import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
import java.io.Serializable;
import java.util.Arrays;
import java.util.Random;

/*

A) 複素数のシリアルオブジェクトを定義し、
値を設定/読み出すメソッド、
および絶対値を求めるメソッドを定義せよ

B) １０個一組の異なる複素数オブジェクトを2組生成し、
それぞれ２つの異なる出力ファイルに書き出すプログラムを作成。

C) 上記２つのファイルを読み出し所定のデータが戻っていることを
確認するためそれぞれの値と絶対値を表示しなさい。

D) さらに、夫々のファイルから１組ずつオブジェクトを取り出し夫々
掛算して、掛算結果と絶対値を求め表示するプログラムを作成せよ。

 */

/**
 * 複素数型．immutable．
 * なぜなら複素数は値なので，値の価は他の何物にも変わらない．
 */
public class ComplexTest {
	
	public static void main(String[] args) throws IOException, ClassNotFoundException {
		Complex[] complexes1 = makeRandomComplex(10);
		Complex[] complexes2 = makeRandomComplex(10);
		
		// complexes1と complexes2を書き出す
		writeObjectToFile("complexes1", complexes1);
		writeObjectToFile("complexes2", complexes2);
		
		// complexes1と complexes2を無かったことにする
		complexes1 = complexes2 = null;
		
		// complexes1と complexes2を読み出す
		complexes1 = (Complex[]) readObjectFromFile("complexes1");
		complexes2 = (Complex[]) readObjectFromFile("complexes2");
		
		// 読み出したcomplexes1と complexes2を表示する
		System.out.println(Arrays.toString(complexes1));
		System.out.println(Arrays.toString(complexes2));
		
		// complexes1と complexes2からそれぞれ一組ずつ読み出して，計算する
		for (int p1 = 0; p1 < complexes1.length; p1++) {
			for (int p2 = 0; p2 < complexes2.length; p2++) {
				Complex c1 = complexes1[p1], c2 = complexes2[p2];
				Complex multiplied = c1.mul(c2);
				System.out.println(c1 + " * " + c2 + "=" + multiplied + " [remove =" + multiplied.getRemove() + "]");
			}
		}
	}
	
	private static final Complex[] makeRandomComplex(final int nCount) {
		Random r = new Random();
		Complex[] complexes = new Complex[nCount];
		for (int i = 0; i < nCount; i++) {
			complexes[i] = new Complex(r.nextDouble() * 100 - r.nextDouble() * 100, r.nextDouble() * 100 - r.nextDouble() * 100);
		}
		return complexes;
	}
	
	public static final void writeObjectToFile(final String file_name, final Object o) throws IOException {
		FileOutputStream fos = new FileOutputStream(new File (new File("."), file_name));
		ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos);
		oos.writeObject(o);
		oos.flush();
		oos.close();
		fos.close();
	}
	
	public static final Object readObjectFromFile(final String file_name) throws IOException, ClassNotFoundException {
		FileInputStream fis = new FileInputStream(new File(new File("."), file_name));
		ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(fis);
		return ois.readObject();
	}
	
}

class Complex implements Serializable {
	public static final double DOUBLE_EPSILON = Double.MIN_VALUE * 1000; // コレより絶対値が小さい値を0とみなす
	private static final long serialVersionUID = -6848384132789177772L;
	
	private final double _r, _i;
	
	public Complex(final double real, final double imaginary) {
		_r = real;
		_i = imaginary;
	}
	
	public final Complex set(final double real, final double imaginary) {
		return new Complex(real, imaginary);
	}
	
	public final double getReal() {
		return _r;
	}
	
	public final double getImaginary() {
		return _i;
	}
	
	public final double getRemove() {
		return Math.sqrt(_r * _r + _i * _i);
	}
	
	public final Complex add(final Complex rhs) {
		return new Complex(_r + rhs._r, _i + rhs._i);
	}
	
	public final Complex mul(final Complex rhs) {
		// (a+bi)*(c+di)=ac-bd+(ad+bc)i
		return new Complex(_r * rhs._r - _i * rhs._i, _r * rhs._i + _i * rhs._r);
	}
	
	@Override
	public String toString() {
		double abs_real = Math.abs(_r);
		double abs_img = Math.abs(_i);
		boolean has_real = abs_real >= DOUBLE_EPSILON;
		boolean has_imaginary = abs_img >= DOUBLE_EPSILON;
		
		if (!has_real && !has_imaginary) {
			return "0";
		} else {
			StringBuilder sb = new StringBuilder();
    		if (has_real && has_imaginary) {
    			sb	.append('(')
    				.append(_r)
    				.append(Math.signum(_i) < 0 ? '-' : '+')
    				.append(abs_img)
    				.append('i')
    				.append(')');
    		} else if (has_real && !has_imaginary) {
    			sb.append(_r);
    		} else if (!has_real && has_imaginary) {
    			sb	.append(Math.signum(_i) < 0 ? '-' : '+')
    				.append(abs_img)
    				.append('i');
    		}
    		
    		return sb.toString();
		}
	}
}