【C言語】構造体を関数に渡して2つの複素数を加算する方法

C言語で2つの複素数を加算するには、複素数の実部（real）と虚部（imag）を構造体のメンバーとして定義し、ユーザー定義関数を作成してその中で加算処理を行います。構造体を関数に渡すことで、複素数をひとまとまりのデータとして扱えるようになり、プログラム全体が読みやすく整理されます。

複素数加算のアルゴリズム

2つの複素数を加算する際の基本的な流れは以下の通りです。

1. 実部と虚部をデータメンバーとして持つ struct complex を宣言します。
2. typedef で構造体に名前を付け、必要な変数を宣言します。
3. 実行時に1つ目の複素数の実部と虚部を入力します。
4. 実行時に2つ目の複素数の実部と虚部を入力します。
5. 関数を呼び出して2つの複素数の加算を行います。
6. 計算結果を出力します。

関数内での加算処理は次の手順で行われます。

• 結果を格納する一時変数 temp を宣言します。
• temp.real = num1.real + num2.real; ―― 実部同士を加算します。
• temp.imag = num1.imag + num2.imag; ―― 虚部同士を加算します。
• return (temp); で計算結果を返します。

サンプルプログラム

以下は、構造体を関数に渡して2つの複素数を加算するCプログラムです。

#include <stdio.h>

typedef struct complex {
    float real;   /* 実部 */
    float imag;   /* 虚部 */
} complex;

complex addition(complex num1, complex num2);

int main() {
    complex num1, num2, value;

    printf("1つ目の複素数の実部と虚部を入力してください:\n");
    scanf("%f %f", &num1.real, &num1.imag);

    printf("2つ目の複素数の実部と虚部を入力してください:\n");
    scanf("%f %f", &num2.real, &num2.imag);

    value = addition(num1, num2);
    printf("結果 = %.1f + %.1fi\n", value.real, value.imag);

    return 0;
}

complex addition(complex num1, complex num2) {
    complex temp;
    temp.real = num1.real + num2.real;
    temp.imag = num1.imag + num2.imag;
    return (temp);
}

実行結果

上記のプログラムを実行すると、以下のように出力されます。

1つ目の複素数の実部と虚部を入力してください:
3.0 4.0
2つ目の複素数の実部と虚部を入力してください:
1.0 2.0
結果 = 4.0 + 6.0i

プログラムのポイント

• typedef の活用： typedef を使うことで、構造体変数を宣言する際に struct キーワードを省略でき、コードが簡潔になります。
• 構造体の値渡し： 関数には構造体が値としてコピーされるため、呼び出し元の変数は変更されません。計算結果は戻り値として受け取ります。
• 複素数の加算： 実部と虚部をそれぞれ個別に足し合わせるだけで計算できるため、ロジックが非常にシンプルです。