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揭秘C语言中复数的表示与操作技巧

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在计算机科学和工程领域中，复数是一个非常重要的数学概念。C语言作为一种通用的编程语言，也提供了处理复数的方法。本篇文章将详细介绍C语言中复数的表示、操作技巧以及相关的编程实践。

复数的表示

在C语言中，复数通常由两个浮点数组成，分别代表复数的实部和虚部。以下是一些常见的复数表示方法：

1. 结构体表示法

#include <stdio.h>

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

Complex c1 = {3.0, 4.0};

2. 联合体表示法

#include <stdio.h>

typedef union {
    double real;
    double imag;
    double complex;
} Complex;

Complex c2 = {3.0, 4.0};

3. 宏定义表示法

#include <stdio.h>

#define COMPLEX(real, imag) ((Complex){.real = real, .imag = imag})

Complex c3 = COMPLEX(3.0, 4.0);

复数的操作

复数的基本操作包括加法、减法、乘法和除法。下面将详细介绍这些操作：

1. 加法与减法

#include <stdio.h>

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

Complex add(Complex a, Complex b) {
    return (Complex){a.real + b.real, a.imag + b.imag};
}

Complex sub(Complex a, Complex b) {
    return (Complex){a.real - b.real, a.imag - b.imag};
}

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

    result = add(c1, c2);
    printf("Addition: %f + %fi\n", result.real, result.imag);

    result = sub(c1, c2);
    printf("Subtraction: %f + %fi\n", result.real, result.imag);

    return 0;
}

2. 乘法与除法

#include <stdio.h>
#include <math.h>

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

Complex mul(Complex a, Complex b) {
    return (Complex){
        a.real * b.real - a.imag * b.imag,
        a.real * b.imag + a.imag * b.real
    };
}

Complex div(Complex a, Complex b) {
    double denominator = b.real * b.real + b.imag * b.imag;
    return (Complex){
        (a.real * b.real + a.imag * b.imag) / denominator,
        (a.imag * b.real - a.real * b.imag) / denominator
    };
}

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

    result = mul(c1, c2);
    printf("Multiplication: (%f + %fi) * (%f + %fi) = %f + %fi\n",
           c1.real, c1.imag, c2.real, c2.imag, result.real, result.imag);

    result = div(c1, c2);
    printf("Division: (%f + %fi) / (%f + %fi) = %f + %fi\n",
           c1.real, c1.imag, c2.real, c2.imag, result.real, result.imag);

    return 0;
}

总结

本文介绍了C语言中复数的表示与操作技巧，包括结构体、联合体和宏定义等表示方法，以及加法、减法、乘法和除法等基本操作。通过这些操作，我们可以方便地处理复数相关的计算问题。希望本文能对您的编程实践有所帮助。

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