一些复数运算的C语言实现

　　很久不写博客了。第一次写博客是在04年，最近的一次还是在大学时，在学校时，甚至还有过自己去买虚拟主机搭WordPress写博客的经历。现在工作时间越长，越发现积累的重要性。那么就从这里开始吧，重新开始写博客。

　　最近打算写小算法，里面需要用到一些复数运算。贴一点复数运算的C语言实现代码。都是些很简单的东西。

　　包括以下运算：

　　复数加法、复数减法、复数乘法、复数除法、复数取模、复指数运算、复数取相角、模与相角合成复位。本人专业本职做硬件的，写程序没受过专业训练，勿吐槽。

 /*file        ComplexCalculation.h
  *author    Vincent Cui
  *e-mail    whcui1987@163.com
  *version    0.1
  *data        20-Oct-2014
  *brief        用于复数运算的一些函数头和定义
 */

 #ifndef _COMPLEXCALCULATION_H_
 #define _COMPLEXCALCULATION_H_

 #define ASSERT_ENABLE 1

 #define IS_COMPLEX_DIVISOR_CORRENT(DIVISOR_REAL, DIVISOR_IMAG)        ((DIVISOR_REAL != 0) || (DIVISOR_IMAG != 0)) 

 typedef double                    mathDouble;
 typedef unsigned char            mathUint_8;
 typedef unsigned short int        mathUint_16;
 typedef unsigned int            mathUint_32;

 typedef struct _ReDefcomplex
 {
     mathDouble    Real;
     mathDouble    Imag;
 }complexType;

 complexType    complexAdd(complexType a, complexType b);
 complexType    complexSubtract(complexType minuend, complexType subtrahend);
 complexType complexMultiply(complexType a, complexType b);
 complexType complexDivision(complexType dividend, complexType divisor);
 mathDouble    complexAbs(complexType a);
 mathDouble    complexAngle(complexType a);
 complexType complexByAbsAngle(mathDouble r, mathDouble theta);
 complexType complexExp(complexType a);

 #if ASSERT_ENABLE
   #define assert_param(expr) ((expr) ? (void)0 : assert_failed((mathUint_8 *)__FILE__, __LINE__))
   void assert_failed(mathUint_8* file, mathUint_32 line);
 #else
   #define assert_param(expr) ((void)0)
 #endif

 #endif

ComplexCalculation.h

 /*file        ComplexCalculation.c
  *author    Vincent Cui
  *e-mail    whcui1987@163.com
  *version    0.1
  *data        20-Oct-2014
  *brief        用于复数运算的一些函数
 */

 #include "ComplexCalculation.h"
 #include "math.h"
 #include "stdio.h"

 /*函数名：complexAdd
  *说明：复数加法
  *输入：a,b两个复数
  *输出：
  *返回：a + b
  *调用：
  *其它：
  */
 complexType    complexAdd(complexType a, complexType b)
 {
     complexType result;

     result.Real = a.Real + b.Real;
     result.Imag = a.Imag + b.Imag;

     return result;
 }

 /*函数名：complexSubtract
  *说明：复数减法
  *输入：minuend被减数，subtrahend减数
  *输出：
  *返回：a － b
  *调用：
  *其它：
  */
 complexType    complexSubtract(complexType minuend, complexType subtrahend)
 {
     complexType result;

     result.Real = minuend.Real - subtrahend.Real;
     result.Imag = minuend.Imag - subtrahend.Imag;

     return result;
 }

 /*函数名：complexMultiply
  *说明：复数乘法
  *输入：a,b两个复数
  *输出：
  *返回：a * b
  *调用：
  *其它：
  */
 complexType complexMultiply(complexType a, complexType b)
 {
     complexType result;

     result.Real = a.Real * b.Real - a.Imag * b.Imag;
     result.Imag = a.Imag * b.Real + a.Real * b.Imag;

     return result;
 }

 /*函数名：complexDivision
  *说明：复数除法
  *输入：dividend被除数，divisor除数
  *输出：
  *返回：a / b
  *调用：
  *其它：divisor的实部和虚部不能同时为0
  */
 complexType complexDivision(complexType dividend, complexType divisor)
 {
     complexType result;

     /*断言，被除数的实部和虚部不能同时为零*/
     assert_param(IS_COMPLEX_DIVISOR_CORRENT(divisor.Real, divisor.Imag));

     result.Real = (mathDouble)(dividend.Real * divisor.Real + dividend.Imag * divisor.Imag) / \
                   (divisor.Real * divisor.Real + divisor.Imag * divisor.Imag);
     result.Imag = (mathDouble)(dividend.Imag * divisor.Real - dividend.Real * divisor.Imag) / \
                   (divisor.Real * divisor.Real + divisor.Imag * divisor.Imag);
     return result;
 }

 /*函数名：complexAbs
  *说明：复数取模
  *输入：a复数
  *输出：
  *返回：复数的模
  *调用：
  *其它：
  */
 mathDouble    complexAbs(complexType a)
 {
     return (sqrt( pow(a.Real,) + pow(a.Imag,) ));
 }

 /*函数名：complexAngle
  *说明：复数取相角
  *输入：a复数
  *输出：
  *返回：复数的相角
  *调用：
  *其它：
  */
 mathDouble    complexAngle(complexType a)
 {
     /*是atan2而非atan，（-PI,PI] */
     return (atan2(a.Imag, a.Real));
 }

 /*函数名：complexByAbsAngle
  *说明：通过模和相角合成复数
  *输入：r 模， theta 相角
  *输出：
  *返回：复数
  *调用：
  *其它：
  */
 complexType complexByAbsAngle(mathDouble r, mathDouble theta)
 {
     complexType tmp_1,tmp_2;

     tmp_1.Real = ;
     tmp_1.Imag = theta;
     tmp_2 = complexExp(tmp_1);
     tmp_2.Real *= r;
     tmp_2.Imag *= r;

     return tmp_2;
 }

 /*函数名：complexExp
  *说明：复指数运算
  *输入：a 复指数
  *输出：
  *返回：e的a次方
  *调用：
  *其它：使用欧拉公式 e^(jw) = cos(w) + j * sin(w)
  */
 complexType complexExp(complexType a)
 {
     complexType result;

     result.Real = exp(a.Real) * cos(a.Imag);
     result.Imag = exp(a.Real) * sin(a.Imag);

     return result;
 }

 #if ASSERT_ENABLE
 /*函数名：assert_failed
  *说明：断言函数
  *输入：
  *输出：打印出错的位置
  *返回：
  *调用：
  *其它：
  */
 void assert_failed(mathUint_8* file, mathUint_32 line)
 {
     printf("Assert Error in File: %s \r\nLine: %d \r\n",file,line);
 }

 #endif

ComplexCalculation.c

 #include "ComplexCalculation.h"
 #include "stdio.h"

 int main(void)
 {
     complexType a,b,c;
     a.Imag = 0.5;
     a.Real = 2.5;
     b.Real = ;
     b.Imag = -;

     c = complexAdd(a,b);
     printf("complexAdd: c.Real %f, c.Imag %f \r\n",c.Real,c.Imag);
     c = complexSubtract(a,b);
     printf("complexSubtract: c.Real %f, c.Imag %f \r\n",c.Real,c.Imag);
     c = complexMultiply(a,b);
     printf("complexMultiply: c.Real %f, c.Imag %f \r\n",c.Real,c.Imag);
     c = complexDivision(a,b);
     printf("complexDivision: c.Real %f, c.Imag %f \r\n",c.Real,c.Imag);
     printf("Abs(c): %f\r\n",complexAbs(a));
     printf("Angle(c): %f\r\n",complexAngle(a));
     c = complexByAbsAngle(complexAbs(a),complexAngle(a));
     printf("complexByAbsAngle: a.Real %f, a.Imag %f \r\n",c.Real,c.Imag);

     while();
 }

main.c

下面是运行结果，在VS2012上运行的。

欢迎一起交流！

后面博客中我会写一些数字信号处理运算的C语言实现。