C语言复数运算|极客教程

C语言复数运算

复数是由实部和虚部组成的数字，可以表示为a+bi的形式，其中a为实部，b为虚部，i为虚数单位。在数学中，复数也可以进行加减乘除等运算。本文将使用c模块化方法编写标准c语言程序，实现两个复数的相加、相减、相乘与相除，并输出。

复数结构体定义

首先，我们需要定义一个结构体来表示复数，包括实部和虚部。

typedef struct Complex {
    double real;
    double imaginary;
} Complex;

复数加法

复数的加法运算规则为：(a+bi) + (c+di) = (a+c) + (b+d)i。下面是对应的c函数实现：

Complex add(Complex c1, Complex c2) {
    Complex result;
    result.real = c1.real + c2.real;
    result.imaginary = c1.imaginary + c2.imaginary;

    return result;
}

复数减法

复数的减法运算规则为：(a+bi) – (c+di) = (a-c) + (b-d)i。下面是对应的c函数实现：

Complex subtract(Complex c1, Complex c2) {
    Complex result;
    result.real = c1.real - c2.real;
    result.imaginary = c1.imaginary - c2.imaginary;

    return result;
}

复数乘法

复数的乘法运算规则为：(a+bi) * (c+di) = ac – bd + (ad + bc)i。下面是对应的c函数实现：

Complex multiply(Complex c1, Complex c2) {
    Complex result;
    result.real = c1.real * c2.real - c1.imaginary * c2.imaginary;
    result.imaginary = c1.real * c2.imaginary + c1.imaginary * c2.real;

    return result;
}

复数除法

复数的除法运算比较复杂，需要将分子和分母同时乘以分母的共轭复数，然后进行简化。规则为：(a+bi) / (c+di) = (ac+bd)/(c^2+d^2) + ((bc-ad)/(c^2+d^2))i。下面是对应的c函数实现：

Complex divide(Complex c1, Complex c2) {
    Complex result;
    double denominator = c2.real * c2.real + c2.imaginary * c2.imaginary;
    result.real = (c1.real * c2.real + c1.imaginary * c2.imaginary) / denominator;
    result.imaginary = (c1.imaginary * c2.real - c1.real * c2.imaginary) / denominator;

    return result;
}

测试

现在我们来测试上述函数，分别对两个复数进行加减乘除操作，并输出。

int main() {
    Complex c1 = {3.0, 4.0};
    Complex c2 = {1.0, 2.0};

    // 加法
    Complex sum = add(c1, c2);
    printf("Sum: %f + %fi\n", sum.real, sum.imaginary);

    // 减法
    Complex difference = subtract(c1, c2);
    printf("Difference: %f + %fi\n", difference.real, difference.imaginary);

    // 乘法
    Complex product = multiply(c1, c2);
    printf("Product: %f + %fi\n", product.real, product.imaginary);

    // 除法
    Complex quotient = divide(c1, c2);
    printf("Quotient: %f + %fi\n", quotient.real, quotient.imaginary);

    return 0;
}

运行以上代码，我们可以得到以下输出：

Sum: 4.000000 + 6.000000i
Difference: 2.000000 + 2.000000i
Product: -5.000000 + 10.000000i
Quotient: 2.200000 + -0.400000i

通过上面的实例，我们成功地实现了复数的加减乘除运算，并输出了计算结果。复数运算在实际生活和工作中有着广泛的应用，掌握复数运算将有助于我们解决更多的实际问题。

C语言复数运算