ready for test

2026-09-24 01:10:31 +00:00 · 2023-12-31 19:56:27 +03:00
parent a123789022
commit 1387869f37
13 changed files with 546 additions and 0 deletions
@@ -0,0 +1,18 @@
+# Это комментарий, который говорит, что переменная CC указывает компилятор, используемый для сборки
+CC=gcc
+#Это еще один комментарий. Он поясняет, что в переменной CFLAGS лежат флаги, которые передаются компилятору
+CFLAGS=-Wall -pedantic 
+
+default: build
+
+clean: 
+	rm ./out/func_zero_calc
+	
+
+build: 
+	$(CC) ./main.c ./functions.c $(CFLAGS) -o ./out/func_zero_calc -lm
+
+run: 
+	./out/func_zero_calc
+
+	
@@ -0,0 +1,56 @@
+# func_zero_calc
+
+## Описание
+
+Эта программа предназначена для вычисления нулей функции на языке C в среде Linux.
+
+## Установка (с помощью репозитория на GitHub)
+
+1. Склонируйте репозиторий: git clone https://github.com/ada-dmitry/tmp_project.git
+2. Перейдите в директорию проекта: cd /done_project
+3. Следуйте указаниям пункта "Использование"
+
+## Установка (с помощью архива .tar)
+
+1. Распакуйте архив в любую удобную вам директорию.
+2. С помощью терминала зайдите в распакованную директорию по заданному пути.
+3. Следуйте указаниям пункта "Использование"
+
+## Использование
+
+0. Для нормальной работы программы необходимо установить программу GNU PLot и сборщик make
+   (sudo apt install gnuplot || sudo apt install make)
+1. Соберите программу: make
+2. Запустите программу: make run
+3. Строго следуйте указаниям программы, вводя границы отрезка, точность вычисления корня и
+   выбирая метод вычисления.
+
+## Замечания
+
+0. В поля ввода границ и точности необходимо соблюдать несколько ограничений:
+   а. Вводить числа(без использования иных символов, помимо знака отрицания в начале "-" или дробной точки ".")
+   б. Не выходить за пределы типа double(1,7E–308 до 1,7E+308)
+1. Для корректной работы программы, необходимо вводить отрезок, на котором есть лишь один корень
+   (это можно проверить благодаря графику).
+2. После вызова меню выбора действий (Ctrl+C) можно использовать как верхний регистр, так и нижний.
+3. Не рекомендуется бесконечно вызывать Ctrl+C без выбора действия, это может повлечь ошибки
+   вследствие переполнения памяти.
+
+## Обработка сигнала SIGINT
+
+    Программа обрабатывает сигнал SIGINT, что позволяет давать пользователю выбор действия
+
+при нажатии сочетания клавиш Ctrl+C.
+
+## Обработка сигнала SIGTSTP
+
+    Программа обрабатывает сигнал SIGTSTP, переводящий программу в фоновый режим,
+
+вновь предоставляя пользователю управлять терминалом, но возвращающий настройки терминала к исходным.
+
+## Авторы
+
+Антипенко Дмитрий Андреевич [C22-712] - https://github.com/ada-dmitry/
+Кузнецов Даниил Евгеньевич [C22-712]
+Никитин Михаил Андреевич [C22-712]
+Ускова Екатерина Александровна [C22-712]
@@ -0,0 +1,30 @@
+#include <stdbool.h>
+
+extern double a, b, eps, x, *pa, *pb, *px;
+extern short method, *mth, sig_flag;
+extern struct termios default_term, modif_term;
+// Декларирование глобальных переменных,
+// как внешних для последующего использования их во всей программе.
+#define H 0.000001
+#define A -10000
+#define B 10000
+#define EPS 0.001
+
+double f(double x);
+void ctrlc_handler(int signum);
+void ctrlz_handler(int signum);
+void choose_path();
+void fork_method();
+void chord_method();
+void newton_method();
+double numerical_derivative(double x);
+void __exit();
+void show_grapgh();
+void input_diap();
+void change_diap();
+// double input_number(char ch);
+bool is_digit(char c);
+bool is_sign(char c);
+bool is_dot(char c);
+double read_parse(char ch);
+bool is_enter(char c);
@@ -0,0 +1,363 @@
+#include <stdio.h>
+#include <stdlib.h>
+#include <unistd.h>
+#include <math.h>
+#include <termios.h>
+#include <stdio_ext.h>
+#include <ctype.h>
+#include <stdbool.h>
+#include <signal.h>
+
+#include "declare.h"
+
+double f(double x) // Функция, заданная пользователем, для которой происходит поиск корней.
+{
+    return x - 20;
+}
+
+void show_grapgh()
+{
+    char func[100] = "x-20";
+    // Подключение GNU Plot
+    FILE *gp = popen("gnuplot -persist", "w");
+
+    if (gp == NULL)
+    {
+        printf("GNUerror\n");
+        exit(3);
+    }
+    fprintf(gp, "set xrange [-5000:5000]\n");
+    fprintf(gp, "set yrange [-5000:5000]\n");
+    fprintf(gp, "set grid\n");
+    fprintf(gp, "plot %s\n", func);
+    fflush(gp); // очищение буфера вывода
+    sig_flag = 1;
+    printf("Вернитесь в терминал и нажмите Enter, чтобы продолжить...\n");
+    getchar();
+    sig_flag = 0;
+    fprintf(gp, "exit\n");
+    return;
+}
+
+// Приближенное вычисление производной по методу конечных разностей
+double numerical_derivative(double x)
+{
+    return (f(x + H) - f(x)) / H;
+}
+
+void newton_method()
+{
+    *pb = *pa;
+    do
+    {
+        printf("%lf %lf\n", *pa, *pb);
+        *pa = *pb;
+        *pb = *pa - f(*pa) / numerical_derivative(*pa);
+        // Используем численно вычисленную производную
+        *px = *pb;
+        sleep(1);
+    } while (fabs(*pb - *pa) > eps && f(x) != 0);
+    return;
+}
+
+void chord_method()
+{
+    *px = *pa;
+    while ((*pb - *pa) > eps && f(x) != 0)
+    {
+        // Находим точку пересечения хорды с осью x
+        *px = (*pa * f(*pb) - *pb * f(*pa)) / (f(*pb) - f(*pa));
+        printf("%lf %lf\n", *pa, *pb);
+        // Проверяем знаки функции в точках a и x
+        if (f(*px) == 0)
+            break;
+        else if (f(*px) * f(*pa) < 0)
+            *pb = *px;
+        else
+            *pa = *px;
+        sleep(1);
+    }
+    return;
+}
+
+void fork_method() // Функция поиска корней, использующая метод вилки.
+{
+    do
+    {
+        *px = (*pa + *pb) / 2; // метод деления отрезка пополам
+
+        // Печать границ для отладки и для отслеживания хода вычислений
+        printf("%lf %lf\n", *pa, *pb);
+
+        // Проверка, какой из отрезков [a, x] или [x, b] подходит под условие существования корня,
+        // т.е. различие знаков на границе.
+
+        if (f(*pa) * f(x) <= 0)
+            *pb = x;
+        else if (f(*pb) * f(x) <= 0)
+            *pa = x;
+
+        sleep(1); // Принудительное ожидание программой, для возможности прерывания пользователем.
+
+    } while (fabs(*pb - *pa) > eps && f(x) != 0);
+    return;
+}
+
+void choose_path() // Функция выбора действия после вызова сигнала.
+{
+    sig_flag = 1;
+    char choice;
+    tcsetattr(0, TCSANOW, &modif_term);
+
+    printf("\nПродолжить поиск корня?\n");
+    printf("\nC - продолжить, A - закончить работу программы, \
+R - начать поиск на другом отрезке: \n");
+
+    do
+    {
+        // Очистка стандартного потока ввода от "лишних"
+        __fpurge(stdin);
+        choice = getchar();
+
+        switch (choice)
+        {
+        case 'C': // Выбор вида "Продолжить вычисление".
+        case 'c':
+            sig_flag = 0;
+            system("clear");
+            return; // Выход из функции без каких-либо изменений.
+
+        case 'A': // Выбор вида "Завершить вычисление".
+        case 'a':
+            printf("\nКорень уравнения: %lf\n", *px);
+            printf("Работа программы завершена.\n");
+            __exit(); // Принудительное завершение программы с выводом текущего приближения корня.
+
+        case 'R': // Выбор вида "Продолжить вычисления с новым отрезком".
+        case 'r':
+            change_diap();
+            return;
+
+        default:
+            system("clear");
+            printf("Ошибка ввода, повторная попытка...\n");
+            __fpurge(stdin);
+        }
+    } while (choice != 'A' || choice != 'R' || choice != 'C' || choice != 'a' || choice != 'r' || choice != 'c' || choice != 'M' || choice != 'm');
+
+    // Применение новых настроек терминала
+    tcsetattr(0, TCSANOW, &default_term);
+
+    sig_flag = 0;
+}
+
+void ctrlc_handler(int signum) // Функция, заменяющая стандартный алгоритм для сигнала SIGINT.
+{
+    if (sig_flag == 0)
+    {
+        system("clear");
+        printf("\nТекущее приближение: %lf\n", *px);
+        choose_path();
+    }
+    return;
+}
+
+void ctrlz_handler(int signum)
+{
+    kill(getpid(), SIGTSTP); // Отправляем сигнал SIGTSTP процессу
+    tcsetattr(STDIN_FILENO, TCSANOW, &default_term);
+    return;
+}
+
+void __exit()
+{
+    tcsetattr(0, TCSANOW, &default_term); // Применение новых настроек терминала
+    exit(EXIT_SUCCESS);
+}
+
+void input_diap()
+{
+    double tmp;
+    sig_flag = 1;
+
+    system("clear");
+    printf("\n\nТекущие значения: [%g] : %g | eps = %g\n\n\
+Введите левую границу отрезка и нажмите Enter (по умолчанию: %g): ",
+           *pa, *pb, eps, *pa);
+
+    *pa = read_parse('A');
+
+    system("clear");
+    printf("\nТекущие значения: %g : [%g] | eps = %g\n\n\
+Введите правую границу отрезка и нажмите Enter (по умолчанию: %g): ",
+           *pa, *pb, eps, *pb);
+
+    *pb = read_parse('B');
+
+    system("clear");
+    printf("\nТекущие значения: %g : %g | eps = [%g]\n\n\
+Введите точность вычисления и нажмите Enter (по умолчанию: %g): ",
+           *pa, *pb, eps, eps);
+
+    eps = read_parse('E');
+
+    system("clear");
+    __fpurge(stdin);
+    printf("\nВыберите метод вычисления корня и нажмите Enter:\
+ 0 - метод вилки, 1 - метод хорд, 2 - метод касательных\n(По умолчанию: 0): ");
+    *mth = getchar();
+
+    if (*pa > *pb) // Если пользователь перепутал границы
+    {
+        printf("Границы указаны неверно, запуск задачи с исправленным условием\n");
+        tmp = *pa;
+        *pa = *pb;
+        *pb = tmp;
+    }
+
+    if (f(*pa) * f(*pb) > 0)
+    {
+        sig_flag = 0;
+        printf("В указанных границах нуля функции не существует.\n");
+        printf("Поменяйте границы\n");
+        change_diap();
+    }
+    if (eps < 0) // Если пользователь указал отрицательную точность
+    {
+        eps = eps * (-1);
+        printf("Точность отрицательна, условие приведено в порядок, запуск решения...\n");
+    }
+
+    if (*pa == *pb)
+    {
+        if (f(*pa) == 0)
+        {
+            printf("\nКорень уравнения: %lf\n", *pa);
+            printf("Работа программы завершена.\n");
+            __exit();
+        }
+        else
+        {
+            printf("Нажмите Ctrl+C и поменяйте границы\n");
+        }
+    }
+    sig_flag = 0;
+    return;
+}
+
+void change_diap()
+{
+    // Возврат к обычному выводу
+    tcsetattr(0, TCSANOW, &default_term);
+
+    system("clear");
+
+    printf("Введите новое значение левой границы: ");
+    *pa = read_parse('A');
+    printf("Введите новое значение правой границы: ");
+    *pb = read_parse('B');
+
+    if (f(*pa) * f(*pb) > 0)
+    {
+        printf("\nВ указанных границах нуля функции не существует.\n");
+        printf("Поменяйте границы\n");
+        choose_path();
+    }
+    if (*pa == *pb)
+    {
+        if (f(*pa) == 0)
+        {
+            printf("\nКорень уравнения: %lf\n", *pa);
+            printf("Работа программы завершена.\n");
+            __exit();
+        }
+        else
+        {
+            printf("Нажмите Ctrl+C и поменяйте границы\n");
+        }
+    }
+
+    sig_flag = 0;
+    return;
+}
+
+bool is_digit(char c)
+{
+    return (c >= '0' && c <= '9');
+}
+
+bool is_sign(char c)
+{
+    return (c == '+' || c == '-');
+}
+
+bool is_dot(char c)
+{
+    return (c == '.');
+}
+
+bool is_enter(char c)
+{
+    return (c == '\n');
+}
+
+double read_parse(char ch)
+{
+    char input[50];
+    double number;
+    fgets(input, sizeof(input), stdin);
+    __fpurge(stdin);
+
+    int i = 0;
+    bool is_valid = true;
+    bool has_dot = false;
+    // Проверка первого символа, который может быть знаком или переносом строки
+    if (is_sign(input[0]))
+    {
+        i++;
+    }
+    else if (is_enter(input[0]))
+    {
+        switch (ch)
+        {
+        case 'A':
+            return A;
+        case 'B':
+            return B;
+        case 'E':
+            return EPS;
+        }
+    }
+    // Проверка символов, формирующих цифры числа
+    while (input[i] != '\n')
+    {
+        if (is_digit(input[i]))
+        {
+            i++;
+            continue;
+        }
+        else if (is_dot(input[i]) && !has_dot)
+        {
+            has_dot = true;
+            i++;
+            continue;
+        }
+        else
+        {
+            is_valid = false;
+            break;
+        }
+    }
+
+    if (is_valid)
+    {
+        number = atof(input);
+        return number;
+    }
+    else
+    {
+        printf("Ошибка: некорректный ввод\nЗавершение выполнения программы...\n");
+        __exit();
+    }
+    return 1;
+}
@@ -0,0 +1,79 @@
+#include <stdio.h>
+#include <stdlib.h>
+#include <signal.h>
+#include <unistd.h>
+#include <stdio_ext.h>
+#include <termios.h>
+
+#include "declare.h"
+
+double a, b, eps, x, *pa, *pb, *px;
+short method, *mth, sig_flag;
+struct termios default_term, modif_term; // Задание структур, определяющих терминал Linux.
+
+int main()
+{
+    tcgetattr(0, &default_term); // Получение текущих настроек терминала
+    modif_term = default_term;
+    modif_term.c_lflag &= ~(ECHO | ICANON); // Отключение символа ECHO и канонического ввода
+
+    sig_flag = 0;
+    method = 0;
+    mth = &method;
+    a = A;
+    b = B;
+    eps = EPS;
+    pa = &a;
+    pb = &b;
+    px = &x;
+
+    struct sigaction sig_int, sig_tstp; // Инициализация структуры, отвечающей за обработку сигнала.
+    // Замена стандартного алгоритма на необходимый для вызова меню действий.
+    sig_int.sa_handler = ctrlc_handler;
+    sig_int.sa_flags = 0;          // Очистка флагов "на всякий случай".
+    sigemptyset(&sig_int.sa_mask); // Очистка маски "на всякий случай".
+    sig_tstp.sa_handler = ctrlz_handler;
+    sig_tstp.sa_flags = 0;
+    sigemptyset(&sig_tstp.sa_mask);
+
+    if (sigaction(SIGINT, &sig_int, NULL) == -1) // Обработчик ошибок и инициализация сигнала SIGINT.
+    {
+        perror("sigaction");
+        return 1;
+    }
+    if (sigaction(SIGTSTP, &sig_tstp, NULL) == -1) // Обработчик ошибок и инициализация сигнала SIGTSTP.
+    {
+        perror("sigaction");
+        return 1;
+    }
+
+    show_grapgh();
+    input_diap();
+
+    system("clear");
+    if (*mth == 0)
+    {
+        printf("\nFork\n");
+        fork_method();
+    }
+    else if (*mth == 1)
+    {
+        printf("\nChord\n");
+        chord_method();
+    }
+    else if (*mth == 2)
+    {
+        printf("\nNewton\n");
+        newton_method();
+    }
+    else
+    {
+        printf("\nFork\n");
+        fork_method();
+    }
+
+    printf("\nКорень уравнения: %lf\n", *px);
+    printf("Работа программы завершена.\n");
+
+    return 0;
+}