public static double findMinimum(Interval searchInterval, double eps, int funcNumber)
{
bool searchEnd = false; // Конец поиска
double x_min; // Значение x, при котором функция будет принимать минимальное значение
double[] x_values = new double[4]; // Набор значений x
double x_answer; // Найденный ответ
// Начало расчетов по методу Пауэлла
LoggerEvs.writeLog("Powell's method has been started!");
// Шаг первый
x_values[0] = searchInterval.LeftEdge;
x_values[1] = 0.5 * (searchInterval.LeftEdge + searchInterval.RightEdge);
x_values[2] = searchInterval.RightEdge;
LoggerEvs.writeLog(string.Format("Step 1: (x1, x2, x3) = ({0:f4}, {1:f4}, {2:f4}).", x_values[0], x_values[1], x_values[2]));
for (int iter = 0; !searchEnd; iter++)
{
// Шаг второй
x_min = findMinimum(x_values[0], x_values[1], x_values[2], funcNumber);
LoggerEvs.writeLog(string.Format("Step 2: x_min value, when function has minimum value: {0:f4}.", x_min));
// Шаг третий
x_values[3] = findXFour(x_values[0], x_values[1], x_values[2], funcNumber);
LoggerEvs.writeLog(string.Format("Step 3: count x4; x4 = {0:f4}.", x_values[3]));
// Шаг четвертый
if (Math.Abs(x_values[3] - x_min) <= eps)
{
LoggerEvs.writeLog(string.Format("Step 4: |x4 - x_min| <= eps, |{0:f4} - {1:f4}| <= {2:f4} go to step 7!", x_values[3], x_min, eps));
// Перейти на шаг седьмой, поиск окончен
searchEnd = true;
}
else
{
// Шаг пятый
LoggerEvs.writeLog("Step 5: Sorting x values: x1 < x2 < x3 < x4");
sort(ref x_values);
// Шаг шестой
double[] funcValues = new double[4];
// Вычислить значения функций от каждого аргумента
for (int i = 0; i < 4; i++)
funcValues[i] = countFunctionValue(funcNumber, x_values[i]);
// Отсортировать аргументы, чтобы получить первые три, при которых значения функций будут наименьшими
LoggerEvs.writeLog("Step 6: Sorting x values, for get first 3 values with which function's values will be minimal...");
sortXValues(ref x_values, funcValues);
}
}
// Шаг седьмой
x_answer = x_values[3];
LoggerEvs.writeLog(string.Format("Step 7: Answer is {0:f4}", x_values[3]));
return x_answer;
}
public static double findMinimum(Interval searchInterval, double eps, int funcNumber)
{
LoggerEvs.writeLog("Dichotomy method has been started!");
double x_end = 0; // Найденное значение x
double x_1, x_2; // Границы промежуточных отрезков
bool countStop = false; // Остановка расчетов
double delta = eps / 10; // Константа "различимости"
double f_x_1, f_x_2;
LoggerEvs.writeLog("Counting: delta = eps / 10 = " + delta);
for (int i = 0; !countStop; i++)
{
// Шаг первый
x_1 = 0.5 * (searchInterval.LeftEdge + searchInterval.RightEdge) - delta;
x_2 = 0.5 * (searchInterval.LeftEdge + searchInterval.RightEdge) + delta;
LoggerEvs.writeLog(string.Format("Step 1: counting x_1 = {0:f4}, x_2 = {1:f4}", x_1, x_2));
// Шаг второй (вычисление) и третий (сравнение)
f_x_1 = countFunctionValue(funcNumber, x_1);
f_x_2 = countFunctionValue(funcNumber, x_2);
if (f_x_1 <= f_x_2)
{
searchInterval.RightEdge = x_2;
LoggerEvs.writeLog(string.Format("Step 3: f({0:f4}) = {1:f4} <= f({2:f4}) = {3:f4}; b = x_2 = {4:f4}.", x_1, f_x_1, x_2, f_x_2, x_2));
}
else
{
searchInterval.LeftEdge = x_1;
LoggerEvs.writeLog(string.Format("Step 3: f({0:f4}) = {1:f4} > f({2:f4}) = {3:f4}; a = x_1 = {4:f4}.", x_1, f_x_1, x_2, f_x_2, x_1));
}
// Шаг четвертый
double diff = (searchInterval.RightEdge - searchInterval.LeftEdge)/2;
if ( diff < eps)
{
countStop = true;
LoggerEvs.writeLog(string.Format("Step 4: (b-a)/2 = {0:f4} < eps = {1:f4}; STOP SEARCHING!", diff, eps));
}
LoggerEvs.writeLog("Iter " + i + ": Answer is in the range: [" + searchInterval.LeftEdge.ToString("f4") + "; " + searchInterval.RightEdge.ToString("f4") + "]");
}
// Шаг пятый
x_end = (searchInterval.LeftEdge + searchInterval.RightEdge) / 2;
// Вывод результата
LoggerEvs.writeLog("Step 5: x_end = (a+b)/2; Minimum x* is: " + x_end.ToString("f4"));
return x_end;
}
private void btnCount_Click(object sender, EventArgs e)
{
// Кнопка "Рассчитать" нажата
// Проверить размер шага
if(correctDatainput())
{
setFunctionNumber();
argInterval = DSKMethodCounter.countInterval(funcNumber, Convert.ToDouble(nudH.Value), Convert.ToDouble(nudX0.Value));
// Выбор метода расчета
double answer = 0;
if (rbDichotomy.Checked)
{
answer = DichotomyMethodCounter.findMinimum(argInterval, Convert.ToDouble(nudEpsilon.Value), funcNumber);
tbDichotomyAnswer.Text = answer.ToString("f4");
}
else if (rbPowell.Checked)
{
answer = PowellMethodCounter.findMinimum(argInterval, Convert.ToDouble(nudEpsilon.Value), funcNumber);
tbPowellAnswer.Text = answer.ToString("f4");
}
}
}
public static Interval countInterval(int funcNumber, double h, double x_0)
{
LoggerEvs.writeLog("DSK method started!");
Interval answer = new Interval(0, 1); // Убрать инициализацию
int functionNumber = 0; // Номер функции
double f_x_0; // Значение функции в точке x_0
double f_x_0_h; // Значение функции в точке x_0 + h
bool searchEnd = false; // Конец поиска
List<double> x_values = new List<double>(); // Коллекция значений x_0
x_values.Add(x_0);
// Шаг 1
f_x_0 = countFunctionValue(funcNumber, x_0);
f_x_0_h = countFunctionValue(funcNumber, x_0 + h);
int k = 0;
LoggerEvs.writeLog("Step 1: f(x_0)=" + f_x_0.ToString("f4") + ", f(x_0 + h)=" + f_x_0_h.ToString("f4") + "; k=0;");
// Шаг 2
if (f_x_0 > f_x_0_h)
{
answer.LeftEdge = x_0;
double x_tmp = x_0 + h;
x_values.Add(x_tmp);
k = 2;
LoggerEvs.writeLog("Step 2: a=" + x_0.ToString("f4") + ", x_1=" + x_tmp.ToString("f4") + ", k=2; Go to step 4!");
// Перейти на шаг 4
}
else
{
// Шаг 3
if (countFunctionValue(funcNumber, x_0 - h) >= f_x_0)
{
answer.LeftEdge = x_0 - h;
answer.RightEdge = x_0 + h;
LoggerEvs.writeLog("Step 3: a=" + answer.LeftEdge.ToString("f4") + ", b=" + answer.RightEdge.ToString("f4") + "; Go to step 6!");
// Перейти на шаг 6
searchEnd = true;
}
else
{
answer.RightEdge = x_0;
x_values.Insert(1, x_0 - h);
h = -h;
k = 2;
LoggerEvs.writeLog("Step 3: b=" + x_0.ToString("f4") + ", x_1=" + (x_0 - h).ToString("f4") + ", h=" + h.ToString("f4") + ", k=2.");
}
}
while (!searchEnd)
{
// Шаг 4
x_values.Insert(k, 0);
x_values[k] = x_0 + Math.Pow(2, k - 1) * h;
LoggerEvs.writeLog("Step 4: x_k=" + x_values[k].ToString("f4"));
// Шаг 5
if (countFunctionValue(funcNumber, x_values[k - 1]) <= countFunctionValue(funcNumber, x_values[k]))
{
if (h > 0)
{
answer.RightEdge = x_values[k];
LoggerEvs.writeLog("Step 5: h > 0; b=x_k=" + answer.RightEdge.ToString("f4"));
}
else
{
answer.LeftEdge = x_values[k];
LoggerEvs.writeLog("Step 5: h < 0; a=x_k" + answer.LeftEdge.ToString("f4"));
}
searchEnd = true;
}
else
{
if (h > 0)
{
answer.LeftEdge = x_values[k - 1];
LoggerEvs.writeLog("Step 5: h > 0; a=x_(k-1)=" + answer.LeftEdge.ToString("f4"));
}
else
{
answer.RightEdge = x_values[k - 1];
LoggerEvs.writeLog("Step 5: h > 0; b=x_(k-1)=" + answer.RightEdge.ToString("f4"));
}
// Перейти на шаг 4
k++;
LoggerEvs.writeLog("k = k + 1 = " + k + "; Go to step 4!");
}
}
// Шаг 6
LoggerEvs.writeLog("Step 6: Interval is: [" + answer.LeftEdge.ToString("f4") + " ; " + answer.RightEdge.ToString("f4") + "]");
return answer;
}
