如何在C中使用复数？

如何在C中使用复数？我看到有一个complex.h头文件，但是它没有给我太多有关如何使用它的信息。如何有效地访问实部和虚部？是否有获取模块和阶段的本机函数？

这段代码将对您有所帮助，这很容易解释：

#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;
}

  与：

creal(z1)：得到实部（对于float crealf(z1)，对于long double creall(z1)）

cimag(z1)：得到虚部（对于float cimagf(z1)，对于double cimagl(z1)）

另一个重要的一点要记住，当使用复数的工作是一样的功能cos()，exp()并且sqrt()必须与他们复杂的形式，例如更换ccos()，cexp()，csqrt()。

从C99标准（-std=c99GCC的选项）开始，复杂类型使用C语言。一些编译器甚至可以在更早的模式下实现复杂类型，但这是非标准且不可移植的扩展（例如IBM XL，GCC，可能是intel等）。

您可以从http://en.wikipedia.org/wiki/Complex.h开始-它提供了来自complex.h的功能描述。

该手册http://pubs.opengroup.org/onlinepubs/009604499/basedefs/complex.h.html还提供了一些有关宏的信息。

要声明一个复杂的变量，使用

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

要么

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

要将值赋为复数，请使用_Complex_I来自的宏complex.h：

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

（实际上(0,-0i)，复数的一半中的数字和NaN 可能存在一些问题）

模块是cabs(a)/ cabsl(c)/ cabsf(b); 真正的部分是creal(a)，虚构的cimag(a)。carg(a)用于复杂的论证。

要直接访问（读/写）真实的imag部件，可以使用以下不可移植的 GCC扩展名：

 __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));
}

为了方便起见，可以包括tgmath.h用于类型生成宏的库。它为所有类型的变量创建与双重版本相同的函数名称。例如，举例来说，它定义了一个sqrt()其扩展到宏sqrtf()，sqrt()或sqrtl()功能，这取决于所提供的参数的类型。

因此，无需记住不同类型变量的对应函数名称！

#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;
}

出于计算负二次根的需要，在数学中引入了复数的概念。复数概念被许多工程领域采用。

如今，复数已广泛用于物理，电子，力学，天文学等高级工程领域。

负平方根示例的实部和虚部：

#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;
}

要提取复数值表达式的实部z，请使用表示法__real__ z。同样，__imag__在上使用属性z提取虚部。

例如;

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

r是复数“ z”的实部i是复数“ z”的虚部