Python中complex函数的使用方法

admin • 2024-05-20 20:30 • 代码基础 • 阅读 98

大家好，我是考100分的小小码，祝大家学习进步，加薪顺利呀。今天说一说Python中complex函数的使用方法,希望您对编程的造诣更进一步.

一、概述

在Python中，complex函数是一个用于创建复数数字的内置函数。复数由实数和虚数部分组成，用a+bj的形式表示，其中a表示实数部分，b表示虚数部分。

二、使用方法

使用complex函数创建复数，可以直接使用一个数作为实部或虚部，也可以使用两个数分别表示实部和虚部。语法如下：

# 使用一个数作为实部，虚部默认为0
z = complex(a)

# 使用一个数作为实部，一个数作为虚部
z = complex(a, b)

下面是一些示例：

z1 = complex(3)      # 3+0j
z2 = complex(1, 2)   # 1+2j
z3 = complex(0, -2)  # -2j
z4 = complex()       # 0j

我们可以通过z.real和z.imag分别获取复数的实部和虚部，例如：

z = complex(1, 2)
print(z.real)  # 1.0
print(z.imag)  # 2.0

三、运算符

Python中可以使用加、减、乘、除等运算符对复数进行运算。

z1 = complex(1, 2)
z2 = complex(3, -4)

print(z1 + z2)  # (4-2j)
print(z1 - z2)  # (-2+6j)
print(z1 * z2)  # (11+2j)
print(z1 / z2)  # (-0.08+0.56j)

另外，可以使用abs函数求复数的模：

z = complex(3, 4)
print(abs(z))  # 5.0

四、应用举例

1. 计算复数的平方

我们可以使用乘法运算符计算复数的平方，例如：

z = complex(1, 2)
print(z ** 2)  # (-3+4j)

2. 绘制复平面图

在复平面图中，复数可以在平面坐标系中表示为一个点。

我们可以使用matplotlib库绘制复平面图，示例代码如下：

import matplotlib.pyplot as plt

x = [1, 2, -3, 4]  # 实部
y = [2, -1, 4, 3]  # 虚部

plt.scatter(x, y)
plt.axhline(y=0, color='k')
plt.axvline(x=0, color='k')
plt.xlabel('Real')
plt.ylabel('Imaginary')
plt.show()

运行结果：

3. 复数排序

Python的内置排序函数sorted也可以对复数进行排序。排序规则按照先按实部升序排序，如果实部相同，按照虚部升序排序。

z1 = complex(1, 2)
z2 = complex(-2, 3)
z3 = complex(3, -1)
z4 = complex(-2, -2)

lst = [z1, z2, z3, z4]
lst_sorted = sorted(lst)

print(lst_sorted)  # [(-2-2j), (-2+3j), (1+2j), (3-1j)]