main cpp Created on 20 03 2009 Author kostyan include windows include

  1
  2
  3
  4
  5
  6
  7
  8
  9
 10
 11
 12
 13
 14
 15
 16
 17
 18
 19
 20
 21
 22
 23
 24
 25
 26
 27
 28
 29
 30
 31
 32
 33
 34
 35
 36
 37
 38
 39
 40
 41
 42
 43
 44
 45
 46
 47
 48
 49
 50
 51
 52
 53
 54
 55
 56
 57
 58
 59
 60
 61
 62
 63
 64
 65
 66
 67
 68
 69
 70
 71
 72
 73
 74
 75
 76
 77
 78
 79
 80
 81
 82
 83
 84
 85
 86
 87
 88
 89
 90
 91
 92
 93
 94
 95
 96
 97
 98
 99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
/*
* main.cpp
*
* Created on: 20.03.2009
* Author: kostyan
*/
#include <windows.h>
#include <iostream>
#include <fstream>
//#include "gl/gl.h"
//#include "gl/glu.h"
#include "glut.h"
using namespace std;
int id;
double *x_array, *y_array;//здесь будут хранится измеренные значения
int n;//длина массивов
long double a1, a2, a3;//коэффициенты ф-ии
//GLfloat scale_x=1.0, scale_y=1.0, scale_z=1.0;//коэффицент масштабирования графиков
GLfloat x_range, y_range;//оптимальный масштаб
//int id;
void max_range()//нахождение оптимального масштаба графика
{
if (x_array[0]<0.0) x_range=-1.0*x_array[0];
else x_range=x_array[0];
if (y_array[0]<0.0) y_range=-1.0*y_array[0];
else y_range=y_array[0];
for (int i=0; i<n; i++)
{
if ((x_array[i]<0.0 && -1.0*x_array[i]>x_range) || (x_array[i]>0.0 && x_array[i]>x_range)) x_range=x_array[i];
if ((y_array[i]<0.0 && -1.0*y_array[i]>y_range) || (y_array[i]>0.0 && y_array[i]>y_range)) y_range=y_array[i];
}
}
void ChangeSize(GLsizei w, GLsizei h)//меняет наблюдаемый объём и поле просмотра
{
if (h==0) h=1;//на случай деления на ноль
if (w==0) w=1;
glViewport(0, 0, w, h);//обновление системы координат
glMatrixMode(GL_PROJECTION);
glLoadIdentity();
if (w<=h) glOrtho(-x_range, x_range, -y_range*h/w, y_range*h/w, -x_range, x_range);//устанавливается объём отсечения с помощью отсекающих плоскостей
else glOrtho(-x_range*w/h, x_range*w/h, -y_range, y_range, -x_range, x_range);//левая, правая, нижняя, верхняя, ближняя, дальняя
glMatrixMode(GL_MODELVIEW);//обновление стека матрицы проекции модели
glLoadIdentity();
}
void RenderScene()
{
glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);//очистка буферов цвета
//glScalef(scale_x, scale_y, 1.0f);
glColor3f(1.0, 1.0, 1.0);
glBegin(GL_LINES);//рисуем оси координат
glVertex2f(-x_range, 0.0);//ось Х
glVertex2f(x_range, 0.0);
glVertex2f(0.0, y_range);//ось У
glVertex2f(0.0, -y_range);
glEnd();
glPushMatrix();
glColor3f(0.0, 1.0, 0.0);
glPointSize(2.0f);
glBegin(GL_POINTS);//исходные точки
for (int i=0; i<n; i++)
{
glVertex2d((GLdouble) x_array[i], (GLdouble) y_array[i]);
}
glEnd();
glColor3f(1.0, 0.0, 0.0);
glBegin(GL_LINE_STRIP);//график ф-ии
for (GLfloat i=0.0; i<200.0; i+=0.01)
glVertex2f(i, (GLfloat) a1+a2*i+a3*i*i);
glEnd();
glPopMatrix();
glutSwapBuffers();
}
void SetupRC()
{
glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);//цвет для очистки окна
}
void Keyboard(unsigned char key, int x, int y)
{
/*if (key=='-')
{
scale_x-=0.5;
scale_y-=0.5;
RenderScene();
}
if (key=='+')
{
scale_x+=0.5;
scale_y+=0.5;
RenderScene();
}*/
if (key=='c' || key=='C')
{
glutDestroyWindow(id);
}
}
void create_graphic(int argcp, char **argv)
{
max_range();
glutInit(&argcp, argv);//инициализация GLUT
glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB);//тип режима отображения двойная буферизация и режим цвета РГБ
glutInitWindowSize(640, 480);//задаём размер окна
id=glutCreateWindow("Graphics");//создаём окно с заголовком
SetupRC();//в этой функции все начальные настройки
glutKeyboardFunc(Keyboard);//обработка клавиатуры
glutReshapeFunc(ChangeSize);//вызываем ChangeSize при любом изменении размера окна
glutDisplayFunc(RenderScene);//RenderScene - ф-ия обратного вызова дисплея
glutMainLoop();//запуск оболочки glut
}
void print_matrix(long double **m)//вывод матрицы
{
for (int i=0; i<3; i++)
{
for (int j=0; j<3; j++) cout<<m[i][j]<<" ";
cout<<endl;
}
}
long double det(long double **a, int size)//вычисление определителя методом треугольников
{
int i,j;
long double **matr1;
long double determ=0;
if (size==2)
{
determ=a[0][0]*a[1][1]-a[0][1]*a[1][0];
}
else
{
matr1=new long double*[size-1];
for(i=0;i<size;i++)
{
for(j=0;j<size-1;j++)
{
if(j<i) matr1[j]=a[j];
else matr1[j]=a[j+1];
}
if ((i+j)%2==0) determ+=det(matr1,size-1)*a[i][size-1];
else determ+=-1*det(matr1,size-1)*a[i][size-1];
}
delete matr1;
}
return determ;
//return m[0][0]*m[1][1]*m[2][2]+m[0][1]*m[1][2]*m[2][0]+m[1][0]*m[0][2]*m[2][1]-m[0][2]*m[1][1]*m[2][0]-m[0][1]*m[1][0]*m[2][2]-m[0][0]*m[1][2]*m[2][1];
}
int main(int argcp, char **argv)
{
cout<<"RAILWAY 1.0"<<endl;//приветствие
ifstream file;
char *filename=new char[256];
do//открываем файл с данными
{
cout<<"Please, enter correct filename of input file: ";
cin>>filename;
file.open(filename);
}
while (!file.is_open());
int num=0;
long double temp;
while (file>>temp) num++;//считаем кол-во измерений
file.close();
ifstream file2;
file2.open(filename);//переходим к началу файла
if (num%2!=0)//количественная проверка входных данных
{
cout<<"ERROR! Wrong data!"<<endl;
return -1;
}
n=num/2;
x_array=new double[n];//массивы значений
y_array=new double[n];
for (int i=0; !file2.eof(); i++)//считывание значений
{
file2>>x_array[i];
file2>>y_array[i];
}
file2.close();
long double **main_matrix=new long double*[3];//главная матрица построенная их коэффициентов системы
for (int i=0; i<3; i++) main_matrix[i]=new long double[3];
long double free_members[3];//вектор свободных членов
for (int i=0; i<3; i++)//обнуление всех элементов
{
free_members[i]=0.0;
for (int j=0; j<3; j++) main_matrix[i][j]=0.0;
}
main_matrix[0][0]=(long double) n;//самый первый элемент - кол-во опытов
long double pow=0.0;//для уменьшения количества операуий умножения
for (int i=0; i<n; i++)//заполнение матриц, подсчёт сумм
{
pow=x_array[i];//первая степень
main_matrix[0][1]+=pow;//сумма всех х
free_members[0]+=y_array[i];//сумма у
free_members[1]+=y_array[i]*pow;//сумма произведения соответствующих у*х
pow=pow*pow;//вторая степень
main_matrix[0][2]+=pow;//сумма квадратов всех х
free_members[2]+=y_array[i]*pow;//сумма произведений соответсвующих у*х^2
pow=pow*x_array[i];//третья степень
main_matrix[1][2]+=pow;//сумма кубов всех х
pow=pow*x_array[i];//четвёртая степень
main_matrix[2][2]+=pow;//сумма четвёртых степеней всех х
}
//заполнение повторных коэффициентов
main_matrix[1][0]=main_matrix[0][1];
main_matrix[1][1]=main_matrix[0][2];
main_matrix[2][0]=main_matrix[0][2];
main_matrix[2][1]=main_matrix[1][2];
print_matrix(main_matrix);
long double main_det=det(main_matrix, 3);//вычисляем главный определитель
//создание матриц для коэффициентов a1, a2, a3
long double **a1_matrix=new long double*[3];
long double **a2_matrix=new long double*[3];
long double **a3_matrix=new long double*[3];
for (int i=0; i<3; i++)
{
a1_matrix[i]=new long double[3];
a2_matrix[i]=new long double[3];
a3_matrix[i]=new long double[3];
}
for (int i=0; i<3; i++)//заполнение матриц (вместо соответствующих коэффициентов ставятся свободные члены)
{
a1_matrix[i][0]=free_members[i];
a1_matrix[i][1]=main_matrix[1][i];
a1_matrix[i][2]=main_matrix[2][i];
a2_matrix[i][0]=main_matrix[0][i];
a2_matrix[i][1]=free_members[i];
a2_matrix[i][2]=main_matrix[2][i];
a3_matrix[i][0]=main_matrix[0][i];
a3_matrix[i][1]=main_matrix[1][i];
a3_matrix[i][2]=free_members[i];
}
//вывод матриц
cout<<"A1 matrix: "<<endl;
print_matrix(a1_matrix);
cout<<"A2 matrix: "<<endl;
print_matrix(a2_matrix);
cout<<"A3 matrix: "<<endl;
print_matrix(a3_matrix);
//вычисление определителей мариц коэффициентов
long double a1_det=det(a1_matrix, 3);
long double a2_det=det(a2_matrix, 3);
long double a3_det=det(a3_matrix, 3);
//возможные случаи
if (main_det==0 && a1_det!=0 && a2_det!=0 && a3_det!=0) cout<<"No solution!"<<endl;
else if (main_det==0 && a1_det==0 && a2_det==0 && a3_det==0) cout<<"Infinity of soltions!"<<endl;
else
{
a1=a1_det/main_det;
a2=a2_det/main_det;
a3=a3_det/main_det;
cout<<"p(x)="<<a1<<"+"<<a2<<"x+"<<a3<<"x^2"<<endl;
}
//освобождение памяти
delete[] main_matrix;
delete[] a1_matrix;
delete[] a2_matrix;
delete[] a3_matrix;
char voice;
cout<<"Do you want to save results? (y/n): ";
cin>>voice;
if (voice=='y')
{
ofstream res;
cout<<"Please, enter filename: ";
cin>>filename;
res.open(filename);
res<<"p(x)="<<a1<<"+"<<a2<<"x+"<<a3<<"x^2"<<endl;
}
cout<<"Do you want to see graphics of function? (y/n): ";
cin>>voice;
if (voice=='y') create_graphic(argcp, argv);
delete[] filename;
delete[] x_array;//освобождаем память
delete[] y_array;
return 0;
}