詳解C語言中的複數操作

詳解C語言中的複數操作

Note: complex類型是從c99標準的時候引入的，但是具體的實現並不是標準的一部分，每個編譯器的實現的標準可能不一樣，具體的也請查詢相關的編譯器的實作標準。

本文針對gcc編譯器。

複數在數學運算中十分重要，在寫數值運算或演算法的時候，我們會用到複數這種概念。那麼，複數在C/C 語言中是如何表示的呢？我們接下來一一介紹。

C語言中複數在數學中一個複數可以定義為 (z=a bi) 的形式。 C 語言在 ISO C99 時就引入了複數型別。它是透過 complex.h 中定義的。我們可以使用 complex , __complex__ , 或 _ComplexI 類型符號來表示。在C語言中有三種複數類型，分別為 float complex , double complex , long double complex

。他們之間 的差異就是表示複數中實部和虛步的數的資料型態不同。

complex 其實就是一個數組，數組中有兩個元素，一個表示複數的實部，一個表示複數的虛部。

定義一個複數在complex.h 頭檔中定義了兩個巨集_Complex_I

和

I

來建立一個複數。

Macro: const float complex _Complex_I;
Macro: const float complex  I;

這兩個巨集表示複數 (0 1i) , 我們可是使用這個單位複數來建立任何複數。

#include <stdio.h>
#include <complex.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
  complex  double  a = 3.0 + 4.0 * _Complex_I;
  __complex__ double b = 4.0 + 5.0 * _Complex_I;
  _Complex  double c = 5.0 + 6.0 * _Complex_I;

  printf("a=%f+%fi\n", creal(a),cimag(a));
  printf("b=%f+%fi\n", creal(b), cimag(b));
  printf("c=%f+%fi\n", creal(c), cimag(c));



  printf("the arg of a is %d", carg(a));

  return 0;
}

a=3.000000+4.000000i
b=4.000000+5.000000i
c=5.000000+6.000000i
the arg of a is 176

複數的基本運算函數

在 complex.h 頭檔中定義一些對複數的基本運算的函數。 函數功能#creal 取得複數的實部cimag 取得複數的虛部conj 取得複數的共軛carg獲取,複平面上穿過原點和複數在複平面表示的點,的直線和實數軸之間的夾角cproj傳回複數在黎曼球體上的投影

複數的數值運算

複數型別也可以像普通數值型，~int, double, long~ 一樣進行直接使用數值運算子，進行數值運算。

#include <stdio.h>
#include <complex.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
  complex  double  a = 3.0 + 4.0 * _Complex_I;
  __complex__ double b = 4.0 + 5.0 * _Complex_I;
  _Complex  double c = 5.0 + 6.0 * _Complex_I;

  complex double d =a + b;
  complex double f = a *b ;
  complex double g = a/b;

  printf ("d=a+b=%f+%fi\n",creal(d),cimag(d));
  printf ("f=a*b=%f+%fi\n",creal(f),cimag(f));
  printf("g=a/b=%f+%fi\n",creal(g),cimag(g));

  return 0;
}

d=a+b=7.000000+9.000000i
f=a*b=-8.000000+31.000000i
g=a/b=0.780488+0.024390i

感謝大家的閱讀，大家學會了嗎？

本文轉自：https://blog.csdn.net/duandianR/article/details/70846638

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