C++ complex复数类怎么用_C++标准库复数运算与初始化

std::complex是C++中用于表示复数的模板类,支持初始化、实虚部获取、四则运算及共轭、模长、幅角等数学操作,适用于科学计算与信号处理。

c++ complex复数类怎么用_c++标准库复数运算与初始化

在C++标准库中,std::complex 是用于表示复数的模板类,定义在头文件 中。它支持常见的复数运算,如加减乘除、共轭、模长、幅角等,使用起来非常方便。

1. 复数的初始化与声明

你可以使用不同的方式来创建和初始化一个复数对象:

默认构造:实部和虚部都为0指定实部和虚部使用赋值或拷贝构造

示例代码:

#include #include 

int main() {// 声明复数类型(常用 double 类型)std::complex z1; // 默认:(0,0)std::complex z2(3.0, 4.0); // 实部=3.0,虚部=4.0std::complex z3 = {1.5, -2.5}; // 列表初始化std::complex z4 = z2; // 拷贝构造

std::cout << "z1 = " << z1 << 'n';std::cout << "z2 = " << z2 << 'n';std::cout << "z3 = " << z3 << 'n';return 0;

}

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输出:

z1 = (0,0)z2 = (3,4)z3 = (1.5,-2.5)

注意:std::complex 支持 float、double 和 long double 类型,分别写作 std::complexstd::complex 等。

2. 获取实部与虚部

通过成员函数 real()imag() 可以获取复数的实部和虚部。

std::complex z(3.0, 4.0);std::cout << "实部: " << z.real() << 'n';   // 输出 3std::cout << "虚部: " << z.imag() << 'n';   // 输出 4

这两个函数也支持设值:

z.real(5.0);  // 设置实部为 5.0z.imag(-1.0); // 设置虚部为 -1.0

3. 基本复数运算

C++ 的 complex 类重载了常见的算术运算符,可以直接进行加减乘除。

std::complex a(2.0, 3.0);std::complex b(1.0, -1.0);

auto sum = a + b; // (3, 2)auto diff = a - b; // (1, 4)auto prod = a * b; // (5, 1)auto quot = a / b; // (-0.5, 2.5)

std::cout << "a + b = " << sum << 'n';

也可以与实数混合运算:

auto c = a + 2.0;  // (4, 3)

4. 常用复数函数

提供了一系列全局函数用于复数操作:

std::conj(z):返回共轭复数std::abs(z):返回模长(绝对值)std::arg(z):返回幅角(弧度制)std::norm(z):返回模的平方(即实部平方加虚部平方)std::polar(r, theta):从极坐标创建复数

示例:

std::complex z(3.0, 4.0);

std::cout << "模长 |z| = " << std::abs(z) << 'n'; // 5std::cout << "模长平方 = " << std::norm(z) << 'n'; // 25std::cout << "幅角 arg(z) = " << std::arg(z) << 'n'; // ~0.927 弧度std::cout << "共轭 = " << std::conj(z) << 'n'; // (3,-4)

// 极坐标转直角坐标:r=2, θ=π/3double r = 2.0, theta = M_PI / 3;std::complex polar_z = std::polar(r, theta);std::cout << "极坐标(2, π/3) 对应复数: " << polar_z << 'n';

5. 注意事项

包含头文件 是必须的输出复数时,会自动以 (实部,虚部) 格式打印某些数学函数(如 sin、cos、exp、log)也对 complex 有重载,可用于复数域计算若使用 std::polar三角函数,建议包含 并确保 M_PI 可用(部分编译器需定义 _USE_MATH_DEFINES

基本上就这些。C++ 的 complex 类设计简洁,适合科学计算、信号处理等需要复数运算的场景。

以上就是C++ complex复数类怎么用_C++标准库复数运算与初始化的详细内容,更多请关注创想鸟其它相关文章!

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