本章后面的部分講述復數這樣一個例子。復數在數學和工程領域很有用途,許多計算用到了復數。一個復數是實部和虛部之和,記作x+yi,x為實部,y為虛部,i是-1的平方根。
以下為類Complex的定義:
~~~
class Complex
{
double real, imag;
public:
Complex () { }
Complex (double r, double i) { real = r; imag = i; }
};
~~~
在類的定義中,實部和虛部是私有的,構造函數是公有的,故加上public標號。
一般使用這樣兩個構造函數:一個沒有參數也不做什么工作的構造函數,另一個有兩個參數來用來初始化變量。
到現在為止,還看不到將變量私有化的明顯優點。讓我們把程序復雜一點,就能看到了。
對于復數,通常會有另外一種表達方式叫做基于極坐標系的極坐標表示。跟用復數域上的點的特定位置表示實部虛部不同,極坐標系中用離開原點的距離(或模)和偏離原點的方向(或角度)來表示。
下圖表示兩個坐標系系統。
在極坐標系中,復數記作reiθ ,其中r是模(半徑),θ是用弧度表示的角度。
幸運的是,很容易從兩個坐標系中進行轉換。
從笛卡爾到極坐標系:
r = x2 + y2
θ = arctan(y/x)
從極坐標系到笛卡爾坐標系:
x = r cos θ
y = r sin θ
那么我們應該使用哪一種表達方式呢?因為有些操作在笛卡爾坐標系中簡單些,如加法;而另一些操作在極坐標系中簡單些,如乘法。所以一個辦法是我們寫一個使用兩種表達方式的類,讓他們根據需要可以自動轉換。
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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;
}
};
~~~
在這個類中有6個變量,這就意味著這樣會比之前的任何一種占用的空間都要多。不過我們很快就會看到這樣做是很有用的。
其中四個變量可以根據名字判斷他們的意思,分別是一個復數的實部,虛部,角度,半徑。另外兩個變量cartesian和polar則是表示對應坐標系的值是否有效的標志。
舉例來說,啥都不做的這個構造函數將兩個標志量設置為false表明該對象無論哪種表達方式,都還不是有效的復數。
第二個構造函數使用參數來初始化實部和虛部,但不會計算模或角度。并會把極坐標的標志位置為false來警告其他函數不應當訪問模或角度值,直到他們被設置為正確的值。
現在應該清楚為何將變量置為私有了吧。如果一個客戶程序被允許不受限制的訪問,讀取了未初始化的值就很容易導致出錯。在下一部分,我們將添加一些訪問函數來避免這種錯誤。
- 第1章 編程之路
- 1.1 什么是編程語言
- 1.2 什么是程序
- 1.3 什么是調試
- 1.4 形式語言與自然語言
- 1.5 第一個程序
- 1.6 術語表
- 第2章 變量和類型
- 2.1 更多的輸出
- 2.2 值
- 2.3 變量
- 2.4 賦值
- 2.5 輸出變量
- 2.6 關鍵字
- 2.7 操作符
- 2.8 操作順序
- 2.9 操作符
- 2.10 組合
- 2.11 術語表
- 第3章 函數
- 3.1 浮點數
- 3.2 double到int的轉換
- 3.3 數學函數
- 3.4 函數組合
- 3.5 添加新函數
- 3.6 定義與使用
- 3.7 多函數編程
- 3.8 參數與參數值
- 3.9 參數和變量的局部性
- 3.10 多參函數
- 3.11 有返回值的函數
- 3.12 術語表
- 第4章 條件和遞歸
- 4.1 取模操作符
- 4.2 條件執行
- 4.3 選擇執行
- 4.4 鏈式條件
- 4.5 嵌套條件
- 4.6 return語句
- 4.7 遞歸
- 4.8 無窮遞歸
- 4.9 遞歸函數的棧圖
- 4.10 術語表
- 第5章 有返回值的函數
- 5.1 返回值
- 5.2 程序開發
- 5.3 組合
- 5.4 重載
- 5.5 布爾值
- 5.6 布爾變量
- 5.7 邏輯操作符
- 5.8 布爾函數
- 5.9 從main函數返回
- 5.10 深入遞歸
- 5.11 思路跳躍
- 5.12 又一個例子
- 5.13 術語表
- 第6章 迭代
- 6.1 多次賦值
- 6.2 迭代
- 6.3 while語句
- 6.4 制表
- 6.5 二維表
- 6.6 封裝和泛化
- 6.7 函數
- 6.8 再說封裝
- 6.9 局部變量
- 6.10 再說泛化
- 6.11 術語表
- 第7章 字符串那些事兒
- 7.1 字符串的容器
- 7.2 apstring變量
- 7.3 從字符串中提取字符
- 7.4 字符串長度
- 7.5 遍歷
- 7.6 一個運行時錯誤
- 7.7 find函數
- 7.8 我們自己的find版本
- 7.9 循環與計數
- 7.10 增量與減量操作符
- 7.11 字符串連接
- 7.12 apstring是可變的
- 7.13 apstring是可比較的
- 7.14 字符分類
- 7.15 其他apstring函數
- 7.16 術語表
- 第8章 結構體
- 8.1 復合值
- 8.2 Point對象
- 8.3 訪問實例變量
- 8.4 對結構體的操作
- 8.5 作為參數的結構
- 8.6 傳值調用
- 8.7 傳引用調用
- 8.8 矩形
- 8.9 作為返回值的結構
- 8.10 按引用傳遞其他類型
- 8.11 獲取用戶輸入
- 8.12 術語表
- 第9章 再談結構體
- 9.1 Time結構體
- 9.2 printTime函數
- 9.3 對象函數
- 9.4 純函數
- 9.5 const參數
- 9.6 修改函數
- 9.7 填充函數
- 9.8 哪個最佳?
- 9.9 增量開發vs高屋建瓴
- 9.10 泛化
- 9.11 算法
- 9.12 術語表
- 第10章 向量
- 10.1 元素訪問
- 10.2 向量的復制
- 10.3 for循環
- 10.4 向量的長度
- 10.5 隨機數
- 10.6 統計
- 10.7 隨機數的向量
- 10.8 計數
- 10.9 檢查其他值
- 10.10直方圖
- 10.11一次遍歷的方案
- 10.12隨機種子
- 10.13術語表
- 第11章 成員函數
- 11.1 對象和函數
- 11.2 print
- 11.3 隱式變量訪問
- 11.4 另一個例子
- 11.5 再一個例子
- 11.6 更復雜的例子
- 11.8 初始化還是構造?
- 11.7 構造函數
- 11.9 最后一個例子
- 11.10 頭文件
- 11.11 術語表
- 第12章 對象的向量
- 12.1 組合
- 12.2 紙牌對象(Card)
- 12.3 printCard函數
- 12.4 equals函數
- 12.5 isGreater函數
- 12.6 紙牌的向量
- 12.7 printDeck函數
- 12.8 查找
- 12.9 二分查找
- 12.10 牌堆與子牌堆
- 12.11 術語表
- 第13章 基于向量的對象
- 13.1 枚舉類型
- 13.2 switch語句
- 13.3 牌堆
- 13.4 另一個構造函數
- 13.5 Deck成員函數
- 13.6 洗牌
- 13.7 排序
- 13.8 子牌堆
- 13.9 洗牌與發牌
- 13.10 歸并排序
- 13.11 術語表
- 第14章 類與不變式
- 14.1 私有數據和私有類
- 14.2 什么是類?
- 14.3 復數
- 14.4 訪問函數(Accessor functions)
- 14.5 輸出
- 14.6 復數相關函數(一)
- 14.7 復數相關函數(二)
- 14.8 不變式
- 14.9 先決條件
- 14.10 私有函數
- 14.11 術語表
- 第15章 文件輸入/輸出與apmatrix類
- 15.1 流
- 15.2 文件輸入
- 15.3 文件輸出
- 15.4 解析輸入
- 15.5 解析數字
- 15.6 集合數據結構Set
- 15.7 apmatrix類
- 15.8 距離矩陣
- 15.9 一個更合理的距離矩陣
- 15.10 術語表