[C++] 複素数クラスの作成方法と利用例

#include <iostream>
#include <cmath> // std::sqrtを使用するために必要
class Complex {
private:
    double real; // 実部
    double imag; // 虚部
public:
    // コンストラクタ
    Complex(double r = 0.0, double i = 0.0) : real(r), imag(i) {}
    // 加算演算子のオーバーロード
    Complex operator+(const Complex& other) {
        return Complex(real + other.real, imag + other.imag);
    }
    // 減算演算子のオーバーロード
    Complex operator-(const Complex& other) {
        return Complex(real - other.real, imag - other.imag);
    }
    // 乗算演算子のオーバーロード
    Complex operator*(const Complex& other) {
        return Complex(real * other.real - imag * other.imag,
                       real * other.imag + imag * other.real);
    }
    // 除算演算子のオーバーロード
    Complex operator/(const Complex& other) {
        double denominator = other.real * other.real + other.imag * other.imag;
        return Complex((real * other.real + imag * other.imag) / denominator,
                       (imag * other.real - real * other.imag) / denominator);
    }
    // 複素数の表示
    void display() const {
        std::cout << real << (imag >= 0 ? " + " : " - ") << std::abs(imag) << "i" << std::endl;
    }
};
int main() {
    Complex c1(3.0, 4.0); // 3 + 4i
    Complex c2(1.0, 2.0); // 1 + 2i
    Complex sum = c1 + c2; // 加算
    Complex difference = c1 - c2; // 減算
    Complex product = c1 * c2; // 乗算
    Complex quotient = c1 / c2; // 除算
    std::cout << "c1: "; c1.display();
    std::cout << "c2: "; c2.display();
    std::cout << "Sum: "; sum.display();
    std::cout << "Difference: "; difference.display();
    std::cout << "Product: "; product.display();
    std::cout << "Quotient: "; quotient.display();
    return 0;
}

c1: 3 + 4i
c2: 1 + 2i
Sum: 4 + 6i
Difference: 2 + 2i
Product: -5 + 10i
Quotient: 2.2 - 0.4i

#include <iostream>
#include "Complex.h" // 複素数クラスのヘッダファイルをインクルード
int main() {
    Complex a(2.0, 3.0); // 2 + 3i
    Complex b(4.0, -1.0); // 4 - 1i
    Complex sum = a + b; // 加算
    Complex product = a * b; // 乗算
    std::cout << "Sum: "; sum.display(); // 結果を表示
    std::cout << "Product: "; product.display(); // 結果を表示
    return 0;
}

Sum: 6 + 2i
Product: 11 + 10i

#include <iostream>
#include <cmath> // std::sqrtを使用するために必要
class Complex {
    // ...(前のコードと同様)
public:
    // ...(前のコードと同様)
    // 複素数の絶対値を計算するメンバ関数
    double abs() const {
        return std::sqrt(real * real + imag * imag);
    }
};
int main() {
    Complex c(3.0, 4.0); // 3 + 4i
    std::cout << "Absolute value: " << c.abs() << std::endl; // 絶対値を表示
    return 0;
}

Absolute value: 5

#include <iostream>
#include "Complex.h" // 複素数クラスのヘッダファイルをインクルード
int main() {
    Complex numbers[3] = { Complex(1, 2), Complex(3, 4), Complex(5, 6) };
    for (int i = 0; i < 3; ++i) {
        std::cout << "Absolute value of number " << i + 1 << ": " << numbers[i].abs() << std::endl;
    }
    return 0;
}

Absolute value of number 1: 2.23607
Absolute value of number 2: 5
Absolute value of number 3: 7.81025

if (denominator == 0) {
    throw std::invalid_argument("Division by zero is not allowed.");
}