package pattern.immutable;
import java.text.NumberFormat;

/**
 * 不變模式:Immutable Pattern
 *
 * 復數的四則運算
 * @version 2009-6-15
 * @author Winty(wintys@gmail.com)
 */
public class ImmutableTest{
    public static void main(String[] args){
        Complex a , b , c , d , e , f , g;
        a = new Complex(0 , 2);
        b = new Complex(3 , -5);

        c = a.add(b);
        d = a.sub(b);
        e = a.mul(b);
        f = a.div(b);
        g = a.add(Complex.i);

        System.out.println("a="+a);
        System.out.println("b="+b);
        System.out.println("i="+Complex.i);
        System.out.println("a+b="+c);
        System.out.println("a-b="+d);
        System.out.println("a*b="+e);
        System.out.println("a/b="+f);
        System.out.println("a+i="+g);        
    }
}

final class Complex extends Number{
    private double real;//實部
    private double imaginary;//虛部
    public static final Complex i;//虛數單位

    static{
        i = new Complex(0 , 1);
    }

    public Complex(){
        real = 0.0;
        imaginary = 0.0;
    }

    public Complex(double real , double imaginary){
        this.real = real;
        this.imaginary = imaginary;
    }

    public double getReal(){
        return real;
    }

    public double getImaginary(){
        return imaginary;
    }

    /**
     * 復數相加
     */
    public Complex add(Complex c){
        return new Complex(real + c.getReal() ,
                                    imaginary + c.getImaginary());
    }

    /**
     * 復數相減
     */
    public Complex sub(Complex c){
        return new Complex(real - c.getReal() ,
                                    imaginary - c.getImaginary());
    }

    /**
     * 復數相乘:(a+bi)(c+di)=(ac-bd)+(ad+bc)i
     */
    public Complex mul(Complex c){
        double r = c.getReal();
        double i = c.getImaginary();
        r = real*r - imaginary*i;
        i = real*i + imaginary*r;

        return new Complex(r , i);
    }

    /**
     * 復數除法:
     * (a+bi)(c+di) = (a*c + b*d)/(c*c+d*d) + (b*c - a*d)/(c*c+d*d)
     */
    public Complex div(Complex complex){
        double a,b,c,d;
        double denominator;
        a = real;
        b = imaginary;
        c = complex.getReal();
        d = complex.getImaginary();
        denominator = c*c + d*d;

        double r = (a*c + b*d)/denominator;
        double i = (b*c - a*d)/denominator;

        return new Complex(r , i);
    }

    public double abs(){
        return Math.sqrt(real*real + imaginary*imaginary);
    }

    @Override
    public double doubleValue(){
        return real;
    }

    @Override
    public float floatValue(){
        return (float)real;
    }

    @Override
    public int intValue(){
        return (int)real;
    }

    @Override
    public long longValue(){
        return (long)real;
    }

    public String toString(){
        NumberFormat f = NumberFormat.getNumberInstance();
        f.setMaximumFractionDigits(2);
        String strReal = f.format(real);
        String strImaginary = f.format(imaginary);
        String str = "";

        String sign = "";
        
        if(real != 0){//實部不為0時才顯示實部
            str = strReal;

            if(imaginary > 0)
                sign = "+";
        }
        str += sign + strImaginary + "*i";

        return str;
    }
}