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複素計算(ニュートン法)のプログラムが実行できません。

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taki-phi

score 12

C++で複素計算をするプログラムです。
コンパイルはエラーなくできるのですが、なぜか.exeを実行できません。教授に訊いたところ、初期値設定に問題があるとのことですが、そこを弄っても直りませんでした。

ソースコード

class complex {
public:
    double re, im;
    complex(double r = 0.0, double i = 0.0)
    {
        re = r; im = i;
    }
};
complex operator+(const complex& a, const complex& b)
{
    return complex(a.re + b.re, a.im + b.im);
}
complex operator-(const complex& a, const complex& b)
{
    return complex(a.re - b.re, a.im - b.im);
}
complex operator*(const complex& a, const complex& b)
{
    return complex(a.re * b.re - a.im * b.im, a.re * b.im + a.im * b.re);
}
complex operator/(const complex& a, const complex& b)
{
    double d = b.re * b.re + b.im * b.im;
    return complex((a.re * b.re + a.im * b.im) / d, (a.im * b.re - a.re * b.im) / d);
}
double fabs(const complex& a)
{
    return sqrt(a.re * a.re + a.im * a.im);
}

complex f(const complex& x)
{
    complex s = (1.0, 0.0);
    double a[3] = {1.0, 1.0, 1.0};
    int i;
    for(i = 0; i < 3; i++)
        s = s * x + a[i];
    return s;
}

complex df(const complex& x)
{
    complex s = (3.0, 0.0);
    double a[2] = {2.0, 1.0};
    int i;
    for(i = 0; i < 2; i++)
        s = s * x + a[i];
    return s;
}

int main(void)
{
    complex xn, xn1;
    xn = (0.5, 0.5);
    while(1){
        xn1 = xn - f(xn) / df(xn);
        if(fabs(xn1 - xn) < 1.0e-10)break;
        xn=xn1;
    }
    printf("ans=%lf\n", xn1);

    return 0;
}
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回答 1

checkベストアンサー

+1

基礎的な文法のミスです。

...前略...

std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const complex& val) {
    out << val.re << ", " << val.im;
    return out;
}

int main() {
    complex c1, c2, c3;

    c1 = (0.5, 0.5);
    c2 = {0.5, 0.5};
    c3 = 0.5;

    std::cout << c1 << "\n"
              << c2 << "\n"
              << c3 << "\n"
    ;
}

実行結果 Wandbox

0.5, 0
0.5, 0.5
0.5, 0

単に (0.5, 0.5) と書いた場合、カンマ演算子が適用され 0.5 が返されます。
そのためc1とc3の結果が同じになるのです。

というか、std::complex使えば良いんじゃないですかね。

実験

#include <iostream>

class MyClass {
public:
    MyClass() {
        std::cout << "引数なし\n";
    }
    MyClass(double d) {
        std::cout << "引数は一つ\n";
    }
    MyClass(double d1, double d2) {
        std::cout << "引数は二つ\n";
    }
};

int main() {
    std::cout << (1, 2, 3, 4) << "\n";

    MyClass c1, c2, c3;
    c1 = (0.5, 0.5);
    c2 = {0.5, 0.5};
    c3 = 0.5;
}

実行結果 Wandbox 『//』以降は回答に際して加筆

4            // (1, 2, 3, 4)の評価値は4
引数なし      // MyClass c1
引数なし      // MyClass c2
引数なし      // MyClass c3
引数は一つ
引数は二つ
引数は一つ

見てわかるように、インスタンスが必要以上に生成されています。
MyClass c2{0.5, 0.5}の方が無駄が無いです。

コメントを受けて

In function 'complex f(const complex&)':
warning: left operand of comma operator has no effect [-Wunused-value]
 complex s = (1.0, 0.0);
                   ^~~
In function 'complex df(const complex&)':
warning: left operand of comma operator has no effect [-Wunused-value]
 complex s = (3.0, 0.0);
                   ^~~
In function 'int main()':
warning: left operand of comma operator has no effect [-Wunused-value]
 xn = (0.5, 0.5);
            ^~~
warning: format '%lf' expects argument of type 'double', but argument 2 has type 'complex' [-Wformat=]
 printf("ans=%lf\n", xn1);

まず警告を全部解消しましょう。

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  • 2018/11/22 18:44 編集

    警告が全部取れてから内容を精査すべきかと。
    また、せっかく各処理を関数に分けているのですから、それぞれ正常に動作するかどうか一つずつ試してください。

    キャンセル

  • 2018/11/22 19:07

    コマンドプロンプトで実行しても何も表示されず、何も入力できない状態で固まります。
    ご忠告の通り、一旦各関数を改めてみます。

    キャンセル

  • 2018/11/22 20:10

    見直しましたところ、正しい結果が得られました。
    ご助力ありがとうございました。

    キャンセル

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