = new ComplexNumber(20, 15);
        ComplexNumber b = new ComplexNumber(11, 20);
        System.out.println("ComplexNumber a: " + a.toString());
        System.out.println("ComplexNumber b: " + b.toString());
        System.out.println("(a + b) = " + a.add(b).toString());
        System.out.println("(a - b) = " + a.decrease(b).toString());
        System.out.println("(a * b) = " + a.multiply(b).toString());
        System.out.println("(a / b) = " + a.divide(b).toString());
    }
}

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