// This file is part of the Herezh++ application.
//
// The finite element software Herezh++ is dedicated to the field
// of mechanics for large transformations of solid structures.
// It is developed by Gérard Rio (APP: IDDN.FR.010.0106078.000.R.P.2006.035.20600)
// INSTITUT DE RECHERCHE DUPUY DE LÔME (IRDL) <https://www.irdl.fr/>.
//
// Herezh++ is distributed under GPL 3 license ou ultérieure.
//
// Copyright (C) 1997-2022 Université Bretagne Sud (France)
// AUTHOR : Gérard Rio
// E-MAIL : gerardrio56@free.fr
//
// This program is free software: you can redistribute it and/or modify
// it under the terms of the GNU General Public License as published by
// the Free Software Foundation, either version 3 of the License,
// or (at your option) any later version.
//
// This program is distributed in the hope that it will be useful,
// but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty
// of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
// See the GNU General Public License for more details.
//
// You should have received a copy of the GNU General Public License
// along with this program. If not, see <https://www.gnu.org/licenses/>.
//
// For more information, please consult: <https://herezh.irdl.fr/>.
#include "Courbe_expression_litterale_1D.h"
#include "Sortie.h"
#include "ConstMath.h"
#include "MathUtil.h"
#include "ParaGlob.h"
#include "MotCle.h"
#include <limits> // std::numeric_limits
// CONSTRUCTEURS :
Courbe_expression_litterale_1D::Courbe_expression_litterale_1D(string nom) :
Courbe1D(nom,COURBE_EXPRESSION_LITTERALE_1D)
,ax(-ConstMath::tresgrand),bx(ConstMath::tresgrand)
,expression_fonction(),p(),fVal()
,delta_xSur_x(pow(std::numeric_limits<double>::epsilon(),(1./5.)))
// ,ordre_troncature(2)
{};
// de copie
Courbe_expression_litterale_1D::Courbe_expression_litterale_1D(const Courbe_expression_litterale_1D& Co) :
Courbe1D(Co),ax(Co.ax),bx(Co.bx)
,expression_fonction(Co.expression_fonction),p(),fVal(Co.fVal)
,delta_xSur_x(Co.delta_xSur_x)
// ,ordre_troncature(Co.ordre_troncature)
{ // arrivée ici on définie la fonction et la variable attachée
p.SetExpr(expression_fonction);
p.DefineVar("x", &fVal);
};
// de copie à partir d'une instance générale
Courbe_expression_litterale_1D::Courbe_expression_litterale_1D(const Courbe1D& Coo) :
Courbe1D(Coo)
,expression_fonction(),p(),fVal(),delta_xSur_x()
{ if (Coo.Type_courbe() != COURBE_EXPRESSION_LITTERALE_1D)
{ cout << "\n erreur dans le constructeur de copie pour une courbe Courbe_expression_litterale_1D "
<< " à partir d'une instance générale ";
cout << "\n Courbe_expression_litterale_1D::Courbe_expression_litterale_1D(const Courbe1D& Co) ";
Sortie(1);
};
// définition des données
Courbe_expression_litterale_1D & Co = (Courbe_expression_litterale_1D&) Coo;
ax = Co.ax; bx = Co.bx;
expression_fonction = Co.expression_fonction;
p.SetExpr(expression_fonction);
p.DefineVar("x", &fVal);
};
// DESTRUCTEUR :
Courbe_expression_litterale_1D::~Courbe_expression_litterale_1D()
{};
// METHODES PUBLIQUES :
// --------- virtuelles ---------
// affichage de la courbe
void Courbe_expression_litterale_1D::Affiche() const
{ cout << "\n Courbe_expression_litterale_1D: nom_ref= " << nom_ref << " ";
cout << "\n a=" << ax << " b= " << bx << " "
<< " f(x)= " << expression_fonction
<< " delta_xSur_x= " << delta_xSur_x<<" ";
};
// vérification que tout est ok, pres à l'emploi
// ramène true si ok, false sinon
bool Courbe_expression_litterale_1D::Complet_courbe()const
{ bool ret = Complet_var(); // on regarde du coté de la classe mère tout d'abord
// puis les variables propres
return ret;
} ;
// Lecture des donnees de la classe sur fichier
// le nom passé en paramètre est le nom de la courbe
// s'il est vide c-a-d = "", la methode commence par lire le nom sinon
// ce nom remplace le nom actuel
void Courbe_expression_litterale_1D::LectDonnParticulieres_courbes(const string& nom,UtilLecture * entreePrinc)
{ expression_fonction = "aucune_expression"; // init pour le traitement d'erreur
if (nom == "") { *(entreePrinc->entree) >> nom_ref;}
else {nom_ref=nom;};
entreePrinc->NouvelleDonneeSansInf(); // on lit sans tenir compte des < éventuelles
// entreePrinc->NouvelleDonnee(); // lecture d'une nouvelle ligne
// on lit tant que l'on ne rencontre pas la ligne contenant "fin_parametres_courbe_expression_litterale_"
// ou un nouveau mot clé global auquel cas il y a pb !!
MotCle motCle; // ref aux mots cle
string titi;
while (strstr(entreePrinc->tablcar,"fin_parametres_courbe_expression_litterale_")==0)
{
// si on a un mot clé global dans la ligne courante c-a-d dans tablcar --> erreur
if ( motCle.SimotCle(entreePrinc->tablcar))
{ cout << "\n erreur de lecture des parametre de definition d'une courbe avec expression litterale : on n'a pas trouve le mot cle "
<< " fin_parametres_courbe_expression_litterale_ et par contre la ligne courante contient un mot cle global ";
entreePrinc->MessageBuffer("** erreur des parametres d'une courbe expression litterale **");
throw (UtilLecture::ErrNouvelleDonnee(-1));
Sortie(1);
};
// lecture d'un mot clé
*(entreePrinc->entree) >> titi;
if ((entreePrinc->entree)->rdstate() == 0)
{} // lecture normale
#ifdef ENLINUX
else if ((entreePrinc->entree)->fail())
// on a atteind la fin de la ligne et on appelle un nouvel enregistrement
{ entreePrinc->NouvelleDonneeSansInf(); // on lit sans tenir compte des < éventuelles
*(entreePrinc->entree) >>titi;
}
#else
else if ((entreePrinc->entree)->eof())
// la lecture est bonne mais on a atteind la fin de la ligne
{ if(titi != "fin_parametres_courbe_expression_litterale_")
// on lit sans tenir compte des < éventuelles
{entreePrinc->NouvelleDonneeSansInf();
*(entreePrinc->entree) >> titi;
};
}
#endif
else // cas d'une erreur de lecture
{ cout << "\n erreur de lecture inconnue ";
entreePrinc->MessageBuffer("** erreur2 des parametres d'une courbe expression litterale**");
throw (UtilLecture::ErrNouvelleDonnee(-1));
Sortie(1);
};
// mini x
if (titi == "a=")
{*(entreePrinc->entree) >> ax;
}
// maxi x
else if (titi == "b=")
{*(entreePrinc->entree) >> bx;
}
// delta_xSur_x
else if (titi == "delta_xSur_x=")
{*(entreePrinc->entree) >> delta_xSur_x;
if (delta_xSur_x < ConstMath::trespetit)
{ cout << "\n erreur en lecture du coefficient delta_xSur_x , on attendait une valeur positive"
<< " superieur a : " << ConstMath::trespetit << "et on a lue : " << delta_xSur_x;
entreePrinc->MessageBuffer("**Courbe_expression_litterale_1D::LectureDonneesParticulieres**");
throw (UtilLecture::ErrNouvelleDonnee(-1));
Sortie(1);
};
}
// on lit maintenant l'expression littérale
else if (titi == "f(x)=")
{ std::getline (*(entreePrinc->entree), expression_fonction);
}
// sinon ce n'est pas un mot clé connu, on le signale
else if(titi != "fin_parametres_courbe_expression_litterale_")
{ cout << "\n erreur en lecture d'un parametre, le mot cle est inconnu "
<< " on a lu : " << titi << endl;
entreePrinc->MessageBuffer("**Courbe_expression_litterale_1D::LectureDonneesParticulieres**");
throw (UtilLecture::ErrNouvelleDonnee(-1));
Sortie(1);
};
}; //-- fin du while
// on vérifie que l'on a bien lue une expression
if (expression_fonction == "aucune_expression")
{cout << "\n erreur en lecture de l'expression litterale de la fonction f(x) , l'expression est absente "
<< " ou il y a une erreur de syntaxe ";
entreePrinc->MessageBuffer("**Courbe_expression_litterale_1D::LectureDonneesParticulieres**");
throw (UtilLecture::ErrNouvelleDonnee(-1));
Sortie(1);
};
// arrivée ici on définie la fonction et la variable attachée
p.SetExpr(expression_fonction);
p.DefineVar("x", &fVal);
};
// def info fichier de commande
void Courbe_expression_litterale_1D::Info_commande_Courbes1D(UtilLecture & entreePrinc)
{
ofstream & sort = *(entreePrinc.Commande_pointInfo()); // pour simplifier
sort << "\n#............................................"
<< "\n# exemple de definition d'une courbe Courbe_expression_litterale_1D ( f(x) = une expression de x |"
<< "\n# les parametres (tous optionnels) de la courbe sont (ordre a respecter) : "
<< "\n# . une limite inferieur pour x, ex: a= -1 , par defaut= -l'infini "
<< "\n# . une limite superieur pour x, ex: b= 4 , par defaut= +l'infini "
<< "\n# . un delta_x/x qui est utilise pour le calcul des derivees: "
<< "\n# ex: delta_xSur_x= 0.01 "
<< "\n# par defaut c'est : (std::numeric_limits<double>::epsilon() ^ (1/5)) "
<< "\n# et a chaque calcul de derivee on utilise un delta x qui vaut: "
<< "\n# max (|x * (std::numeric_limits<double>::epsilon() ^ (1/5))|,(std::numeric_limits<double>::epsilon() ^ (1/5))| "
<< "\n# avec std::numeric_limits<double>::epsilon() ^ (1/5)= "
<< pow(std::numeric_limits<double>::epsilon(),(1./5.))
// << ConstMath::petit
// << "\n# . l'ordre de troncature de la derivee numerique: par defaut 2 (DFC classique)"
// << "\n# on peut egalement indiquer 4 -> ce qui conduit a utiliser 5 evaluations "
<< "\n# exemple complet "
<< "\n courbe_monte COURBE_EXPRESSION_LITTERALE_1D # nom de la courbe puis le type de la courbe "
<< "\n # def des coeff de la courbe= mini et maxi de x "
<< "\n # pour x < a => f=f(a), pour x>b => f=f(b)"
<< "\n # a et b sont facultatif, par defaut = -l'infini et + l'infini "
<< "\n a= 0. b= 1. f(x)= (x^2+3.)/cos(x)+log((1.+x)/(1.+x^3))*23.-8. "
<< "\n fin_parametres_courbe_expression_litterale_ "
<< endl;
};
// ramène la valeur
double Courbe_expression_litterale_1D::Valeur(double x)
{ double ret=0.;
try
{if (x < ax) {fVal = ax;
ret = p.Eval();
}
else if (x > bx) {fVal = bx;
ret = p.Eval();
}
else {fVal = x;
ret = p.Eval();
};
}
catch(mu::Parser::exception_type &e)
{ cout << "\n ** erreur dans l'appel de la fonction "<< expression_fonction
<< " x= "<<x;
cout << "\n Message: " << e.GetMsg() << "\n";
cout << "Formula: " << e.GetExpr() << "\n";
cout << "Token: " << e.GetToken() << "\n";
cout << "Position: " << e.GetPos() << "\n";
cout << "Errc: " << e.GetCode() << "\n" << endl ;
Sortie(1);
};
return ret;
};
// ramène la valeur et la dérivée en paramètre
Courbe1D::ValDer Courbe_expression_litterale_1D::Valeur_Et_derivee(double x)
{ ValDer ret; // def de la valeur de retour
try
{double delta_x= MaX(abs(delta_xSur_x * x),delta_xSur_x);
double unSurdelta_x = 1./delta_x;
if (x < ax) {fVal = ax;
ret.valeur = p.Eval();
fVal += delta_x;
double f_xPlusDelta_x = p.Eval();
fVal = ax-delta_x;
double f_xMoinsDelta_x = p.Eval();
ret.derivee = 0.5*(f_xPlusDelta_x-f_xMoinsDelta_x)*unSurdelta_x;
}
else if (x > bx) {fVal = bx;
ret.valeur = p.Eval();
fVal += delta_x;
double f_xPlusDelta_x = p.Eval();
fVal = bx-delta_x;
double f_xMoinsDelta_x = p.Eval();
ret.derivee = 0.5*(f_xPlusDelta_x-f_xMoinsDelta_x)*unSurdelta_x;
}
else {fVal = x;
ret.valeur = p.Eval();
fVal += delta_x;
double f_xPlusDelta_x = p.Eval();
fVal = x-delta_x;
double f_xMoinsDelta_x = p.Eval();
ret.derivee = 0.5*(f_xPlusDelta_x-f_xMoinsDelta_x)*unSurdelta_x;
};
}
catch(mu::Parser::exception_type &e)
{ cout << "\n ** erreur dans l'appel de la fonction et derivee "<< expression_fonction
<< " x= "<<x;
cout << "\n Message: " << e.GetMsg() << "\n";
cout << "Formula: " << e.GetExpr() << "\n";
cout << "Token: " << e.GetToken() << "\n";
cout << "Position: " << e.GetPos() << "\n";
cout << "Errc: " << e.GetCode() << "\n" << endl ;
Sortie(1);
};
return ret;
};
// ramène la dérivée
double Courbe_expression_litterale_1D::Derivee(double x)
{ double ret=0.; // def de la valeur de retour
try
{double delta_x= MaX(abs(delta_xSur_x * x),delta_xSur_x);
double unSurdelta_x = 1./delta_x;
if (x < ax) {fVal = ax+delta_x;
double f_xPlusDelta_x = p.Eval();
fVal = ax-delta_x;
double f_xMoinsDelta_x = p.Eval();
ret = 0.5*(f_xPlusDelta_x-f_xMoinsDelta_x)*unSurdelta_x;
}
else if (x > bx) {fVal = bx+delta_x;
double f_xPlusDelta_x = p.Eval();
fVal = bx-delta_x;
double f_xMoinsDelta_x = p.Eval();
ret = 0.5*(f_xPlusDelta_x-f_xMoinsDelta_x)*unSurdelta_x;
}
else {fVal = x+delta_x;
double f_xPlusDelta_x = p.Eval();
fVal = x-delta_x;
double f_xMoinsDelta_x = p.Eval();
ret = 0.5*(f_xPlusDelta_x-f_xMoinsDelta_x)*unSurdelta_x;
};
}
catch(mu::Parser::exception_type &e)
{ cout << "\n ** erreur dans l'appel de derivee de la fonction "<< expression_fonction
<< " x= "<<x;
cout << "\n Message: " << e.GetMsg() << "\n";
cout << "Formula: " << e.GetExpr() << "\n";
cout << "Token: " << e.GetToken() << "\n";
cout << "Position: " << e.GetPos() << "\n";
cout << "Errc: " << e.GetCode() << "\n" << endl ;
Sortie(1);
};
return ret;
};
// ramène la valeur et les dérivées première et seconde en paramètre
Courbe1D::ValDer2 Courbe_expression_litterale_1D::Valeur_Et_der12(double x)
{ ValDer2 ret; // def de la valeur de retour
try
{double delta_x= MaX(abs(delta_xSur_x * x),delta_xSur_x);
double unSurdelta_x = 1./delta_x;
if (x < ax) {fVal = ax;
ret.valeur = p.Eval();
fVal += delta_x;
double f_xPlusDelta_x = p.Eval();
fVal = ax-delta_x;
double f_xMoinsDelta_x = p.Eval();
ret.derivee = 0.5*(f_xPlusDelta_x-f_xMoinsDelta_x)*unSurdelta_x;
ret.der_sec = (f_xPlusDelta_x - 2.* ret.valeur + f_xMoinsDelta_x)*unSurdelta_x*unSurdelta_x;
}
else if (x > bx) {fVal = bx;
ret.valeur = p.Eval();
fVal += delta_x;
double f_xPlusDelta_x = p.Eval();
fVal = bx-delta_x;
double f_xMoinsDelta_x = p.Eval();
ret.derivee = 0.5*(f_xPlusDelta_x-f_xMoinsDelta_x)*unSurdelta_x;
ret.der_sec = (f_xPlusDelta_x - 2.* ret.valeur + f_xMoinsDelta_x)*unSurdelta_x*unSurdelta_x;
}
else {fVal = x;
ret.valeur = p.Eval();
fVal += delta_x;
double f_xPlusDelta_x = p.Eval();
fVal = x-delta_x;
double f_xMoinsDelta_x = p.Eval();
ret.derivee = 0.5*(f_xPlusDelta_x-f_xMoinsDelta_x)*unSurdelta_x;
ret.der_sec = (f_xPlusDelta_x - 2.* ret.valeur + f_xMoinsDelta_x)*unSurdelta_x*unSurdelta_x;
};
}
catch(mu::Parser::exception_type &e)
{ cout << "\n ** erreur dans l'appel de la fonction et derivee et derivee seconde "<< expression_fonction
<< " x= "<<x;
cout << "\n Message: " << e.GetMsg() << "\n";
cout << "Formula: " << e.GetExpr() << "\n";
cout << "Token: " << e.GetToken() << "\n";
cout << "Position: " << e.GetPos() << "\n";
cout << "Errc: " << e.GetCode() << "\n" << endl ;
Sortie(1);
};
return ret;
};
// ramène la dérivée seconde
double Courbe_expression_litterale_1D::Der_sec(double x)
{ double ret=0.;
try
{double delta_x= MaX(abs(delta_xSur_x * x),delta_xSur_x);
double unSurdelta_x = 1./delta_x;
if (x < ax) {fVal = ax;
double f_x = p.Eval();
fVal += delta_x;
double f_xPlusDelta_x = p.Eval();
fVal = ax-delta_x;
double f_xMoinsDelta_x = p.Eval();
ret = (f_xPlusDelta_x - 2.* f_x + f_xMoinsDelta_x)*unSurdelta_x*unSurdelta_x;
}
else if (x > bx) {fVal = bx;
double f_x = p.Eval();
fVal += delta_x;
double f_xPlusDelta_x = p.Eval();
fVal = bx-delta_x;
double f_xMoinsDelta_x = p.Eval();
ret = (f_xPlusDelta_x - 2.* f_x + f_xMoinsDelta_x)*unSurdelta_x*unSurdelta_x;
}
else {fVal = x;
double f_x = p.Eval();
fVal += delta_x;
double f_xPlusDelta_x = p.Eval();
fVal = x-delta_x;
double f_xMoinsDelta_x = p.Eval();
ret = (f_xPlusDelta_x - 2.* f_x + f_xMoinsDelta_x)*unSurdelta_x*unSurdelta_x;
};
}
catch(mu::Parser::exception_type &e)
{ cout << "\n ** erreur dans l'appel de la derivee seconde de la fonction "<< expression_fonction
<< " x= "<<x;
cout << "\n Message: " << e.GetMsg() << "\n";
cout << "Formula: " << e.GetExpr() << "\n";
cout << "Token: " << e.GetToken() << "\n";
cout << "Position: " << e.GetPos() << "\n";
cout << "Errc: " << e.GetCode() << "\n" << endl ;
Sortie(1);
};
return ret;
};
// ramène la valeur si dans le domaine strictement de définition
// si c'est inférieur au x mini, ramène la valeur minimale possible de y
// si supérieur au x maxi , ramène le valeur maximale possible de y
Courbe1D::Valbool Courbe_expression_litterale_1D::Valeur_stricte(double x)
{ Valbool ret; // def de la valeur de retour
try
{if (x < ax) {fVal = ax;
ret.valeur = p.Eval();
ret.dedans = false;
}
else if (x > bx) {fVal = bx;
ret.valeur = p.Eval();
ret.dedans = false;
}
else {fVal = x;
ret.valeur = p.Eval();
ret.dedans = true;
};
}
catch(mu::Parser::exception_type &e)
{ cout << "\n ** erreur dans l'appel de la fonction "<< expression_fonction
<< " x= "<<x;
cout << "\n Message: " << e.GetMsg() << "\n";
cout << "Formula: " << e.GetExpr() << "\n";
cout << "Token: " << e.GetToken() << "\n";
cout << "Position: " << e.GetPos() << "\n";
cout << "Errc: " << e.GetCode() << "\n" << endl ;
Sortie(1);
};
};
// ramène la valeur et la dérivée si dans le domaine strictement de définition
// si c'est inférieur au x mini, ramène la valeur minimale possible de y et Y' correspondant
// si supérieur au x maxi , ramène le valeur maximale possible de y et Y' correspondant
Courbe1D::ValDerbool Courbe_expression_litterale_1D::Valeur_Et_derivee_stricte(double x)
{ ValDerbool ret; // def de la valeur de retour
try
{double delta_x= MaX(abs(delta_xSur_x * x),delta_xSur_x);
double unSurdelta_x = 1./delta_x;
if (x < ax) {fVal = ax;
ret.valeur = p.Eval();
fVal += delta_x;
double f_xPlusDelta_x = p.Eval();
fVal = ax-delta_x;
double f_xMoinsDelta_x = p.Eval();
ret.derivee = 0.5*(f_xPlusDelta_x-f_xMoinsDelta_x)*unSurdelta_x;
ret.dedans = false;
}
else if (x > bx) {fVal = bx;
ret.valeur = p.Eval();
fVal += delta_x;
double f_xPlusDelta_x = p.Eval();
fVal = bx-delta_x;
double f_xMoinsDelta_x = p.Eval();
ret.derivee = 0.5*(f_xPlusDelta_x-f_xMoinsDelta_x)*unSurdelta_x;
ret.dedans = false;
}
else {fVal = x;
ret.valeur = p.Eval();
fVal += delta_x;
double f_xPlusDelta_x = p.Eval();
fVal = x-delta_x;
double f_xMoinsDelta_x = p.Eval();
ret.derivee = 0.5*(f_xPlusDelta_x-f_xMoinsDelta_x)*unSurdelta_x;
ret.dedans = true;
};
}
catch(mu::Parser::exception_type &e)
{ cout << "\n ** erreur dans l'appel de la fonction et derivee "<< expression_fonction
<< " x= "<<x;
cout << "\n Message: " << e.GetMsg() << "\n";
cout << "Formula: " << e.GetExpr() << "\n";
cout << "Token: " << e.GetToken() << "\n";
cout << "Position: " << e.GetPos() << "\n";
cout << "Errc: " << e.GetCode() << "\n" << endl ;
Sortie(1);
};
};
//----- lecture écriture de restart -----
// cas donne le niveau de la récupération
// = 1 : on récupère tout
// = 2 : on récupère uniquement les données variables (supposées comme telles)
void Courbe_expression_litterale_1D::Lecture_base_info(istream& ent,const int cas)
{ // on n'a que des grandeurs constantes
if (cas == 1)
{ string nom;
// lecture et vérification de l'entête
ent >> nom;
if (nom != "Courbe_expression_litterale_1D")
{ cout << "\n erreur dans la vérification du type de courbe lue ";
cout << "\n Courbe_expression_litterale_1D::Lecture_base_info(... ";
Sortie(1);
}
// lecture des infos
ent >> nom >> ax >> nom >> bx >> nom >> expression_fonction >> nom >> delta_xSur_x;
p.SetExpr(expression_fonction);
p.DefineVar("x", &fVal);
}
};
// cas donne le niveau de sauvegarde
// = 1 : on sauvegarde tout
// = 2 : on sauvegarde uniquement les données variables (supposées comme telles)
void Courbe_expression_litterale_1D::Ecriture_base_info(ostream& sort,const int cas)
{ // on n'a que des grandeurs constantes
if (cas == 1)
{ sort << " Courbe_expression_litterale_1D ";
sort << " a= " << ax << " b= " << bx
<< " f(x)= " << expression_fonction
<< " delta_xSur_x= " << delta_xSur_x<<" ";
}
};
// sortie du schemaXML: en fonction de enu
void Courbe_expression_litterale_1D::SchemaXML_Courbes1D(ostream& ,const Enum_IO_XML enu)
{
switch (enu)
{ case XML_TYPE_GLOBAUX :
{
break;
}
case XML_IO_POINT_INFO :
{
break;
}
case XML_IO_POINT_BI :
{
break;
}
case XML_IO_ELEMENT_FINI :
{
break;
}
};
};