Python 中的虛數

1. 在 Python 中初始化一個複數
2. 在 Python 中使用複數屬性和函式
3. 在 Python 中對複數使用常規數學運算
4. 在複數上使用 cmath 模組函式
5. 在 Python 中使用 numpy.array() 函式在陣列中儲存虛數

Python 是一種用於處理數值資料的通用語言。它還支援處理實數和虛數。在本教程中，你將瞭解有關虛數以及如何在 Python 中使用它們的更多資訊。

在 Python 中初始化一個複數

複數由實部和虛部組成。在 Python 中，虛部可以通過在數字後新增 j 或 J 來表示。

可以輕鬆建立複數：通過將實部和虛部直接分配給變數。下面的示例程式碼演示瞭如何在 Python 中建立複數：

a = 8 + 5j
print(type(a))

輸出：

<class 'complex'>

我們還可以使用內建的 complex() 函式將兩個給定的實數轉換為一個複數。

a = 8
b = 5
c = complex(8, 5)
print(type(c))

輸出：

<class 'complex'>

現在，文章的另一半將更多地關注在 Python 中處理虛數。

在 Python 中使用複數屬性和函式

複數有一些可用於一般資訊的內建訪問器。

例如，要訪問複數的實部，我們可以使用內建的 real() 函式，類似地使用 imag() 函式來訪問虛部。此外，我們還可以使用 conjugate() 函式找到複數的共軛。

a = 8 + 5j
print("Real Part = ", a.real)
print("Imaginary Part = ", a.imag)
print("Conjugate = ", a.conjugate())

輸出：

Real Part =  8.0
Imaginary Part =  5.0
Conjugate =  (8-5j)

在 Python 中對複數使用常規數學運算

你可以在 Python 中對複數進行基本的數學運算，例如加法和乘法。下面的程式碼在兩個給定的複數上實現了簡單的數學過程。

a = 8 + 5j
b = 10 + 2j

# Adding imaginary part of both numbers
c = a.imag + b.imag
print(c)

# Simple multiplication of both complex numbers
print("after multiplication = ", a * b)

輸出：

7.0
after multiplication =  (70+66j)

在複數上使用 cmath 模組函式

cmath 模組是一個特殊模組，它提供對用於複數的多個函式的訪問。該模組由多種功能組成。一些值得注意的是複數的相位、冪函式和對數函式、三角函式和雙曲函式。

cmath 模組還包括幾個常量，如 pi、tau、Positive infinity，以及一些用於計算的常量。

以下程式碼在 Python 中對複數實現了一些 cmath 模組函式：

import cmath

a = 8 + 5j
ph = cmath.phase(a)

print("Phase:", ph)
print("e^a is:", cmath.exp(a))
print("sine value of complex no.:\n", cmath.sin(a))
print("Hyperbolic sine is: \n", cmath.sinh(a))

輸出：

Phase: 0.5585993153435624
e^a is: (845.5850573783163-2858.5129755252788j)
sine value of complex no.:
 (73.42022455449552-10.796569647775932j)
Hyperbolic sine is: 
 (422.7924811101271-1429.2566486042679j)

在 Python 中使用 numpy.array() 函式在陣列中儲存虛數

術語 NumPy 是 Numerical Python 的縮寫。它是 Python 提供的一個庫，用於處理陣列並提供對這些陣列進行操作的函式。顧名思義，numpy.array() 函式用於建立陣列。下面的程式演示瞭如何在 Python 中建立複數陣列：

import numpy as np

arr = np.array([8 + 5j, 10 + 2j, 4 + 3j])
print(arr)

輸出：

[8.+5.j 10.+2.j  4.+3.j]

複數是 Python 允許儲存和實現數值資料的三種方式之一。它也被認為是 Python 程式設計的重要組成部分。你可以使用 Python 程式語言對複數執行各種操作。