Jednoduchá kalkulačka v ANSI C

2.2.2010 16:47 | Přečteno: 2037× | Programování | | poslední úprava: 2.2.2010 17:37

Když jsem si dnes přečetl blogpost „Generátor jmen!“ tak jsem si řekl: proč taky neuveřejnit něco z toho, co jsem vyplodil ve školním prostředí. Takže tady to je – superjednoduchá kalkulačka v ANSI C umožňující počítat rovnice o jedné proměnné kterou jsem udělal jako semestrálku na předmět „Programování v C“).

Co je na ní tak výjimečného? Kromě toho, že je moje, tak nic. Ale konečně jsem měl důvod trošku prozkoumat numerické metody. Tak, teď už jsem v podstatě práskl vše. Pokud je zadán dostatečně malý interval ve kterém se kořeny mají hledat, pro počáteční aproximaci kořene se použije metoda bisekce a následně pro upřesnění Newtonova metoda. Pokud z nějakého důvodu nelze použít metodu bisekce (interval je příliš velký nebo se nepodařilo najít změnu znaménka) je použita přímo Newtonova metoda. Samozřejmě kvůli jejím vlastnostem se může stát, že kořen nelze nalézt.

Možná jedinou zvláštností je implementace symbolické derivace. Ovšem není použitá. Kvůli značné obecnosti použitých vzorců může dojít k nechtěnému „oddefinování“ derivace funkce v některých bodech. Krásným příkladem budiž funkce f(x) = x^2, která po zde zderivování dává výsledek x^2 * (2/x) (jak je vidno jednoduché případy jako 0*f(x) jsou ošetřeny) který evidentně není definován v 0. Bohužel vzhledem k nedostatku času jsem neměl možnost udělat kvalitnější funkci na zjednodušování takovýchto výrazů (nebo obecně výrazů jako je f(x)/g(x)). Samozřejmě se nejedná o jednoduchou věc (jinak by bylo mnohem více programů jako je Maxima nebo Mathematica) ale rozhodně se jedná zajímavý problém k vyřešení.

Takže pro všechny zvědavce, kteří by se chtěli pokochat (ne zrovna dokonalým) kódem nebo to dokonce používat, adresa je:

http://stativ.kx.cz/src/index.php?text_id=13

Archiv se zdrojáky je ke stažení úplně dole.

       

Komentáře

[vch]

First problem is in ln (natural logarithm) which is undefined for numbers smaller or equal to 1

Ta jednička bude asi překlep.

Jinak, zkoušel jsem si to přeložit v Mac OS X (gcc 4.2.1). Kromě pár varování ve stack.c o aritmetice s void pointerem mi to hodilo chybu v support.h, kde si to stežuje, že funkce isnumber je už definována v ctype.h.

Moc jsem to nezkoumal, ale kód vypadá docela pěkně, dobrá práce. Škoda toho derivování, aby to dobře derivovalo výrazy jako x^2 by snad nemělo bejt tak težký, nebo ne?

[stativ]

First problem is in ln (natural logarithm) which is undefined for numbers smaller or equal to 1

Ta jednička bude asi překlep.

Díky, opraveno.

Jinak, zkoušel jsem si to přeložit v Mac OS X (gcc 4.2.1). Kromě pár varování ve stack.c o aritmetice s void pointerem mi to hodilo chybu v support.h, kde si to stežuje, že funkce isnumber je už definována v ctype.h.

To je docela zajímavý, vypadá to na nějaké nestandardní rozšíření (já třeba isnumber() v ctype.h nemám). Nicméně opravím.

Moc jsem to nezkoumal, ale kód vypadá docela pěkně, dobrá práce.

Díky.

Škoda toho derivování, aby to dobře derivovalo výrazy jako x^2 by snad nemělo bejt tak težký, nebo ne?

To jsem si myslel taky. Pokud by šlo jenom o případ f(x)^C, kde C by byla konstanta tak je to jednoduché. Ale pak by nebylo možno derivovat i „horší“ věci jako je třeba x^(sin(x)). Kvůli tomu používám chytrý vzoreček (opravdu je obecný, což se hodí), který mi poradili na tamějším fóru. Ten bohužel způsobuje dané problémy. Popravdě napadlo mě to rozdělit na případ, kdy je to f(x)^C a všechno ostatní, nezdá se mi to ale tak elegantní řešení. Akorát teď by to chtělo to zjednodušování výrazů .

[vch]

Díval jsem se do toho ctype.h a tu hlavičku tam mají za tímto ifdefem:

#if !defined(_ANSI_SOURCE) && (!defined(_POSIX_C_SOURCE) || defined(_DARWIN_C_SOURCE))

Ale zdá se mi, že už jsi to mezitím opravil, teď už se mi to zkompiluje.

[stativ]

Je mi divné, že gcc nedefinuje _ANSI_SOURCE i když je spuštěn s přepínači -ansi -pedantic (je to v makefile).

A ano opravil jsem to – přejmenoval jsem tu funkci. Vypadá to, že je běžná na BSD systémech. Proto je podle mne lepší ji přejmenovat (nemate to lidi). Člověk pak taky nemusí spoléhat na nějaké přepínače kompilátoru aby nedocházelo ke konfliktům.

[vch]

Taky jsem trochu pátral a vypadá to, že definovat _ANSI_SOURCE nebo _POSIX_SOURCE není věc překladače, nýbrž programátora. Nejlepší odkaz (dotaz plus odpovědi), který jsem našel, je tento: http://www.mail-archive.com/freebsd-hackers@freebsd.org/msg23363.html. I tak je ale asi stejně lepší nepoužívat konfliktní názvy funkcí (pak už jen zbývá vědět, které to jsou ty konfliktní .

[stativ]

Taky jsem trochu pátral a vypadá to, že definovat _ANSI_SOURCE nebo _POSIX_SOURCE není věc překladače, nýbrž programátora. Nejlepší odkaz (dotaz plus odpovědi), který jsem našel, je tento: http://www.mail-archive.com/freebsd-hackers@freebsd.org/msg23363.html.

Díky, zajímavé počtení.

I tak je ale asi stejně lepší nepoužívat konfliktní názvy funkcí (pak už jen zbývá vědět, které to jsou ty konfliktní .

Souhlasím.