本章后面的部分讲述复数这样一个例子。复数在数学和工程领域很有用途,许多计算用到了复数。一个复数是实部和虚部之和,记作x+yi,x为实部,y为虚部,i是-1的平方根。
以下为类Complex的定义:
~~~
class Complex
{
double real, imag;
public:
Complex () { }
Complex (double r, double i) { real = r; imag = i; }
};
~~~
在类的定义中,实部和虚部是私有的,构造函数是公有的,故加上public标号。
一般使用这样两个构造函数:一个没有参数也不做什么工作的构造函数,另一个有两个参数来用来初始化变量。
到现在为止,还看不到将变量私有化的明显优点。让我们把程序复杂一点,就能看到了。
对于复数,通常会有另外一种表达方式叫做基于极坐标系的极坐标表示。跟用复数域上的点的特定位置表示实部虚部不同,极坐标系中用离开原点的距离(或模)和偏离原点的方向(或角度)来表示。
下图表示两个坐标系系统。
在极坐标系中,复数记作reiθ ,其中r是模(半径),θ是用弧度表示的角度。
幸运的是,很容易从两个坐标系中进行转换。
从笛卡尔到极坐标系:
r = x2 + y2
θ = arctan(y/x)
从极坐标系到笛卡尔坐标系:
x = r cos θ
y = r sin θ
那么我们应该使用哪一种表达方式呢?因为有些操作在笛卡尔坐标系中简单些,如加法;而另一些操作在极坐标系中简单些,如乘法。所以一个办法是我们写一个使用两种表达方式的类,让他们根据需要可以自动转换。
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class Complex
{
double real, imag;
double mag, theta;
bool cartesian, polar;
public:
Complex () { cartesian = false; polar = false; }
Complex (double r, double i)
{
real = r; imag = i;
cartesian = true; polar = false;
}
};
~~~
在这个类中有6个变量,这就意味着这样会比之前的任何一种占用的空间都要多。不过我们很快就会看到这样做是很有用的。
其中四个变量可以根据名字判断他们的意思,分别是一个复数的实部,虚部,角度,半径。另外两个变量cartesian和polar则是表示对应坐标系的值是否有效的标志。
举例来说,啥都不做的这个构造函数将两个标志量设置为false表明该对象无论哪种表达方式,都还不是有效的复数。
第二个构造函数使用参数来初始化实部和虚部,但不会计算模或角度。并会把极坐标的标志位置为false来警告其他函数不应当访问模或角度值,直到他们被设置为正确的值。
现在应该清楚为何将变量置为私有了吧。如果一个客户程序被允许不受限制的访问,读取了未初始化的值就很容易导致出错。在下一部分,我们将添加一些访问函数来避免这种错误。
- 第1章 编程之路
- 1.1 什么是编程语言
- 1.2 什么是程序
- 1.3 什么是调试
- 1.4 形式语言与自然语言
- 1.5 第一个程序
- 1.6 术语表
- 第2章 变量和类型
- 2.1 更多的输出
- 2.2 值
- 2.3 变量
- 2.4 赋值
- 2.5 输出变量
- 2.6 关键字
- 2.7 操作符
- 2.8 操作顺序
- 2.9 操作符
- 2.10 组合
- 2.11 术语表
- 第3章 函数
- 3.1 浮点数
- 3.2 double到int的转换
- 3.3 数学函数
- 3.4 函数组合
- 3.5 添加新函数
- 3.6 定义与使用
- 3.7 多函数编程
- 3.8 参数与参数值
- 3.9 参数和变量的局部性
- 3.10 多参函数
- 3.11 有返回值的函数
- 3.12 术语表
- 第4章 条件和递归
- 4.1 取模操作符
- 4.2 条件执行
- 4.3 选择执行
- 4.4 链式条件
- 4.5 嵌套条件
- 4.6 return语句
- 4.7 递归
- 4.8 无穷递归
- 4.9 递归函数的栈图
- 4.10 术语表
- 第5章 有返回值的函数
- 5.1 返回值
- 5.2 程序开发
- 5.3 组合
- 5.4 重载
- 5.5 布尔值
- 5.6 布尔变量
- 5.7 逻辑操作符
- 5.8 布尔函数
- 5.9 从main函数返回
- 5.10 深入递归
- 5.11 思路跳跃
- 5.12 又一个例子
- 5.13 术语表
- 第6章 迭代
- 6.1 多次赋值
- 6.2 迭代
- 6.3 while语句
- 6.4 制表
- 6.5 二维表
- 6.6 封装和泛化
- 6.7 函数
- 6.8 再说封装
- 6.9 局部变量
- 6.10 再说泛化
- 6.11 术语表
- 第7章 字符串那些事儿
- 7.1 字符串的容器
- 7.2 apstring变量
- 7.3 从字符串中提取字符
- 7.4 字符串长度
- 7.5 遍历
- 7.6 一个运行时错误
- 7.7 find函数
- 7.8 我们自己的find版本
- 7.9 循环与计数
- 7.10 增量与减量操作符
- 7.11 字符串连接
- 7.12 apstring是可变的
- 7.13 apstring是可比较的
- 7.14 字符分类
- 7.15 其他apstring函数
- 7.16 术语表
- 第8章 结构体
- 8.1 复合值
- 8.2 Point对象
- 8.3 访问实例变量
- 8.4 对结构体的操作
- 8.5 作为参数的结构
- 8.6 传值调用
- 8.7 传引用调用
- 8.8 矩形
- 8.9 作为返回值的结构
- 8.10 按引用传递其他类型
- 8.11 获取用户输入
- 8.12 术语表
- 第9章 再谈结构体
- 9.1 Time结构体
- 9.2 printTime函数
- 9.3 对象函数
- 9.4 纯函数
- 9.5 const参数
- 9.6 修改函数
- 9.7 填充函数
- 9.8 哪个最佳?
- 9.9 增量开发vs高屋建瓴
- 9.10 泛化
- 9.11 算法
- 9.12 术语表
- 第10章 向量
- 10.1 元素访问
- 10.2 向量的复制
- 10.3 for循环
- 10.4 向量的长度
- 10.5 随机数
- 10.6 统计
- 10.7 随机数的向量
- 10.8 计数
- 10.9 检查其他值
- 10.10直方图
- 10.11一次遍历的方案
- 10.12随机种子
- 10.13术语表
- 第11章 成员函数
- 11.1 对象和函数
- 11.2 print
- 11.3 隐式变量访问
- 11.4 另一个例子
- 11.5 再一个例子
- 11.6 更复杂的例子
- 11.8 初始化还是构造?
- 11.7 构造函数
- 11.9 最后一个例子
- 11.10 头文件
- 11.11 术语表
- 第12章 对象的向量
- 12.1 组合
- 12.2 纸牌对象(Card)
- 12.3 printCard函数
- 12.4 equals函数
- 12.5 isGreater函数
- 12.6 纸牌的向量
- 12.7 printDeck函数
- 12.8 查找
- 12.9 二分查找
- 12.10 牌堆与子牌堆
- 12.11 术语表
- 第13章 基于向量的对象
- 13.1 枚举类型
- 13.2 switch语句
- 13.3 牌堆
- 13.4 另一个构造函数
- 13.5 Deck成员函数
- 13.6 洗牌
- 13.7 排序
- 13.8 子牌堆
- 13.9 洗牌与发牌
- 13.10 归并排序
- 13.11 术语表
- 第14章 类与不变式
- 14.1 私有数据和私有类
- 14.2 什么是类?
- 14.3 复数
- 14.4 访问函数(Accessor functions)
- 14.5 输出
- 14.6 复数相关函数(一)
- 14.7 复数相关函数(二)
- 14.8 不变式
- 14.9 先决条件
- 14.10 私有函数
- 14.11 术语表
- 第15章 文件输入/输出与apmatrix类
- 15.1 流
- 15.2 文件输入
- 15.3 文件输出
- 15.4 解析输入
- 15.5 解析数字
- 15.6 集合数据结构Set
- 15.7 apmatrix类
- 15.8 距离矩阵
- 15.9 一个更合理的距离矩阵
- 15.10 术语表