Go语言中复数作为原生数据类型的设计哲学

package main

import (
    "fmt"
    "math/cmplx" // 导入用于复数数学函数的包
)

func main() {
    // 1. 声明和初始化复数
    // 可以直接使用 i 后缀表示虚部
    var c1 complex128 = 1 + 2i
    fmt.Printf("c1: %v (类型: %T)\n", c1, c1) // 输出: c1: (1+2i) (类型: complex128)

    // 使用 complex() 函数创建复数，参数分别为实部和虚部
    c2 := complex(3, 4)
    fmt.Printf("c2: %v (类型: %T)\n", c2, c2) // 输出: c2: (3+4i) (类型: complex128)

    // complex64 类型的复数
    var c3 complex64 = complex(1.5, 2.5)
    fmt.Printf("c3: %v (类型: %T)\n", c3, c3) // 输出: c3: (1.5+2.5i) (类型: complex64)

    // 2. 访问复数的实部和虚部
    fmt.Printf("c1 的实部: %f\n", real(c1)) // 输出: c1 的实部: 1.000000
    fmt.Printf("c1 的虚部: %f\n", imag(c1)) // 输出: c1 的虚部: 2.000000

    // 3. 复数的基本算术运算
    sum := c1 + c2 // 加法: (1+2i) + (3+4i) = (4+6i)
    diff := c1 - c2 // 减法: (1+2i) - (3+4i) = (-2-2i)
    prod := c1 * c2 // 乘法: (1+2i) * (3+4i) = (3+4i+6i-8) = (-5+10i)
    quot := c1 / c2 // 除法: (1+2i) / (3+4i) = (1+2i)(3-4i) / (3^2+4^2) = (3-4i+6i+8) / 25 = (11+2i)/25 = (0.44+0.08i)

    fmt.Printf("c1 + c2 = %v\n", sum)
    fmt.Printf("c1 - c2 = %v\n", diff)
    fmt.Printf("c1 * c2 = %v\n", prod)
    fmt.Printf("c1 / c2 = %v\n", quot)

    // 4. 使用 math/cmplx 包进行高级运算
    // 计算复数的绝对值 (模)
    fmt.Printf("c1 的绝对值: %f\n", cmplx.Abs(c1)) // sqrt(1^2 + 2^2) = sqrt(5) ≈ 2.236
    // 计算复数的共轭
    fmt.Printf("c1 的共轭: %v\n", cmplx.Conj(c1)) // (1-2i)
    // 计算复数的指数 (e^(a+bi) = e^a * (cos b + i sin b))
    fmt.Printf("c1 的指数: %v\n", cmplx.Exp(c1))
    // 计算复数的相位 (辐角)
    fmt.Printf("c1 的相位: %f\n", cmplx.Phase(c1))
}