Java编写复数类之——乘法和输出的陷阱

又写作业了，这次要求写一个复数类，需要实现默认和有参两种构造方法、get和set方法、复数与实数的加减乘法、复数与复数的加减乘法、以及输出复数的方法。其实掌握了基础知识之后，这个作业并不是很难，只是需要写的方法多一些，另外一个非常重要的点是细节的考虑。
完整代码在文末，在此之前先讨论一些新手比较容易出错的小问题。

乘法陷阱

先看一段代码：

ComplexNumber complexMulti(ComplexNumber c){/***当前复数与形参复数相乘*@param c 接收的参数，一个复数*@return 返回乘法运算的结果*/realPart = realPart * c.realPart - iPart * c.iPart;iPart = iPart * c.realPart + realPart * c.iPart;return this;}

你觉得这段代码有问题吗？它能得出正确的乘积结果吗？
如果看不出来，可以试着运行一下。
运行一下，你会发现出来一个离谱的结果。为什么会这样？
我当时也挺迷惑的，与人工计算相比较，乘积的实部是正确的，但虚部是错误的，所以仔细想一想，发现问题出在哪里了吗？
出在“realPart = realPart * c.realPart - iPart * c.iPart”这一句上，在这一句里，原本的复数的realPart已经改变了，而在后一句中，计算iPart时，使用的是这个已经改变了的realPart。
所以解决方法时，新建临时变量，把原本的复数的实部和虚部存储在这个临时变量中，代码如下：

ComplexNumber complexMulti(ComplexNumber c){/***当前复数与形参复数相乘*@param c 接收的参数，一个复数*@return 返回乘法运算的结果*/double r1 = realPart;double r2 = c.realPart;double i1 = iPart;double i2 = c.iPart;realPart = r1 * r2 - i1 * i2;iPart = i1 * r2 + r1 * i2;return this;}

再尝试运行，多试几个复数，就会发现结果都正确了。

输出的陷阱

当你完成了一些计算后，你可能会希望程序向你报告这个复数，因此会用到toString方法，形成一个字符串，然后打印在屏幕上，toString多简单嘛，你可能会这样想，那不就是：

public String toString(){/***以字符串形式输出复数*@return 返回字符串*/String s = "";s = this.realPart + "+" + this.iPart + "i";    return s;}

告诉我你是不是这样想的？
这个写法当然不是错的，但它不够严谨，它只适用于实部和虚部都大于零的情况，而其他情况，这个写法会出现一些不符合我们平常习惯的结果：比如“0±1.5i”，正常人都会写“-1.5i”。
所以要分几种情况进行考虑：
对于实部，只需要考虑是否为零的情况，如果是零则省略不写，而因为它前面什么也没有，即使有负号也是符合常规写法的；
对于虚部，需要考虑正、负、零三种情况，因为它要与前面的实部连接，如果是零则省略，如果是正则不需要符号，如果是负则需要去掉前面的“+”符号。
实部两种情况，虚部三种情况，相乘共有6种情况，但是考虑到当实部为零时，不需要“+”连接，因此后面的虚部无论大于零还是小于零都可以用同一种方法表示。所以，只需要五种情况，代码如下：

public String toString(){/***以字符串形式输出复数*@return 返回字符串*/String s = "";if(this.realPart == 0 && this.iPart != 0){s = iPart + "i";   }else if(this.realPart == 0 && this.iPart == 0){s = "" + 0.0;   }else if(this.realPart != 0 && this.iPart < 0){s = this.realPart + "" + this.iPart + "i";}else if(this.realPart != 0 && this.iPart == 0){s = this.realPart + ""; }else if(this.realPart != 0 && this.iPart > 0){s = this.realPart + "+" + this.iPart + "i"; }return s;}

这里还是有一些欠考虑，比如虚部是1i，通常1也可以省略。

完整代码

下面是完整代码，需要自取。

/**
*@author Linda ZHENG
*/public class ComplexNumber{public static void main(String[] args){ComplexNumber c = new ComplexNumber(4.0, 5.0);ComplexNumber cc = new ComplexNumber(3.0, -4.0);c.complexMulti(cc);System.out.println(c.toString());    }double realPart;double iPart;ComplexNumber(){/***无参构造方法*/realPart = 0.0;iPart = 0.0; }ComplexNumber(double r, double i){/***无参构造方法*@param r 接收的第一个参数，实部*@param i 接收的第二个参数，虚部*/realPart = r;iPart = i;  }double getRealPart(){/***获取实部*@return 实部*/return realPart;    }void setRealPart(double d){/***设置实部*@param d 接收的参数，实部*/realPart = d;  }double getIPart(){/***获取实部*@return 实部*/return iPart;  }void setIPart(double d){/***设置虚部*@param d 接收的参数，虚部*/iPart = d;    }ComplexNumber complexAdd(ComplexNumber c){/***当前复数与形参复数相加*@param c 接收的参数，一个复数*@return 返回加法运算的结果*/realPart += c.realPart;iPart += c.iPart;return this; }ComplexNumber complexAdd(double c){/***当前复数与形参实数相加*@param c 接收的参数，一个实数*@return 返回加法运算的结果*/realPart += c;return this;    }ComplexNumber complexMinus(ComplexNumber c){/***当前复数与形参复数相减*@param c 接收的参数，一个复数*@return 返回减法运算的结果*/realPart -= c.realPart;iPart -= c.iPart;return this; }ComplexNumber complexMinus(double c){/***当前复数与形参实数相减*@param c 接收的参数，一个实数*@return 返回减法运算的结果*/realPart -= c;return this;   }ComplexNumber complexMulti(ComplexNumber c){/***当前复数与形参复数相乘*@param c 接收的参数，一个复数*@return 返回乘法运算的结果*/double r1 = realPart;double r2 = c.realPart;double i1 = iPart;double i2 = c.iPart;realPart = r1 * r2 - i1 * i2;iPart = i1 * r2 + r1 * i2;return this;}ComplexNumber complexMulti(double c){/***当前复数与形参实数相乘*@param c 接收的参数，一个实数*@return 返回乘法运算的结果*/realPart *= c;iPart *= c;return this;}public String toString(){/***以字符串形式输出复数*@return 返回字符串*/String s = "";if(this.realPart == 0 && this.iPart != 0){s = iPart + "i";   }else if(this.realPart == 0 && this.iPart == 0){s = "" + 0.0;   }else if(this.realPart != 0 && this.iPart < 0){s = this.realPart + "" + this.iPart + "i";}else if(this.realPart != 0 && this.iPart == 0){s = this.realPart + ""; }else if(this.realPart != 0 && this.iPart > 0){s = this.realPart + "+" + this.iPart + "i"; }return s;}
}