阶段性复习与应用——复数的四则运算

看到这篇博文的同学们，大多数都学习了之前的博文了，那么，现在，我们通过 “复数的实现” 这一项目，来复习一下之前所有博文中的重要知识点！

首先，我们现在来构建一个类，来存储这个复数的 实部 和 虚部:

package com.mec.complex;

public class Complex {
	private double real;
	private double vir;	
}

现在，我们来构造方法，并且编写 Getter() 和 Setter() 方法：

package com.mec.complex;

public class Complex {
	private double real;
	private double vir;
	
	public Complex(double real, double vir) {
		this.real = real;
		this.vir = vir;
	}
	
	public Complex() {
		this(0.0, 0.0);
	}

	public Complex(Complex c) {
		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;
	}

}

基本的录入、输出方法，我们就编写完成了。

现在我们来编写加、减、乘、除方法：

1.加方法：

public Complex add(Complex c) {
	this.real += c.real;
	this.vir += c.vir;
		
	return this;
}

public Complex add(Complex one, Complex another) {
	return new Complex (one).add(another);
}

我们在这里，定义了两种加法的实现方法，以满足用户不同的输入，或者我们之后的代码的需求。

2.取相反数方法：

private static Complex opposite(Complex c) {
	return new Complex(-c.real, -c.vir);
}

（因为这个方法，我们是为了完成减法操作才创造的，并不想外类调用，所以用private修饰）

3.减方法：

public Complex sub(Complex c) {
	return this.add(opposite(c));	
}
	
public static Complex sub(Complex one, Complex another) {
	return new Complex(one).add(opposite(another));	
}

4.乘方法：

public Complex mul(Complex one) {
	double real = this.real;
		
	this.real = real * one.real - this.vir * one.vir;
	this.vir = real * one.vir - this.vir * one.real;
		
	return this;
}

public static Complex mul(Complex one, Complex another) {
	return new Complex (one).mul(another);
}

5.取倒数方法：

private static Complex reciprocal(Complex c) {	//这里我们通过参考公式可得：倒数=原复数*共轭数/模长
	double model = c.real * c.real + c.vir * c.vir; //复数的模长
		
	if(Math.abs(model) < 1e-6) {
		return null;
	}	//因为double的精度为1e-6，所以，小于1e-6时，可以忽略不计
		
	return new Complex(c.real / model, -c.vir / model);
}

（因为这个方法，我们是为了完成除法操作才创造的，并不想外类调用，所以用private修饰）

6.除方法：

public static Complex div(Complex one, Complex another) {
	Complex rec = reciprocal(another);
	return rec == null ? null : new Complex(one).mul(rec);
}

注意：本人上面的四则运算方法，有的有 static修饰符 修饰，有的却没有，这里做下解释：
（1）有static修饰符修饰的方法，是我们之后的 Demo.java类 （即：测试类）所要调用的方法，而且这些方法的调用也更符合我们的认知（即：四则运算 的 参数是两个 “复数”）；
（2）没有 static修饰符 修饰的方法，则是为了辅助我们完成 有 static修饰符 修饰的方法。

那么，我们总结下所有成员 和 方法：
Complex.java：

package com.mec.complex;

public class Complex {
	private double real;
	private double vir;
	
	public Complex(double real, double vir) {
		this.real = real;
		this.vir = vir;
	}
	
	public Complex() {
		this(0.0, 0.0);
	}

	public Complex(Complex c) {
		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;
	}
	
	public Complex add(Complex c) {
		this.real += c.real;
		this.vir += c.vir;
		
		return this;
	}
	
	public static Complex add(Complex one, Complex another) {
		return new Complex (one).add(another);
	}
	
	private static Complex opposite(Complex c) {
		return new Complex(-c.real, -c.vir);
	}
	
	private static Complex reciprocal(Complex c) {
		double model = c.real * c.real + c.vir * c.vir;
		
		if(Math.abs(model) < 1e-6) {
			return null;
		}
		
		return new Complex(c.real / model, -c.vir / model);
	}
	
	public Complex sub(Complex c) {
		return this.add(opposite(c));
	}
	
	public static Complex sub(Complex one, Complex another) {
		return new Complex(one).add(opposite(another));
	}
	
	public Complex mul(Complex one) {
		double real = this.real;
		
		this.real = real * one.real - this.vir * one.vir;
		this.vir = real * one.vir - this.vir * one.real;
		
		return this;
	}

	public static Complex mul(Complex one, Complex another) {
		return new Complex (one).mul(another);
	}
	
	public static Complex div(Complex one, Complex another) {
		Complex rec = reciprocal(another);
		return rec == null ? null : new Complex(one).mul(rec);
	}
	
	@Override
	public String toString() {
		return "(" + real + "," + vir + ")";
	}
	
	@Override
	public boolean equals(Object obj) {
		if(null == obj) {
			return false;
		}
		if(this == obj) {
			return true;
		}
		if(!(obj instanceof Complex)) {
			return false;
		}
		Complex c = (Complex) obj;
		return Math.abs(this.real - c.real) < 1e-6
				&& Math.abs(this.vir - c.vir) < 1e-6;
	}
	
}

现在，我们来编写一个主函数的类来调用这些“工具”吧：
Demo.java:

package com.mec.complex;

public class Demo {

	public static void main(String[] args) {
		Complex num1 = new Complex(1.0, 2.0);
		Complex num2 = new Complex(3.0, 4.0);
		
		System.out.println("num1:" + num1);
		System.out.println("num2:" + num2);

		Complex num3 = Complex.add(num1, num2);
		System.out.println("the add result :" + num3);
		
		Complex num4 = Complex.sub(num1, num2);
		System.out.println("the sub result :" + num4);
		
		Complex num5 = Complex.mul(num1, num2);
		System.out.println("the mul result :" + num5);
		
		Complex num6 = Complex.div(num2, num1);
		System.out.println("the div result :" + num6);
		
	}

}

那么，测试结果如下：

那么，对于复数的基本操作的“工具”我们就做好了，我们之前所学习的重要知识点，差不多到此，就全部复习完了。