gnuplot中的三角函数图

Question

我在c代码中创建三角函数的坐标，并将它们保存到.dat文件中以在gnuplot中绘图。这是我的代码

#include<stdio.h>
#define N 100
double tent(double x){
if(0<=x && x<=0.5){
        return 2*x;
}
if(0.5<x && x<=1){
        return 2*(1-x);
        }
}

int main(void){
int n;
double x[102];
x[0]=0.7;
for(n=0;n<=N;n++){
x[n+1] = tent(x[n]);
printf("%lf %lf\n",x[n],x[n+1]);
printf("%lf %lf\n",x[n+1],x[n+1]);
}
return 0;
}

执行此代码时，在.dat文件中正确设置x坐标数据和y坐标数据，但数据不会作为预期输出输出。

这是.dat文件内容的一部分。

0.400000 0.800000
0.800000 0.400000
0.400000 0.799999
0.799999 0.400002
0.400002 0.800003
0.800003 0.399994
0.399994 0.799988
0.799988 0.400024
0.400024 0.800049
0.800049 0.399902
0.399902 0.799805

我不知道为什么，但它在途中收敛到0。所以，gnuplot没有绘制三角函数。我怎样才能解决这个问题？任何建议都会被暗示。

Answer 1

有几个问题。

1. 为什么会收敛到0？

一个原因是使用浮点计算。 Here你可以找到更多细节。解释限制0而不是无限或其他的另一个原因是等式的固定点行为。 （我认为，第二个原因很有意思，但它超出了这个问题的范围，弄清楚它是如何工作的，无法帮助我们绘制三角函数。）

2. tent函数的返回值。

如果x <0或x> 1，你的tent函数没有return。你的编译器应该给你一个警告。 （我用gcc -Wall编译。）你应该添加return 0;。

3. 你的功能的用途。

我理解你的函数double tent(double x)如下：它需要一个参数x并计算其对应的y值。但是当你调用函数时，你总是将y值作为输入来计算另一个y值。这真的是你想要的吗？

我想你可能想要一个x值的数组，然后计算相应的y值的数组。

4. 为什么你有两个print陈述？

可能是因为我不了解你的用例。

5. 你为什么需要阵列？

您计算一个值并打印出来。不需要阵列，或者我错了？

6. 到处使用N。

不要在某些点使用N，在其他点使用硬编码的102。并且，避免同时拥有100和102。

到目前为止，我们得到以下C代码：

#include<stdio.h>
#define N 11 // instead of 101 just for debugging

double tent(double x){
   if(0<=x && x<=0.5){
      return 2*x;
   }
   if(0.5<x && x<=1){
      return 2*(1-x)
   }
   return 0;
}

int main(void){
   double x;
   double y;
   double x0 = 0.0;
   double x1 = 1.0;

   for(int n=0; n < N; n++) {
      x = x0 + n*(x1-x0)/(N-1);
      y = tent(x);
      printf("%lf %lf\n", x, y);
   }
   return 0;
}

这是输出：

0.000000 0.000000
0.100000 0.200000
0.200000 0.400000
0.300000 0.600000
0.400000 0.800000
0.500000 1.000000
0.600000 0.800000
0.700000 0.600000
0.800000 0.400000
0.900000 0.200000
1.000000 0.000000

你可以用plot "a.dat" with lines绘制这个。

7. 你需要c代码吗？

您可以直接在gnuplot中绘制三角函数：

set xrange [-1:2]
set samples 1000
plot (abs(x-0.5) < 0.5) ? (1 - 2*abs(x-0.5)) : 0

函数定义取自Wikipedia并适应您的tent函数。这是结果：

同样，可能是我不理解你的用例。