一、實驗目的：
1、 復習c/c++語言，並實現簡單的算法設計。
2、 掌握結構體類型/類的定義方法以及自定義數據類型使用。
3、 掌握函數的設計和調用。
4、 學會理解ADT(Abstract Data Type)描述，從而利用程序語言加以實現。
5、 學會基本的程序組織方法和對抽象數據類型實現的應用。
二、實驗內容和要求
實驗內容：
設計一個復數的抽象類型定義。
實現復數基本運算基本操作。
編寫函數對所實現的抽象數據類型進行測試並驗證。
實驗要求：
1、由輸入生成復數的實部虛部。
2、對所定義的數據類型的應用中，間接訪問結構體類型/類內部數據。
3、完成基本四則運算，設置復數實部、虛部等操作。
三、實現提示
1、抽象數據類型定義
抽象數據類型用一個三元組（D，S，P）表實，其中D表示數據對象，S是D上的關系集，P是對數據對象D的基本操作集合。
A、抽象數據類型的定義格式：
ADT抽象類型名{
數據對象：<數據對象定義>
數據關系：<數據關系定義>
基本操作：<基本操作定義>
}ADT抽象數據類型名
B、抽象數據類型中基本操作的定義格式：
基本操作名（參數表）
初始條件：<初始條件描述>
操作結果：<操作結果描述>
賦值參數：為操作提供輸入值；
引用參數：既可為操作提供輸入值，還返回操作結果；
初始條件：指操縱前數據結構和參數應滿足的條件。若不滿足，操作失敗，返回相應錯誤信息。初始條件為空，省略之。
操作結果：操作正常完成，數據結構的變化和返回結果。
2、抽象數據類型的復數例
ADTComplex{
D: {real, imag | e1,e2為實數}
R:{<real, imag>}
P: void InitialComplex(Complex &x,float r, float i);
賦值參數：初始化復數x，實數r，虛部i；
操作結果：設置復數x的實部為r，虛部為i；
float GetReal(Complex x);
賦值參數：復數x
操作結果：返回復數x的實部
float GetImag(Complex x);
賦值參數：復數x
操作結果：返回復數x的虛部
void SetReal(Complex &x, float real);
賦值參數：操作復數x，將為復數x賦值於實部的real；
操作結果：復數x的實部被設置為real；
void SetImag (Complex &x, float imag);
賦值參數：操作復數x，將為復數x賦值於虛部的imag；
操作結果：復數x的虛部被設置為imag；
Complex add(Complex x, Complex y);
賦值參數：所要相加的兩個復數x，y
操作結果：返回兩個復數x和y的和
Complex sub(Complex x, Complex y);
賦值參數：所要相減的兩個復數x，y
操作結果：返回兩個復數x和y差
Complex multi(Complex x, Complex y);
賦值參數：所要相稱的兩個復數x，y
操作結果：返回兩個復數x和y積
Complex expect(Complex x, Complex y);
賦值參數：所要相除的兩個復數x，y
操作結果：返回兩個復數x和y商
3、復數基本知識
復數基本四則運算：
① 、復數z1與z2的和的定義：z1+z2=（a+bi）+（c+di）=（a+c）+（b+d）i；
② 、復數z1與z2的差的定義：z1-z2=（a+bi）-（c+di）=（a-c）+（b-d）i；
③ 、復數的乘法運算規則：設z1=a+bi，z2=c+di（a、b、c、d∈R）是任意兩個復數，那么它們的積（a+bi）（c+di）=（ac-bd）+（bc+ad）i，其實就是把兩個復數相乘，類似兩個多項式相乘，在所得的結果中把i2換成-1，並且把實部與虛部分別合並，兩個復數的積仍然是一個復數。
④、復數的除法運算規則：\
4、結構體基本知識
Typedef為關鍵字，作用是給一種數據類型定義一個新的名字。
其可以給多種數據類型定義新的名字，既可以是int、float等內部基礎數據類型，也可以是已經定義的結構體類型。
四、實驗步驟簡述
1、熟悉復數、結構體基本概念。
2、創建"ComPlex.h"、"ComPlex.cpp"、"main.cpp"文件，
"ComPlex.h"文件：儲存復數的結構定義和操作對應的函數頭。
"ComPlex.cpp"文件：實現"ComPlex.h"文件所定義的操作。
"main.cpp"文件：儲存主函數，實現復數的應用。
3、設計封裝復數的結構體。
4、根據復數抽象類型定義中所指的基本操作，定義並實現復數的初始化，實部和虛部的獲取和設置函數。
5、根據復數抽象類型定義中所指的基本運算，定義並實現復數的加減乘除四則運算。
6、編寫一個主函數，接受用戶的輸入，並根據輸入構造連個復數變量。
7、在數函數中對步驟6中構造的復數進行各項運算，驗證各種運算結果的正確性。
8、驗證得到以下結果：
五、實驗總結：
1、程序的實現首先要明確程序設計的目的和算法，明確所應用到的基本知識。
2、程序設計應當保持明確的思路，盡可能在完善簡化程序的過程中優化程序，多文件可增加程序可讀性。
3、數據類型的抽象化，成就了定義的普適性。
六、代碼
//Complex.h
#include<stdio.h>
typedef struct
{
float real;
float imag;
}Complex;
void InitialComplex(Complex &x,float r, float i);
float GetReal(Complex x);
float GetImag(Complex x);
void SetReal(Complex &x, float real);
void SetImag (Complex &x, float imag);
Complex add(Complex x, Complex y);
Complex sub(Complex x, Complex y);
Complex multi(Complex x, Complex y);
Complex expect(Complex x, Complex y);
//Complex.cpp
#include<stdio.h>
#include"Complex.h"
void InitialComplex(Complex &x, float r, float i)
{
x.imag = i;
x.real = r;
}
float GetReal(Complex x)
{
return x.real;
}
float GetImag(Complex x)
{
return x.imag;
}
void SetReal(Complex &x, float real)
{
x.real = real;
}
void SetImag (Complex &x, float imag)
{
x.imag = imag;
}
Complex add(Complex x, Complex y)
{
Complex z;
z.imag = x.imag + y.imag;
z.real = x.real + y.real;
return z;
}
Complex sub(Complex x, Complex y)
{
Complex z;
z.imag = x.imag - y.imag;
z.real = x.real - y.real;
return z;
}
Complex multi(Complex x, Complex y)
{
Complex z;
z.imag = x.real * y.imag + x.imag * y.real ;
z.real = x.real * y.real - x.imag * y.imag ;
return z;
}
Complex expect(Complex x, Complex y)
{
Complex z;
z.real = (x.real *y.real +x.imag *y.imag )/(y.real *y.real +y.imag *y.imag );
z.imag = (x.real *(-y.imag) + y.real *x.imag)/ ( y.real*y.real +y.imag *y.imag );
return z;
}
//main.cpp
#include"Complex.h"
int main()
{
Complex a,b,c;
float r = 0, i =0;
printf("請輸入第一個復數的實部、虛部，用空格隔開：\n");
scanf("%f %f", &r, &i);
InitialComplex(a,r,i);
printf("請輸入第二個復數的實部、虛部，用空格隔開：\n");
scanf("%f %f",&r, &i);
SetReal(b,r);
SetImag(b,i);
printf("第一個復數的實部為：%f, 虛部為：%f。\n", GetReal(a), GetImag(a)) ;
printf("第二個復數的實部為：%f, 虛部為：%f。\n", GetReal(b), GetImag(b)) ;
printf("兩個復數之和：");
c = add(a,b);
printf("%f %f \n", GetReal(c), GetImag(c));
printf("兩個復數之差：") ;
c = sub(a,b);
printf("%f %f \n", GetReal(c), GetImag(c));
printf("兩個復數乘積：");
c = multi(a,b);
printf("%f %f \n", GetReal(c), GetImag(c));
printf("兩個復數的商：");
c = expect(a,b);
printf("%f %f \n", GetReal(c), GetImag(c));
}