added 1.3

2026-09-24 09:20:34 +00:00 · 2023-12-01 14:30:50 +03:00
parent 16c60f25e0
commit 3433904111
10 changed files with 414 additions and 22 deletions
@@ -1,4 +1,6 @@
 extern double a, b, eps, x, *pa, *pb, *px;
+// Декларирование глобальных переменных,
+// как внешних для последующего использования их во всей программе.

 double f(double x);
 void ctrlc_handler(int signum);
@@ -7,34 +7,38 @@

 #include "declare.h"

-double f(double x)
+double f(double x) // Функция, заданная пользователем, для которой происходит поиск корней.
 {
    return x - 16;
 }

-void fork_method()
+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);
+        sleep(1); // Принудительное ожидание программой, для возможности прерывания пользователем.

    } while (fabs(*pb - *pa) > eps && f(x) != 0);
    return;
 }

-void choose_path()
+void choose_path() // Функция выбора действия после вызова сигнала.
 {
    char choice, *ch = &choice;

-    struct termios term;
+    struct termios term; // Задание структуры, определяющей терминал Linux.

    // Получение текущих настроек терминала
    tcgetattr(0, &term);
@@ -46,23 +50,31 @@ void choose_path()
    tcsetattr(0, TCSANOW, &term);

    printf("\nПродолжить поиск корня?\n");
+    printf("\nC - продолжить, A - закончить работу программы, \
+R - начать поиск на другом отрезке: \n");
+
+    // Очистка стандартного потока ввода от "лишних"
    __fpurge(stdin);
+
    do
    {
-        printf("\nC - продолжить, A - закончить работу программы, R - начать поиск на другом отрезке: \n");
-        *ch = getchar();
+        *ch = getchar(); // Запись буквы, введенной пользователем в переменную choice.
+
        switch (*ch)
        {
-        case 'C':
+        case 'C': // Выбор вида "Продолжить вычисление".
        case 'c':
-            return;
-        case 'A':
+            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(0);
-        case 'R':
+            exit(0); // Принудительное завершение программы с выводом текущего приближения корня.
+
+        case 'R': // Выбор вида "Продолжить вычисления с новым отрезком".
        case 'r':
+
            // Включение символа ECHO
            term.c_lflag |= ECHO;

@@ -94,7 +106,7 @@ void choose_path()
            return;

        default:
-            printf("Ошибка ввода, повторная попытка...");
+            printf("Ошибка ввода, повторная попытка...\n");
        }
    } while (*ch != 'A' || *ch != 'R' || *ch != 'C' || *ch != 'a' || *ch != 'r' || *ch != 'c');

@@ -105,7 +117,7 @@ void choose_path()
    tcsetattr(0, TCSANOW, &term);
 }

-void ctrlc_handler(int signum)
+void ctrlc_handler(int signum) // Функция, заменяющая стандартный алгоритм для сигнала SIGINT.
 {
    printf("\nТекущее приближение: %lf\n", *px);
    choose_path();
@@ -15,20 +15,21 @@ int main()
    pb = &b;
    px = &x;

-    struct sigaction sig;
+    struct sigaction sig; // Инициализация структуры, отвечающей за обработку сигнала.
+    // Замена стандартного алгоритма на необходимый для вызова меню действий.
    sig.sa_handler = ctrlc_handler;
-    sig.sa_flags = 0;
-    sigemptyset(&sig.sa_mask);
+    sig.sa_flags = 0;          // Очистка флагов "на всякий случай".
+    sigemptyset(&sig.sa_mask); // Очистка маски "на всякий случай".

-    printf("Введите интервал [a, b] и точность eps: ");
-    scanf("%lf %lf %lf", pa, pb, &eps);
-
-    if (sigaction(SIGINT, &sig, NULL) == -1)
+    if (sigaction(SIGINT, &sig, NULL) == -1) // Обработчик ошибок и инициализация сигнала SIGINT.
    {
        perror("sigaction");
        return 1;
    }

+    printf("Введите интервал [a, b] и точность eps: ");
+    scanf("%lf %lf %lf", pa, pb, &eps);
+
    if (*pa > *pb) // Если пользователь перепутал границы
    {
        printf("Границы указаны неверно, запуск задачи с исправленным условием\n");
@@ -0,0 +1,24 @@
+# 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= -c -Wall 
+
+default: build
+
+general: main.o functions.o 
+	$(CC) ./out/main.o ./out/functions.o declare.h -o ./out/function_zeros_calculator -lm
+	
+
+main.o: main.c
+	$(CC) $(CFLAGS) main.c -o ./out/main.o
+
+functions.o: functions.c
+	$(CC) $(CFLAGS) functions.c -o ./out/functions.o
+
+clean:
+	rm -rf ./out/main.o ./out/functions.o
+
+build: general clean
+
+run: 
+	./out/function_zeros_calculator
@@ -0,0 +1,32 @@
+# Function Zeros Calculator
+
+## Описание
+Эта программа предназначена для вычисления нулей функции на языке C в среде Linux.
+
+## Установка
+1. Склонируйте репозиторий: git clone https://github.com/ada-dmitry/tmp_project.git
+2. Перейдите в каталог проекта: cd /Project_1.2
+
+## Использование
+1. Соберите программу: make
+2. Запустите программу: ./out/function_zeros_calculator
+3. Введите необходимые параметры для вычисления нуля функции: a - ЛЕВАЯ граница отрезка
+    b - ПРАВАЯ граница отрезка, eps > 0 - точность вычисления корня(до 10^-6).
+
+## Замечания
+1. Для корректной работы программы, необходимо вводить отрезок, на котором есть лишь один корень.
+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.
+
+## 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 +1,13 @@
+extern double a, b, eps, x, *pa, *pb, *px;
+extern short method, *mth;
+// Декларирование глобальных переменных,
+// как внешних для последующего использования их во всей программе.
+#define H 0.000001
+
+double f(double x);
+void ctrlc_handler(int signum);
+void choose_path();
+void fork_method();
+void chord_method();
+void newton_method();
+double numerical_derivative(double x);
@@ -0,0 +1,214 @@
+#include <stdio.h>
+#include <stdlib.h>
+#include <unistd.h>
+#include <math.h>
+#include <termios.h>
+#include <stdio_ext.h>
+
+#include "declare.h"
+
+double f(double x) // Функция, заданная пользователем, для которой происходит поиск корней.
+{
+    return x * x * x - 125;
+}
+
+// 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.
+{
+    char choice, *ch = &choice;
+
+    struct termios term; // Задание структуры, определяющей терминал Linux.
+
+    // Получение текущих настроек терминала
+    tcgetattr(0, &term);
+
+    // Отключение символа ECHO
+    term.c_lflag &= ~ECHO;
+
+    // Применение новых настроек терминала
+    tcsetattr(0, TCSANOW, &term);
+
+    printf("\nПродолжить поиск корня?\n");
+    printf("\nC - продолжить, A - закончить работу программы, \
+R - начать поиск на другом отрезке, M - выбрать другой способ решения: \n");
+
+    // Очистка стандартного потока ввода от "лишних"
+    __fpurge(stdin);
+
+    do
+    {
+        *ch = getchar(); // Запись буквы, введенной пользователем в переменную choice.
+
+        switch (*ch)
+        {
+        case 'C': // Выбор вида "Продолжить вычисление".
+        case 'c':
+            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(0); // Принудительное завершение программы с выводом текущего приближения корня.
+
+        case 'R': // Выбор вида "Продолжить вычисления с новым отрезком".
+        case 'r':
+
+            // Включение символа ECHO
+            term.c_lflag |= ECHO;
+
+            // Применение новых настроек терминала
+            tcsetattr(0, TCSANOW, &term);
+
+            printf("Введите новые значения границ a и b: ");
+
+            scanf("%lf%lf", pa, pb);
+
+            if (f(*pa) * f(*pb) > 0)
+            {
+                printf("В указанных границах нуля функции не существует.\n");
+                printf("Нажмите Ctrl+C и поменяйте границы\n");
+            }
+            if (*pa == *pb)
+            {
+                if (f(*pa) == 0)
+                {
+                    printf("\nКорень уравнения: %lf\n", *pa);
+                    printf("Работа программы завершена.\n");
+                    exit(0);
+                }
+                else
+                {
+                    printf("Нажмите Ctrl+C и поменяйте границы\n");
+                }
+            }
+            return;
+        case 'M':
+        case 'm':
+            // Включение символа ECHO
+            term.c_lflag |= ECHO;
+
+            // Применение новых настроек терминала
+            tcsetattr(0, TCSANOW, &term);
+            printf("Выберите метод вычисления корня:\
+ 0 - метод вилки, 1 - метод хорд, 2 - метод касательных\n(По умолчанию: 0)\n");
+            scanf("%hd", mth);
+
+            printf("Введите новые значения границ a и b: ");
+
+            scanf("%lf%lf", pa, pb);
+
+            if (f(*pa) * f(*pb) > 0)
+            {
+                printf("В указанных границах нуля функции не существует.\n");
+                printf("Нажмите Ctrl+C и поменяйте границы\n");
+            }
+            if (*pa == *pb)
+            {
+                if (f(*pa) == 0)
+                {
+                    printf("\nКорень уравнения: %lf\n", *pa);
+                    printf("Работа программы завершена.\n");
+                    exit(0);
+                }
+                else
+                {
+                    printf("Нажмите Ctrl+C и поменяйте границы\n");
+                }
+            }
+            if (*mth == 0)
+            {
+                printf("Fork\n");
+                fork_method();
+            }
+            else if (*mth == 1)
+            {
+                printf("Chord\n");
+                chord_method();
+            }
+            else if (*mth == 2)
+            {
+                printf("Newton\n");
+                newton_method();
+            }
+            return;
+
+        default:
+            printf("Ошибка ввода, повторная попытка...\n");
+        }
+    } while (*ch != 'A' || *ch != 'R' || *ch != 'C' || *ch != 'a' || *ch != 'r' || *ch != 'c' || *ch != 'M' || *ch != 'm');
+
+    // Включение символа ECHO
+    term.c_lflag |= ECHO;
+
+    // Применение новых настроек терминала
+    tcsetattr(0, TCSANOW, &term);
+}
+
+void ctrlc_handler(int signum) // Функция, заменяющая стандартный алгоритм для сигнала SIGINT.
+{
+    printf("\nТекущее приближение: %lf\n", *px);
+    choose_path();
+}
@@ -0,0 +1,94 @@
+#include <stdio.h>
+#include <stdlib.h>
+#include <signal.h>
+#include <unistd.h>
+
+#include "declare.h"
+
+double a, b, eps, x, *pa, *pb, *px;
+short method, *mth;
+
+int main()
+{
+
+    double tmp;
+    method = 0;
+    mth = &method;
+    pa = &a;
+    pb = &b;
+    px = &x;
+
+    struct sigaction sig; // Инициализация структуры, отвечающей за обработку сигнала.
+    // Замена стандартного алгоритма на необходимый для вызова меню действий.
+    sig.sa_handler = ctrlc_handler;
+    sig.sa_flags = 0;          // Очистка флагов "на всякий случай".
+    sigemptyset(&sig.sa_mask); // Очистка маски "на всякий случай".
+
+    if (sigaction(SIGINT, &sig, NULL) == -1) // Обработчик ошибок и инициализация сигнала SIGINT.
+    {
+        perror("sigaction");
+        return 1;
+    }
+
+    printf("Введите интервал [a, b] и точность eps: ");
+    scanf("%lf %lf %lf", pa, pb, &eps);
+    printf("Выберите метод вычисления корня:\
+ 0 - метод вилки, 1 - метод хорд, 2 - метод касательных\n(По умолчанию: 0)\n");
+    scanf("%hd", &method);
+
+    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)
+    {
+        printf("В указанных границах нуля функции не существует.\n");
+        printf("Нажмите Ctrl+C и поменяйте границы\n");
+    }
+    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(0);
+        }
+        else
+        {
+            printf("Нажмите Ctrl+C и поменяйте границы\n");
+        }
+    }
+
+    if (*mth == 0)
+    {
+        printf("Fork\n");
+        fork_method();
+    }
+    else if (*mth == 1)
+    {
+        printf("Chord\n");
+        chord_method();
+    }
+    else if (*mth == 2)
+    {
+        printf("Newton\n");
+        newton_method();
+    }
+
+    printf("\nКорень уравнения: %lf\n", *px);
+    printf("Работа программы завершена.\n");
+
+    return 0;
+}
+
+// MEEEEEEEOW