refactor newton's method code
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3e00657ade
124
src/function.rs
124
src/function.rs
@ -2,7 +2,7 @@
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use crate::function_output::FunctionOutput;
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#[allow(unused_imports)]
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use crate::misc::{debug_log, SteppedVector};
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use crate::misc::{debug_log, newtons_method, SteppedVector};
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use crate::egui_app::{DEFAULT_FUNCION, DEFAULT_RIEMANN};
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use crate::parsing::BackingFunction;
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@ -228,109 +228,35 @@ impl FunctionEntry {
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// Finds roots
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fn roots(&mut self) {
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let resolution: f64 = (self.pixel_width as f64 / (self.max_x - self.min_x).abs()) as f64;
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let mut root_list: Vec<Value> = Vec::new();
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let mut last_ele: Option<Value> = None;
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for ele in self.output.back.as_ref().unwrap().iter() {
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if last_ele.is_none() {
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last_ele = Some(*ele);
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continue;
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}
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let last_ele_signum = last_ele.unwrap().y.signum();
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let ele_signum = ele.y.signum();
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if last_ele_signum.is_nan() | ele_signum.is_nan() {
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continue;
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}
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if last_ele_signum != ele_signum {
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// Do 50 iterations of newton's method, should be more than accurate
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let x = {
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let mut x1: f64 = last_ele.unwrap().x;
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let mut x2: f64;
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let mut fail: bool = false;
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loop {
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x2 = x1 - (self.function.get(x1) / self.function.get_derivative_1(x1));
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if !(self.min_x..self.max_x).contains(&x2) {
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fail = true;
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break;
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}
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if (x2 - x1).abs() < resolution {
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break;
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}
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x1 = x2;
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}
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match fail {
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true => f64::NAN,
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false => x1,
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}
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};
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if !x.is_nan() {
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root_list.push(Value::new(x, self.function.get(x)));
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}
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}
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last_ele = Some(*ele);
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}
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self.output.roots = Some(root_list);
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self.output.roots = Some(
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newtons_method(
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resolution,
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self.min_x..self.max_x,
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||||
self.output.back.to_owned().unwrap(),
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||||
&|x: f64| self.function.get(x),
|
||||
&|x: f64| self.function.get_derivative_1(x),
|
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)
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.iter()
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.map(|x| Value::new(*x, self.function.get(*x)))
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.collect(),
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);
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}
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// Finds extrema
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fn extrema(&mut self) {
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let resolution: f64 = (self.pixel_width as f64 / (self.max_x - self.min_x).abs()) as f64;
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let mut extrama_list: Vec<Value> = Vec::new();
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||||
let mut last_ele: Option<Value> = None;
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||||
for ele in self.output.derivative.as_ref().unwrap().iter() {
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if last_ele.is_none() {
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||||
last_ele = Some(*ele);
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continue;
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||||
}
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let last_ele_signum = last_ele.unwrap().y.signum();
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||||
let ele_signum = ele.y.signum();
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if last_ele_signum.is_nan() | ele_signum.is_nan() {
|
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continue;
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||||
}
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if last_ele_signum != ele_signum {
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// Do 50 iterations of newton's method, should be more than accurate
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let x = {
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||||
let mut x1: f64 = last_ele.unwrap().x;
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||||
let mut x2: f64;
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||||
let mut fail: bool = false;
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loop {
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x2 = x1
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||||
- (self.function.get_derivative_1(x1)
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||||
/ self.function.get_derivative_2(x1));
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||||
if !(self.min_x..self.max_x).contains(&x2) {
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||||
fail = true;
|
||||
break;
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}
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||||
if (x2 - x1).abs() < resolution {
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||||
break;
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}
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||||
x1 = x2;
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||||
}
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match fail {
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||||
true => f64::NAN,
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||||
false => x1,
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}
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||||
};
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if !x.is_nan() {
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extrama_list.push(Value::new(x, self.function.get(x)));
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}
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}
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||||
last_ele = Some(*ele);
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||||
}
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||||
self.output.extrema = Some(extrama_list);
|
||||
self.output.extrema = Some(
|
||||
newtons_method(
|
||||
resolution,
|
||||
self.min_x..self.max_x,
|
||||
self.output.derivative.to_owned().unwrap(),
|
||||
&|x: f64| self.function.get_derivative_1(x),
|
||||
&|x: f64| self.function.get_derivative_2(x),
|
||||
)
|
||||
.iter()
|
||||
.map(|x| Value::new(*x, self.function.get(*x)))
|
||||
.collect(),
|
||||
);
|
||||
}
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||||
pub fn display(
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67
src/misc.rs
67
src/misc.rs
@ -1,3 +1,7 @@
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use std::ops::Range;
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use eframe::egui::plot::Value;
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cfg_if::cfg_if! {
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if #[cfg(target_arch = "wasm32")] {
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use wasm_bindgen::prelude::*;
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@ -90,3 +94,66 @@ pub fn digits_precision(x: f64, digits: usize) -> f64 {
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||||
let large_number: f64 = 10.0_f64.powf(digits as f64);
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||||
(x * large_number).round() / large_number
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}
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/// Implements newton's method of finding roots.
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/// `threshold` is the target accuracy threshold
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/// `range` is the range of valid x values (used to stop calculation when the point won't display anyways)
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/// `data` is the data to iterate over (a Vector of egui's `Value` struct)
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/// `f` is f(x)
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/// `f_` is f'(x)
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||||
/// The function returns a list of `x` values where roots occur
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pub fn newtons_method(
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||||
threshold: f64, range: Range<f64>, data: Vec<Value>, f: &dyn Fn(f64) -> f64,
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||||
f_1: &dyn Fn(f64) -> f64,
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||||
) -> Vec<f64> {
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||||
let mut output_list: Vec<f64> = Vec::new();
|
||||
let mut last_ele: Option<Value> = None;
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||||
for ele in data.iter() {
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||||
if last_ele.is_none() {
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||||
last_ele = Some(*ele);
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continue;
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}
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let last_ele_signum = last_ele.unwrap().y.signum();
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let ele_signum = ele.y.signum();
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// If either are NaN, just continue iterating
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||||
if last_ele_signum.is_nan() | ele_signum.is_nan() {
|
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continue;
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}
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||||
if last_ele_signum != ele_signum {
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||||
// Do 50 iterations of newton's method, should be more than accurate
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let x = {
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let mut x1: f64 = last_ele.unwrap().x;
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||||
let mut x2: f64;
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||||
let mut fail: bool = false;
|
||||
loop {
|
||||
x2 = x1 - (f(x1) / f_1(x1));
|
||||
if !range.contains(&x2) {
|
||||
fail = true;
|
||||
break;
|
||||
}
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|
||||
if (x2 - x1).abs() < threshold {
|
||||
break;
|
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}
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||||
|
||||
x1 = x2;
|
||||
}
|
||||
|
||||
match fail {
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true => f64::NAN,
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||||
false => x1,
|
||||
}
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||||
};
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||||
if !x.is_nan() {
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output_list.push(x);
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}
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}
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last_ele = Some(*ele);
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}
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||||
output_list
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}
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