SaraP
223 lines
17 KiB
C++
223 lines
17 KiB
C++
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
|
/**
|
|
\file
|
|
\brief \ru Символьные (пользовательские) функции.
|
|
\en Symbolic (user) functions. \~
|
|
|
|
*/
|
|
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
|
|
|
#ifndef __FUNC_ANLYTICAL_FUNCTION_H
|
|
#define __FUNC_ANLYTICAL_FUNCTION_H
|
|
|
|
|
|
#include <templ_sptr.h>
|
|
#include <function.h>
|
|
#include <mb_enum.h>
|
|
#include <tool_cstring.h>
|
|
#include <tool_multithreading.h>
|
|
|
|
|
|
class MbMathematicalNode; // \ru Математический узел \en The mathematical node
|
|
class MbListVars; // \ru Список переменных \en The list of variables
|
|
class MbUserFunc; // \ru Пользовательская функция \en The user function
|
|
class DefRange; // \ru Область определения функции \en The function domain
|
|
|
|
|
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
|
/** \brief \ru Скалярная функция, заданная символьной строкой.
|
|
\en The symbolic function. \~
|
|
\details \ru Скалярная функция, заданная символьной строкой. \n
|
|
\en The symbolic function. \n \~
|
|
\ingroup Functions
|
|
*/
|
|
// ---
|
|
class MATH_CLASS MdCharacterFunction : public MbFunction, public MbSyncItem {
|
|
private :
|
|
const MbMathematicalNode * expression; ///< \ru Выражение функции в виде дерева. \en An expression of a function as tree.
|
|
const MbListVars * variables; ///< \ru Аргументы функции в виде списка. \en Arguments of a function as list
|
|
c3d::string_t data; ///< \ru Выражение функции в виде строки. \en An expression of a function as string.
|
|
c3d::string_t argument; ///< \ru Аргументы функции в виде строки. \en Arguments of a function as string.
|
|
double tmin; ///< \ru Начальный параметр. \en Start parameter.
|
|
double tmax; ///< \ru Конечный параметр. \en End parameter.
|
|
bool sense; ///< \ru Направление. \en Direction.
|
|
|
|
public :
|
|
/// \ru Конструктор. \en Constructor.
|
|
MdCharacterFunction( const MbMathematicalNode & expression,
|
|
const MbListVars & vars,
|
|
const c3d::string_t & data,
|
|
const c3d::string_t & argument,
|
|
double tmin,
|
|
double tmax,
|
|
bool sense );
|
|
virtual ~MdCharacterFunction();
|
|
|
|
private:
|
|
MdCharacterFunction( const MdCharacterFunction & );
|
|
|
|
public :
|
|
// \ru Общие функции математического объекта \en Common functions of mathematical object
|
|
MbeFunctionType IsA() const override; // \ru Тип элемента \en A type of element
|
|
MbFunction & Duplicate() const override; // \ru Сделать копию элемента \en Create a copy of the element
|
|
bool IsSame ( const MbFunction & other, double accuracy = LENGTH_EPSILON ) const override; // \ru Являются ли объекты равными \en Determine whether objects are equal
|
|
bool SetEqual ( const MbFunction & ) override; // \ru Сделать равным \en Make equal
|
|
void GetProperties( MbProperties & ) override; // \ru Выдать свойства объекта \en Get properties of object
|
|
void SetProperties( const MbProperties & ) override; // \ru Записать свойства объекта \en Set properties of object
|
|
|
|
double GetTMin () const override; // \ru Вернуть минимальное значение параметра \en Get the minimum value of parameter
|
|
double GetTMax () const override; // \ru Вернуть максимальное значение параметра \en Get the maximum value of parameter
|
|
bool IsClosed () const override; // \ru Замкнутость кривой \en A curve closeness
|
|
void SetClosed ( bool cl ) override; // \ru Замкнутость функции \en A function closeness
|
|
|
|
double Value ( double & t ) const override; // \ru Значение функции для t \en The value of function for a given t
|
|
double FirstDer ( double & t ) const override; // \ru Первая производная по t \en The first derivative with respect to t
|
|
double SecondDer ( double & t ) const override; // \ru Вторая производная по t \en The second derivative with respect to t
|
|
double ThirdDer ( double & t ) const override; // \ru Третья производная по t \en The third derivative with respect to t
|
|
// \ru Вычислить значение и производные. \en Calculate value and derivatives of object for given parameter. \~
|
|
void Explore( double & t, bool ext,
|
|
double & val, double & fir, double * sec, double * thr ) const override;
|
|
|
|
void Inverse ( MbRegTransform * iReg = nullptr ) override; // \ru Изменить направление \en Change direction
|
|
double Step ( double t, double sag ) const override;
|
|
double DeviationStep( double t, double angle ) const override;
|
|
|
|
double MinValue ( double & t ) const override; // \ru Минимальное значение функции \en The minimum value of function
|
|
double MaxValue ( double & t ) const override; // \ru Максимальное значение функции \en The maximum value of function
|
|
double MidValue () const override; // \ru Среднее значение функции \en The middle value of function
|
|
bool IsGood () const override; // \ru Корректность функции \en Correctness of function
|
|
bool IsConst () const override;
|
|
bool IsLine () const override;
|
|
|
|
void SetOffsetFunc( double off, double scale ) override; // \ru Сместить функцию \en Shift a function
|
|
bool SetLimitParam( double newTMin, double newTMax ) override; // \ru Установить область изменения параметра \en Set range of parameter
|
|
void SetLimitValue( size_t n, double newValue ) override; // \ru Установить значение на конце ( 1 - в начале, 2 - в конце) \en Set the value at the end (1 - at start point, 2 - at end point)
|
|
double GetLimitValue( size_t n ) const override; // \ru Дать значение на конце ( 1 - в начале, 2 - в конце) \en Get the value at the end (1 - at start point, 2 - at end point)
|
|
|
|
// \ru Создать функцию из части функции между параметрами t1 и t2 c выбором направления sense. \en Create a function in part of the function between the parameters t1 and t2 choosing the direction.
|
|
MbFunction * Trimmed( double t1, double t2, int sense ) const override;
|
|
// \ru Разбить функцию точкой с параметром t и вернуть отрезанную часть. \en Function break by the parameter t, and cut off part of the function: begs == true - save the initial half, beg == false - save the final half.
|
|
MbFunction * BreakFunction( double t, bool beg ) override;
|
|
|
|
private:
|
|
void Translate ();
|
|
void CheckParam ( double & t ) const;
|
|
private:
|
|
void operator = ( const MdCharacterFunction & ); // \ru Не реализовано \en Not implemented
|
|
|
|
DECLARE_PERSISTENT_CLASS_NEW_DEL( MdCharacterFunction )
|
|
};
|
|
|
|
IMPL_PERSISTENT_OPS( MdCharacterFunction )
|
|
|
|
|
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
|
/** \brief \ru Скалярная функция, заданная аналитическим выражением.
|
|
\en The analytical function. \~
|
|
\details \ru Скалярная функция, заданная аналитическим выражением. \n
|
|
\en The analytical function. \n \~
|
|
\ingroup Functions
|
|
*/
|
|
// ---
|
|
class MATH_CLASS MdAnalyticalFunction : public MbFunction
|
|
{
|
|
private:
|
|
MbUserFunc * expression; // \ru Пользовательская функция. \en The user function.
|
|
double tmin; // \ru Начальный параметр. \en Start parameter.
|
|
double tmax; // \ru Конечный параметр. \en End parameter.
|
|
bool sense; // \ru Направление. \en Direction.
|
|
private:
|
|
struct DerivateData : public AuxiliaryData {
|
|
double tCur; // \ru Параметр для которого рассчитаны производные \en. The parameter where the derivatives have been calculated.
|
|
double derivatives[cdt_CountDer]; // \ru Рассчитанные значения производных. \en The calculated values of derivatives.
|
|
|
|
DerivateData();
|
|
DerivateData( const DerivateData & data );
|
|
};
|
|
mutable CacheManager<DerivateData> cache;
|
|
|
|
public :
|
|
// \ru Конструктор. \en Constructor.
|
|
MdAnalyticalFunction( const MbUserFunc & ufunc, bool sameFunc, double tmin, double tmax, bool sense );
|
|
public:
|
|
virtual ~MdAnalyticalFunction();
|
|
|
|
private:
|
|
MdAnalyticalFunction( const MdAnalyticalFunction & );
|
|
|
|
public :
|
|
// \ru Общие функции математического объекта \en Common functions of mathematical object
|
|
MbeFunctionType IsA() const override; // \ru Тип элемента \en A type of element
|
|
MbFunction & Duplicate() const override; // \ru Сделать копию элемента \en Create a copy of the element
|
|
bool IsSame ( const MbFunction & other, double accuracy = LENGTH_EPSILON ) const override; // \ru Являются ли объекты равными \en Determine whether objects are equal
|
|
bool SetEqual ( const MbFunction & ) override; // \ru Сделать равным \en Make equal
|
|
void GetProperties( MbProperties & ) override; // \ru Выдать свойства объекта \en Get properties of the object
|
|
void SetProperties( const MbProperties & ) override; // \ru Записать свойства объекта \en Set properties of the object
|
|
|
|
double GetTMin () const override; // \ru Вернуть минимальное значение параметра \en Get the minimum value of parameter
|
|
double GetTMax () const override; // \ru Вернуть максимальное значение параметра \en Get the maximum value of parameter
|
|
bool IsClosed () const override; // \ru Замкнутость кривой \en A curve closeness
|
|
void SetClosed ( bool cl ) override; // \ru Замкнутость функции \en A function closeness
|
|
|
|
double Value ( double & t ) const override; // \ru Значение функции для t \en The value of function for a given t
|
|
double FirstDer ( double & t ) const override; // \ru Первая производная по t \en The first derivative with respect to t
|
|
double SecondDer ( double & t ) const override; // \ru Вторая производная по t \en The second derivative with respect to t
|
|
double ThirdDer ( double & t ) const override; // \ru Третья производная по t \en The third derivative with respect to t
|
|
// \ru Вычислить значение и производные. \en Calculate value and derivatives of object for given parameter. \~
|
|
void Explore ( double & t, bool ext,
|
|
double & val, double & fir, double * sec, double * thr ) const override;
|
|
|
|
void Inverse ( MbRegTransform * iReg = nullptr ) override; // \ru Изменить направление \en Change direction
|
|
double Step ( double t, double sag ) const override;
|
|
double DeviationStep ( double t, double angle ) const override;
|
|
|
|
double MinValue ( double & t ) const override; // \ru Минимальное значение функции \en The minimum value of function
|
|
double MaxValue ( double & t ) const override; // \ru Максимальное значение функции \en The maximum value of function
|
|
double MidValue () const override; // \ru Среднее значение функции \en The middle value of function
|
|
bool IsGood () const override; // \ru Корректность функции \en Correctness of function
|
|
bool IsConst () const override;
|
|
bool IsLine () const override;
|
|
|
|
void SetOffsetFunc ( double off, double scale) override; // \ru Сместить функцию \en Shift a function
|
|
bool SetLimitParam ( double newTMin, double newTMax ) override; // \ru Установить область изменения параметра \en Set range of parameter
|
|
void SetLimitValue ( size_t n, double newValue ) override; // \ru Установить значение на конце ( 1 - в начале, 2 - в конце) \en Set the value at the end (1 - at start point, 2 - at end point)
|
|
double GetLimitValue ( size_t n ) const override; // \ru Дать значение на конце ( 1 - в начале, 2 - в конце) \en Get the value at the end (1 - at start point, 2 - at end point)
|
|
|
|
virtual void GetCharacteristicParams( std::vector<double> & tVec, double t1, double t2 ) const; // \ru Дать параметры особого поведения(для cos это Pi*n) \en Get parameters of special behavior (for cos it is Pi*n)
|
|
|
|
// \ru Создать функцию из части функции между параметрами t1 и t2 c выбором направления sense. \en Create a function in part of the function between the parameters t1 and t2 choosing the direction.
|
|
MbFunction * Trimmed( double t1, double t2, int sense ) const override;
|
|
// \ru Разбить функцию точкой с параметром t и вернуть отрезанную часть. \en Function break by the parameter t, and cut off part of the function: begs == true - save the initial half, beg == false - save the final half.
|
|
MbFunction * BreakFunction( double t, bool beg ) override;
|
|
|
|
virtual bool IsCos ( double & a, double & b ) const; ///< \ru Имеет ли функция вид a * cos() + b. \en Function looks like a * cos() + b.
|
|
|
|
/** \brief \ru Получить область определения функции. \en Get function domain. \~
|
|
\details \ru Получить область определения функции для параметра с индексом ind. Метод вырезает из заданной области определения участки, где функция не определена. \n
|
|
\en Get the function domain for the parameter with index ind. The method cuts from the initial domain some parts where the function is not defined. \n \~
|
|
\param[in, out] dr - \ru Инициализируется некоторым начальным диапазоном. На выходе - пересечение этого диапазона с реальной областью определения функции.
|
|
\en It is initialized by some start range. The output value will be the intersection between this range and the true function domain. \~
|
|
\param[in] ind - \ru Индекс переменной, для которой ищется область определения.
|
|
\en An index of the variable, which the domain is searched for. \~
|
|
\param[in] stopOnBreak - \ru Остановить поиск если найден разрыв.
|
|
\en Searching will be stopped if the first break is found. \~
|
|
\return \ru Возвращает false если область определения найти не удалось.
|
|
\en Returns false if domain cannot be found. \~
|
|
*/
|
|
bool GetDefRange( DefRange & dr, size_t ind, bool stopOnBreak ) const;
|
|
|
|
private:
|
|
/// \ru Производные по параметру: параметр, значение, первая, вторая и третья производные \en Derivatives with respect to the parameter: parameter, value, first, second and third derivatives
|
|
void Derivates ( double & t, DerivateData * data ) const;
|
|
void CheckParam( double & t ) const;
|
|
void ResetTCalc() const; // \ru Сбросить временные данные \en Reset temporary data
|
|
void operator = ( const MdAnalyticalFunction & ); // \ru Не реализовано. \en NOT ALLOWED !!!
|
|
|
|
DECLARE_PERSISTENT_CLASS_NEW_DEL( MdAnalyticalFunction )
|
|
};
|
|
|
|
IMPL_PERSISTENT_OPS( MdAnalyticalFunction )
|
|
|
|
|
|
#endif // __FUNC_ANLYTICAL_FUNCTION_H
|