www.gusucode.com > 一个求积分的VC++类及Demo源代码-源码程序 > 一个求积分的VC++类及Demo源代码-源码程序/code/Integrate.cpp
// Integrate.cpp: implementation of the CIntegrate class.
// Download by http://www.NewXing.com
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// 求积分的类
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// 湖南城市学院 信息与计算科学系
// 黄江峰
// jiangfenghuang@msn.com
// jiangfenghuang@163.net
// 2003.4.10
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// 特点：
// 1. 支持各种复杂的积分表达式，可含任何数学函数，
// 如 3*exp(x)*tan(x)/(8+log(x))
// 2. 可检查出表达式的书写错误
// 3. 可设置积分精度
// 4. 使用方便简单
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// 使用方法
// 1. 定义个CIntegrate 对象，构造时初始化或用
// initial(char *s,double Upperlimit,double LowerLimit)]
// 函数初始化
// 2.调用SetError(double Error)设置误差
// 3.调用integrate(void)进行积分，若返回值为1，则调用
// getvalue(void)取得积分结果，否则积分结果有错，应舍弃
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// 支持的函数的编号及功能
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// 编号 函数 功能 调用的math.h库函数 备注
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// 1 abs(x) 取绝对值|x| fabs(x)
// 2 acos(x) 反余弦函数 acos(x) -1<=x<=1
// 3 asin(x) 反正弦函数 asin(x) -1<=x<=1
// 4 atan(x) 反正切函数 atan(x)
// 5 acot(x) 反余切函数 PI/2-atan(x)
// 6 cos(x) 余弦函数 cos(x)
// 7 cosh(x) 双曲余弦函数 cosh(x)
// 8 cot(x) 余切函数 1/tan(x) tan(x)!=0
// 9 exp(x) e的x次方 exp(x)
// 10 floor(x) ⊥x⊥ floor(x) 求不大于x的最大整数
// 11 mod(x,y) x%y mod(x,y) y!=0
// 12 ln(x) 取自然对数 log(x) x>0
// 13 log(x) 取10的对数 log10(x) x>0
// 14 pow(x,y) x的y次方 pow(x,y)
// 15 sin(x) 正弦函数 sin(x)
// 16 sinh(x) 双曲正弦函数 sinh(x)
// 17 sqrt(x) 对x开方 sqrt(x) x>=0
// 18 tan(x) 正切函数 tan(x)
// 19 tanh(x) 双曲正切函数 tanh(x)
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#include "stdafx.h"
#include "jifen.h"
#include "Integrate.h"
#include "string.h"
#include "math.h"
#ifdef _DEBUG
#undef THIS_FILE
static char THIS_FILE[]=__FILE__;
#define new DEBUG_NEW
#endif
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// Construction/Destruction
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CIntegrate::CIntegrate() //构造函数,设定误差初始值为0.0001
{
Error=0.0001; //误差初始值为0.0001
}
CIntegrate::~CIntegrate()
{
}
//构造函数，将字符串str赋给存放
//达式的字符串mathStr
//设定误差初始值为0.0001
CIntegrate::CIntegrate(char *str)
{
Error=0.0001; //设定误差初始值为0.0001
strcpy(mathStr,str);
}
//构造函数，将字符串str赋给存放算术表
//达式的字符串mathStr,uplimit和lowlimit
//分别赋给上限UpperLimit和下限LowerLimit
//设定误差初始值为0.0001
CIntegrate::CIntegrate(char *str,double uplimit,double lowlimit)
{
Error=0.0001;
strcpy(mathStr,str);
UpperLimit=uplimit;
LowerLimit=lowlimit;
}
//初始化函数，将字符串str赋给存放算术表
//达式的字符串mathStr,uplimit和lowlimit
//分别赋给上限UpperLimit和下限LowerLimit
int CIntegrate::initial(char *str,double uplimit,double lowlimit)
{
strcpy(mathStr,str);
UpperLimit=uplimit;
LowerLimit=lowlimit;
return 1;
}
void CIntegrate::setError(double error) //设定误差
{
Error=error;
}
//积分函数，
//检查表达式是否正确
//调用龙贝格积分函数RombergIntgrt()
//若表达式和积分正确，返回1，否则返回0
int CIntegrate::integrate(void)
{
IntgrtStr.Initial(mathStr);
//初始化对象IntgrtStr
//将算术表达式mathStr赋给string
if(!IntgrtStr.checkString())
return 0; //检查表达式是否正确，正确则继续，否则返回0
if(RombergIntgrt()) // 积分正确,返回1
return 1;
else return 0; //否则返回0
}
//龙贝格积分函数
//根据积分上限、下限、函数表达式和要求的最误差，用龙贝格算法
//求积分。如果积分正确，将结果赋给result。并返回1，否则返回0
int CIntegrate::RombergIntgrt()
{
double h, //步长
t1,t2,sum, //梯形公式的中间值
s1,s2=0.0, //Sinpson公式的中间值
c1,c2=0.0, //Cotes公式的中间值
r1,r2=0.0, //Romberg公式中间值
k,x, //加工次数、变量x
a,b; //上限、下限
flag=1; //标识积分过程中的f(X)Y运算有无错
//的初始值为1
a=LowerLimit;
b=UpperLimit;
h=b-a;
t1=h*(f(a)+f(b))/2;
k=1;
while(1) //当误差大于给定误差
{
//梯形公式
sum=0;
x=a+h/2;
while(x<b)
{
sum=sum+f(x);
x=x+h;
}
t2=t1/2+h*sum/2;
//Simpson公式
s2=t2+(t2-t1)/3;
if(k==1)
{
k++;
h=h/2;
t1=t2;
s1=s2;
continue;
}
//Cotes公式
c2=s2+(s2-s1)/15;
if(k==2)
{
c1=c2;
k++;
h=h/2;
t1=t2;
s1=s2;
continue;
}
//Romberg公式
r2=c2+(c2-c1)/63;
if(k==3)
{
r1=r2;
c1=c2;
k++;
h=h/2;
t1=t2;
s1=s2;
continue;
}
if(fabs(r2-r1)<Error || !flag) //如果满足误差或f（x）出错
break; //则退出
else //否则改变条件，继续
{
r1=r2;
c1=c2;
k++;
h=h/2;
t1=t2;
s1=s2;
continue;
}
}//while(1)
//运算中无错误，则继续
if(flag) //积分过程中无错误，则将结果赋给result，返回1
{
result=r2;
return 1;
}
else //否则返回0
return 0;
}
//表达式的求值函数
//返回值为将x代入表达式的值
//若计算中出现错误，则将标识符flag赋0
double CIntegrate::f(double x)
{
IntgrtStr.setX(x); //将变量x赋给IntgrtStr中的x
IntgrtStr.stringToBolan(); //将表达式转换成波兰式
if(!IntgrtStr.compvalue()) //compvalue()返回值为0时表示
//计算正确
return(IntgrtStr.getvalue());
else
{
flag=0;
return 0;
}
}
double CIntegrate::getvalue(void) //返回积分结果result的值
{
return result;
}