【Java笔试题】创建复数类并对复数进行运算

1、题目

创建一个复数类complex，对复数进行数学运算，复数具有如下格式：RealPart+ImaginaryPart*i，其中，i为－１的平方根，具体要求如下：

（１）利用浮点变量表示此类的私有数据。提供两个构造方法，一个用于此类声明时对象的初始化；一个为带默认值得无参构造方法。

（２）提供两复数加、减、乘的运算方法。

（３）按格式(a,b)打印复数，其中a为实部，b为虚部。

2、Java代码

public class ComplexNumber implements Cloneable {
private double realPart;  //复数的实部
private double imaginaryPart;  //复数的虚部

public ComplexNumber() {  //默认构造函数
this.realPart = 0.0;
this.imaginaryPart = 0.0;
}

public ComplexNumber(double a, double b) {  //重载构造函数
this.realPart = a;
this.imaginaryPart = b;
}

/**
* 复数的加法运算 c = a + b的运算法则是：
* c.实部 = a.实部 + b.实部
* c.虚部 = a.虚部 + b.虚部
*/
public ComplexNumber add(ComplexNumber aComNum) {
if (aComNum == null) {
System.err.println("对象不能够为null！");
return new ComplexNumber();
}
return new ComplexNumber(this.realPart + aComNum.getRealPart(), this.imaginaryPart + aComNum.getImaginaryPart());
}

/**
* 复数的减法运算 c = a - b的运算法则是：
* c.实部 = a.实部 - b.实部
* c.虚部 = a.虚部 - b.虚部
*/
public ComplexNumber decrease(ComplexNumber aComNum) {
if (aComNum == null) {
System.err.println("对象不能够为null！");
return new ComplexNumber();
}
return new ComplexNumber(this.realPart - aComNum.getRealPart(), this.imaginaryPart - aComNum.getImaginaryPart());
}

/**
* 复数的乘法运算 c = a * b的运算法则是：
* c.实部 = a.实部 * b.实部 - a.虚部 * b.虚部
* c.虚部 = a.虚部 * b.实部 + a.实部 * b.虚部
*/
public ComplexNumber multiply(ComplexNumber aComNum) {
if (aComNum == null) {
System.err.println("对象不能够为null！");
return new ComplexNumber();
}
double newReal = this.realPart * aComNum.realPart - this.imaginaryPart * aComNum.imaginaryPart;
double newImaginary = this.realPart * aComNum.imaginaryPart + this.imaginaryPart * aComNum.realPart;
ComplexNumber result = new ComplexNumber(newReal, newImaginary);
return result;
}

/**
* 复数的除法运算 c = a / b 的运算法则是：
* c.实部 = (a.实部 * b.实部 + a.虚部 * b.虚部) / (b.实部* b.实部 + b.虚部 * b.虚部)
* c.虚部 = (a.虚部 * b.实部 - a.实部 * b.虚部) / (b.实部 * b.实部 + b.虚部 * b.虚部)
*/
public ComplexNumber divide(ComplexNumber aComNum) {
if (aComNum == null) {
System.err.println("对象不能够为null！");
return new ComplexNumber();
}
if ((aComNum.getRealPart() == 0) && (aComNum.getImaginaryPart() == 0)) {
System.err.println("除数不能够为0！");
return new ComplexNumber();
}
double temp = aComNum.getRealPart() * aComNum.getRealPart() + aComNum.getImaginaryPart() * aComNum.getImaginaryPart();
double crealpart = (this.realPart * aComNum.getRealPart() + this.imaginaryPart * aComNum.getImaginaryPart()) / temp;
double cimaginaryPart = (this.imaginaryPart * aComNum.getRealPart() - this.realPart * aComNum.getImaginaryPart()) / temp;
return new ComplexNumber(crealpart, cimaginaryPart);
}

public String toString() {  //将一个复数显示为字符串
return this.realPart + " + " + this.imaginaryPart + "i";
}

public boolean equals(Object obj) {  //比较一个对象是否和这个复数对象的值相等
if (obj == null) {
return false;
}
//首先判断a是不是一个复数对象，instanceof关键字是用来判断对象的类型
if (obj instanceof ComplexNumber) {
//如果a是复数对象，需要将它强制类型转换成复数对象，才能调用复数类提供的方法
ComplexNumber b = (ComplexNumber) obj;
if ((this.realPart == b.getRealPart()) && (this.imaginaryPart == b.getImaginaryPart())) {
return true;
} else {
return false;
}
} else {
return false;
}
}

public int hashCode() {  //获得该复数对象的hashcode
/**
* 如果两个复数对象是equals的，那么它们的hashCode也必须相同
* 两个值相等的复数对象通过toString()方法得到的输出字符串是一样的
* 于是，可以把得到的字符串的hashCode当作复数对象的hashCode
*/
return this.toString().hashCode();
}

public Object clone() {  //根据现有对象克隆一个新对象
/**
* 如果要使自定义的类能够被clone,就必须实现Cloneable接口并且重写它的clone()方法
* 如果仅仅重写了clone方法而没有在类的声明中添加实现Cloneable接口
* 调用clone方法时将会出现CloneNotSupportedException异常
*/
try {
ComplexNumber newObject = (ComplexNumber) super.clone();
newObject.setRealPart(this.realPart);
newObject.setImaginaryPart(this.imaginaryPart);
return newObject;
} catch (CloneNotSupportedException e) {  //如果没有实现Cloneable接口，抛出异常

e.printStackTrace();
return null;
}
}

public double getImaginaryPart() {  //返回虚部
return imaginaryPart;
}

public void setImaginaryPart(double imaginaryPart) {  //设置虚部
this.imaginaryPart = imaginaryPart;
}

public double getRealPart() {  //返回实部
return realPart;
}

public void setRealPart(double realPart) {  //设置实部
this.realPart = realPart;
}

public static void main(String[] args) throws CloneNotSupportedException {
ComplexNumber a = new ComplexNumber(20, 15);
ComplexNumber b = new ComplexNumber(11, 20);
System.out.println("ComplexNumber a: " + a.toString());
System.out.println("ComplexNumber b: " + b.toString());
System.out.println("(a + b) = " + a.add(b).toString());
System.out.println("(a - b) = " + a.decrease(b).toString());
System.out.println("(a * b) = " + a.multiply(b).toString());
System.out.println("(a / b) = " + a.divide(b).toString());
}
}