C'de karmaşık sayılarla nasıl çalışılır?

C'de karmaşık sayılarla nasıl çalışabilirim? Bir complex.hbaşlık dosyası olduğunu görüyorum , ancak bana bunun nasıl kullanılacağı konusunda fazla bilgi vermiyor. Gerçek ve hayali parçalara verimli bir şekilde nasıl erişilir? Modül ve aşama elde etmek için yerel işlevler var mı?

Bu kod size yardımcı olacaktır ve oldukça açıklayıcıdır:

#include <stdio.h>      /* Standard Library of Input and Output */
#include <complex.h>    /* Standard Library of Complex Numbers */

int main() {

    double complex z1 = 1.0 + 3.0 * I;
    double complex z2 = 1.0 - 4.0 * I;

    printf("Working with complex numbers:\n\v");

    printf("Starting values: Z1 = %.2f + %.2fi\tZ2 = %.2f %+.2fi\n", creal(z1), cimag(z1), creal(z2), cimag(z2));

    double complex sum = z1 + z2;
    printf("The sum: Z1 + Z2 = %.2f %+.2fi\n", creal(sum), cimag(sum));

    double complex difference = z1 - z2;
    printf("The difference: Z1 - Z2 = %.2f %+.2fi\n", creal(difference), cimag(difference));

    double complex product = z1 * z2;
    printf("The product: Z1 x Z2 = %.2f %+.2fi\n", creal(product), cimag(product));

    double complex quotient = z1 / z2;
    printf("The quotient: Z1 / Z2 = %.2f %+.2fi\n", creal(quotient), cimag(quotient));

    double complex conjugate = conj(z1);
    printf("The conjugate of Z1 = %.2f %+.2fi\n", creal(conjugate), cimag(conjugate));

    return 0;
}

  ile:

creal(z1): gerçek kısmı al (float crealf(z1)için, uzun duble için creall(z1))

cimag(z1): hayali kısmı elde edin (float cimagf(z1)için, uzun duble için cimagl(z1))

Karmaşık sayılar ile çalışan fonksiyonlar gibi o zaman diğer önemli nokta hatırlamak cos(), exp()ve sqrt()örneğin karmaşık formlar ile değiştirilmesi gerekir ccos(), cexp(), csqrt().

Karmaşık türler, C99 standardından beri C dilindedir ( -std=c99GCC seçeneği). Bazı derleyiciler daha önceki modlarda bile karmaşık türleri uygulayabilir, ancak bu standart olmayan ve taşınabilir olmayan uzantıdır (örneğin, IBM XL, GCC, intel, ...).

Http://en.wikipedia.org/wiki/Complex.h adresinden başlayabilirsiniz - bu, complex.h dosyasındaki işlevlerin açıklamasını verir.

Bu kılavuz http://pubs.opengroup.org/onlinepubs/009604499/basedefs/complex.h.html ayrıca makrolar hakkında bazı bilgiler verir.

Karmaşık bir değişkeni bildirmek için kullanın

  double _Complex  a;        // use c* functions without suffix

veya

  float _Complex   b;        // use c*f functions - with f suffix
  long double _Complex c;    // use c*l functions - with l suffix

Karmaşık bir değer vermek için, aşağıdaki _Complex_Imakroyu kullanın complex.h:

  float _Complex d = 2.0f + 2.0f*_Complex_I;

(aslında burada (0,-0i)kompleksin tek yarısında sayılar ve NaN'lerle ilgili bazı problemler olabilir )

Modül, cabs(a)/ cabsl(c)/ cabsf(b); Gerçek kısmı creal(a), Hayali olan cimag(a). carg(a)karmaşık argüman içindir.

Gerçek bir görsel parçasına doğrudan erişmek (okumak / yazmak) için bu taşınabilir olmayan GCC uzantısını kullanabilirsiniz :

 __real__ a = 1.4;
 __imag__ a = 2.0;
 float b = __real__ a;

Complex.h

#include <stdio.h>      /* Standard Library of Input and Output */
#include <complex.h>    /* Standart Library of Complex Numbers */

int main() 
{
    double complex z1 = 1.0 + 3.0 * I;
    double complex z2 = 1.0 - 4.0 * I;

    printf("Working with complex numbers:\n\v");

    printf("Starting values: Z1 = %.2f + %.2fi\tZ2 = %.2f %+.2fi\n", 
           creal(z1), 
           cimag(z1), 
           creal(z2), 
           cimag(z2));

    double complex sum = z1 + z2;
    printf("The sum: Z1 + Z2 = %.2f %+.2fi\n", creal(sum), cimag(sum));
}

Kolaylık sağlamak tgmath.hiçin, makro üreten tür için kitaplık dahil edilebilir . Tüm değişken türleri için çift sürümle aynı işlev adını oluşturur. Örneğin, Örneğin, bir tanımlar sqrt()genişler makro sqrtf(), sqrt()veya sqrtl()verilen bağımsız değişkenin türüne bağlı olarak, fonksiyon.

Dolayısıyla, farklı değişken türleri için karşılık gelen işlev adını hatırlamaya gerek yoktur!

#include <stdio.h>
#include <tgmath.h>//for the type generate macros. 
#include <complex.h>//for easier declare complex variables and complex unit I

int main(void)
{
    double complex z1=1./4.*M_PI+1./4.*M_PI*I;//M_PI is just pi=3.1415...
    double complex z2, z3, z4, z5; 

    z2=exp(z1);
    z3=sin(z1);
    z4=sqrt(z1);
    z5=log(z1);

    printf("exp(z1)=%lf + %lf I\n", creal(z2),cimag(z2));
    printf("sin(z1)=%lf + %lf I\n", creal(z3),cimag(z3));
    printf("sqrt(z1)=%lf + %lf I\n", creal(z4),cimag(z4));
    printf("log(z1)=%lf + %lf I\n", creal(z5),cimag(z5));

    return 0;
}

Karmaşık sayılar kavramı, negatif ikinci dereceden kökleri hesaplama ihtiyacından matematikte tanıtıldı. Karmaşık sayı kavramı, çeşitli mühendislik alanları tarafından alınmıştır.

Günümüzde bu karmaşık sayılar, fizik, elektronik, mekanik, astronomi vb. Gibi ileri mühendislik alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır.

Negatif bir karekök örneğinin gerçek ve sanal kısmı:

#include <stdio.h>   
#include <complex.h>

int main() 
{
    int negNum;

    printf("Calculate negative square roots:\n"
           "Enter negative number:");

    scanf("%d", &negNum);

    double complex negSqrt = csqrt(negNum);

    double pReal = creal(negSqrt);
    double pImag = cimag(negSqrt);

    printf("\nReal part %f, imaginary part %f"
           ", for negative square root.(%d)",
           pReal, pImag, negNum);

    return 0;
}

Karmaşık değerli bir ifadenin gerçek kısmını çıkarmak için z, gösterimini olarak kullanın __real__ z. Benzer şekilde, hayali kısmı çıkarmak için __imag__on niteliğini kullanın z.

Örneğin;

__complex__ float z;
float r;
float i;
r = __real__ z;
i = __imag__ z;

r "z" karmaşık sayısının gerçek kısmıdır i, "z" karmaşık sayısının sanal kısmıdır.