Python 内建函数列表 > Python 的内置函数 complex
Python 的内置函数 complex() 用于创建一个复数对象。复数在数学和科学计算中有着广泛的应用，特别是在信号处理、电气工程和物理学等领域。
1class complex(r=0, i=0): 2 ''' 3 类型转换为 complex 4 5 :param r: 实部 6 :param i: 虚部 7 :return: 转换为 complex 后的值 8 ''' 9
示例
1# 创建实部为 3，虚部为 5 的复数 2c1 = complex(3, 5) # 输出 (3+5j) 3 4# 仅指定实部 5c2 = complex(2) # 输出 (2+0j) 6
Python 的内置函数 complex() 用于创建一个复数对象，或将其他数据类型转换为复数类型。复数在数学和工程计算中非常常见，特别是在信号处理、控制系统等领域。
语法格式：
1complex([real[, imag]]) 2
或者
1complex(string) 2
参数说明：
- 第一种形式：
real（可选）：表示复数的实部，可以是整数、浮点数或字符串。如果省略，默认为 0。imag（可选）：表示复数的虚部，可以是整数或浮点数。如果省略，默认为 0。
- 第二种形式：
string：一个表示复数的字符串，例如"3+4j"或"5-2j"。字符串中不能包含空格，且虚部必须带有j或J后缀。
返回值：
返回一个复数对象，其实部和虚部分别为指定的数值。复数对象是不可变类型。
示例说明：
- 创建简单复数：
1a = complex(3, 4) # 创建复数 3+4j 2print(a) # 输出：(3+4j) 3print(type(a)) # 输出：<class 'complex'>
- 省略部分参数：
1b = complex(2) # 创建复数 2+0j（省略虚部） 2c = complex() # 创建复数 0j（省略实部和虚部） 3d = complex(imag=5) # 创建复数 0+5j（仅指定虚部）
- 从字符串创建复数：
1e = complex("1+2j") # 创建复数 1+2j 2f = complex("3.5") # 创建复数 3.5+0j（字符串仅包含实部）
- 复数运算：
1x = complex(1, 2) 2y = complex(3, 4) 3print(x + y) # 复数加法：(4+6j) 4print(x * y) # 复数乘法：(-5+10j) 5print(abs(y)) # 复数模：5.0
注意事项：
- 如果实部或虚部是字符串形式，它必须是一个合法的数值表达式，不能包含除数字、加减号和
j之外的字符。 - 复数对象支持常见的算术运算，包括加法、减法、乘法和除法。
- 复数对象的实部和虚部可以通过
real和imag属性获取：
1z = complex(3, 4) 2print(z.real) # 输出实部：3.0 3print(z.imag) # 输出虚部：4.0
应用场景：
复数作为一种重要的数学工具，在多个工程和科学领域都有着深入而广泛的应用，具体包括：
- 信号处理领域
- 在数字信号处理中，复数被广泛应用于频谱分析和滤波器设计
- FFT（快速傅里叶变换）算法完全建立在复数运算的基础上，是音频处理、图像压缩等技术的核心
- 例如：MP3音频编码就依赖复数运算进行频域分析和压缩
- 电气工程领域
- 在交流电路分析中，复数形式的阻抗（Z=R+jX）可以同时表示电阻和电抗
- 相量法使用复数表示正弦信号的幅度和相位，简化了电路计算
- 典型应用包括：电力系统分析、电机控制、射频电路设计等
- 量子力学领域
- 量子态用复数概率幅描述，薛定谔方程本身就是复数方程
- 复数是量子叠加原理和量子纠缠现象数学描述的基础
- 例如：量子计算中的量子比特就是用复数向量表示的
- 计算机图形学领域
- 复数可以用来表示二维旋转和缩放变换
- 四元数（复数的扩展）在三维图形旋转中广泛应用
- 实际应用包括：游戏引擎中的角色动画、VR/AR中的空间定位等
此外，复数还在控制理论、流体力学、电磁学等其他多个领域发挥着重要作用，是现代科学技术不可或缺的数学工具。
通过 complex() 函数，Python 可以方便地处理这些需要复数运算的场景。
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