Java、Complex类（复数类）

一个复数是一个形式为a+bi的数，这里的a和b都是实数，i是√-1的平方根。数字a和b分别称为复数的实部和虚部。可以使用下面的公式完成复数的加、减、乘、除：

加：a + bi + c + di = (a + c) + (b + d)i

减：a + bi - (c + di) = (a - c) + (b - d)i

乘：(a + bi) * (c + di) = (ac -bd) + (bc + ad)i

除：(a + bi) / (c + di) = (ac + bd)/(c*c + d*d) + (bc - ad)i/(c*c + d*d)

还可以使用下面的公式得到复数的绝对值：

                                |a + bi| = √(a *a + b*b)

要求：

•         设计一个名为Complex的复数来表示复数以及完成复数运算的add、substract、multiply、divide和abs方法，并且覆盖toString方法返回一个表示复数的字符串。方法toString返回字符串a + bi。如果b是0，那么它只返回a。Complex类应该也实现Cloneable接口。
• 提供三个构造方法Complex(a,b)、Complex（a）和Complex（）。Complex（）创建数字0的Complex对象，而Complex（a）创建一个b为0的Complex对象。还提供getRealPart()和getImaginaryPart（）方法以分别返回复数的实部和虚部。

        编写一个测试程序，提示用户输入两个复数，然后显示它们做加、减、乘、除之后的结果。

package pack2;

public class Complex implements Cloneable{
	private double a,b;
	
	 public Complex() {
		 this(0);
	}

	public Complex(double a) {
		this.a = a;
	}

	public Complex(double a, double b) {
		this.a = a;
		this.b = b;
	}

    //返回复数的加法运算
	public Complex add(Complex c) {
		if(c == null)    //如果c是null，抛出异常
			throw new NullPointerException("Invalid Pointer");
		
		return new Complex((a + c.a), (b + c.b));
	}

    //返回复数的减法运算
	public Complex substract(Complex c) {
		if(c == null)
			throw new NullPointerException("Invalid Pointer");
		
		return new Complex((a - c.a), (b - c.b));
	}
	
    //返回复数的乘法运算
	public Complex multiply(Complex c) {
		if(c == null)
			throw new NullPointerException("Invalid Pointer");
		
		return new Complex((a * c.a - b * c.b),(a * c.b + b * c.a));
	}
	
    //返回复数的除法运算
	public Complex divide(Complex c) {
		if(c == null)
			throw new NullPointerException("Invalid Pointer");
		
		return new Complex((a * c.a + b * c.b) / (Math.pow(c.a, 2) + Math.pow(c.b, 2)),
				(b * c.a - a * c.b) / (Math.pow(c.a, 2) + Math.pow(c.b, 2)));
	}
	
    //返回复数的绝对值
	public double abs() {
		return Math.sqrt(a * a + b *b);
	}
	
	@Override
	public String toString() {
		if(Math.abs(b) < 0.00001)    
                //如果b为0，返回a(考虑到浮点数的精度变化，故用Math.abs()方法)
			return ""+a;
		else
			return a+" + "+b+"i";
	}
	
	@Override    //重写clone()方法
	public Object clone(){
		try {
			return super.clone();    //调用本地方法返回克隆
			
		}catch (CloneNotSupportedException e) {
			return null;
		}
	}
	
    //返回实部
	public double getRealPart() {
		return a;
	}
	
    //返回虚部
	public double getImginaryPart() {
		return b;
	}
	
    //设置实部
	public void setRealPart(double a) {
		this.a = a;
	}
	
    //设置虚部
	public void setImginaryPart(double b) {
		this.b = b;
	}
}

测试程序如下：

package pack2;

import java.util.Scanner;

public class TestComplex {

	public static void main(String[] args) {
		Scanner input = new Scanner(System.in);
		
		System.out.print("Enter the first complex number: ");
		double a = input.nextDouble();
		double b = input.nextDouble();
		
		System.out.print("Enter the second complex number: ");
		double c = input.nextDouble();
		double d = input.nextDouble();
		
		Complex complex = new Complex(a,b);
		Complex complex1 = new Complex(c,d);
		
		System.out.printf("(%.1f + %.1fi) + (%.1f + %.1fi) =         
%s\n",a,b,c,d,complex.add(complex1));
		System.out.printf("(%.1f + %.1fi) - (%.1f + %.1fi) = 
%s\n",a,b,c,d,complex.substract(complex1));
		System.out.printf("(%.1f + %.1fi) * (%.1f + %.1fi) = %s\n",a,b,c,d,complex.multiply(complex1));
		System.out.printf("(%.1f + %.1fi) / (%.1f + %.1fi) = %s\n",a,b,c,d,complex.divide(complex1));
		System.out.printf("|(%.1f + %.1fi)| = %.15f\n",a,b,complex.getSoluteValue());
		
		input.close();
		
		
	}

}