Python中的complex
类型用于处理复数运算,支持直接创建、数学计算及科学工程应用。其核心功能包括通过实部/虚部或字符串构造复数、属性访问(.real
/.imag
)、基本运算(加减乘除)以及配合cmath
模块实现高级数学操作,广泛应用于信号处理、物理学建模等领域。
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创建复数对象
两种方式生成复数:字面量(如3+4j
)或complex()
函数。后者支持数字参数(complex(3,4)
生成3+4j
)或字符串解析(complex("5-2j")
),字符串需严格遵循格式(如无空格、虚部带j
后缀)。 -
属性与基础运算
复数对象通过.real
和.imag
获取实部与虚部。支持常规算术运算(如(1+2j) * (3-4j)
结果为11+2j
),且与整数/浮点数混合运算时自动类型提升。 -
高级功能与模块扩展
cmath
模块提供复数的平方根、相位角等计算(如cmath.phase(-1+0j)
返回弧度)。共轭复数可通过.conjugate()
方法获取(如(2+3j).conjugate()
得2-3j
)。 -
实际应用场景
复数在傅里叶变换(图像处理)、电路阻抗分析、量子力学波函数描述中不可或缺。例如,信号处理中复数表示振幅与相位,工程学中简化波动方程建模。
提示:避免字符串解析时的格式错误(如空格或i
代替j
),优先使用cmath
而非math
处理复数运算。合理利用复数类型可显著提升科学计算代码的简洁性与效率。