#include <iostream>
#include <math.h>
#include <cmath>
#include <vector>
#include <Windows.h>
#include <stdlib.h>
#include <fstream>
#include <string.h>
using namespace std;
/* Общее */
typedef double(*functiontype)(double x);
typedef struct Node
{
    double x, y;
} Node;
typedef struct Interval
{
    double InitialNode, EndNode;
} Interval;

/* Частное */
double Myfunc(double x)
{
    return (x*x / 4 - atan(x) - 4);
}

double derivative_first(double x) {
    return (x / 2 - (1 / (1 + x * x)));
}

double derivative_second(double x) {
    return (0.5 + 2 * x / ((1 + x * x)*(1 + x * x)));
}

double secant_method(double X_0, double X_1, functiontype *f, double error, string file_name, double* iterations_massiv) {
    int i = 2;
    double X_i;
    double massiv[2];
    ofstream fout(file_name);

    massiv[0] = X_0;
    massiv[1] = X_1;
    fout << 0 << " " << X_0 << endl;
    fout << 1 << " " << X_1 << endl;

    do {
        X_i = massiv[1] - (massiv[1] - massiv[0]) / ((*f)(massiv[1]) - (*f)(massiv[0])) * (*f)(massiv[1]);
        massiv[0] = massiv[1];
        massiv[1] = X_i;
        fout << i << " " << X_i << endl;
        i++;
    } while (abs((*f)(X_i)) >= error);
    fout.close();

    if (X_0 > 0)
        iterations_massiv[1] = i; //Для + корня индекс 1, для отр - 0
    else
        iterations_massiv[0] = i;

    return X_i;
}

double Chebyshev_method(double X_0, functiontype *f, double error, string file_name, double* iterations_massiv) {
    int i = 1;
    double X_i, prev = X_0;
    ofstream fout(file_name);
    fout << 0 << " " << X_0 << endl;

    do {
        X_i = prev - (*f)(prev) / derivative_first(prev) - derivative_second(prev)*pow((*f)(prev), 2) / (2 * pow(derivative_first(prev), 3));
        prev = X_i;
        fout << i << " " << X_i << endl;
        i++;
    } while (abs((*f)(X_i)) >= error);

    fout.close();

    if (X_0 > 0)
        iterations_massiv[1] = i; //Для + корня индекс 1, для отр 0
    else
        iterations_massiv[0] = i;

    return X_i;
}

int main()
{
    setlocale(LC_ALL, "RUS");
    functiontype Func = &Myfunc;
    Interval Interval; Interval.InitialNode = -10; Interval.EndNode = 10;
    int CountIterations = 5;
    double error = 1 / (pow(10, 10));
    double* iter_massiv_secant = new double[2];
    double* iter_massiv_Cheb = new double[2];

    cout << endl;
    cout << "Поиск корней с погрешностью до " << error << endl << endl;
    cout << "Метод Секущих: " << secant_method(4, 6, &Func, error, "D:/secant_iterations+.txt", iter_massiv_secant) << endl << endl;
    cout << "Метод Секущих: " << secant_method(-4, -3, &Func, error, "D:/secant_iterations-.txt", iter_massiv_secant) << endl << endl;
    cout << "Метод Чебышёва: " << Chebyshev_method(5, &Func, error, "D:/Chebyshev_iterations+.txt", iter_massiv_Cheb) << endl << endl;
    cout << "Метод Чебышёва: " << Chebyshev_method(-3.5, &Func, error, "D:/Chebyshev_iterations-.txt", iter_massiv_Cheb) << endl << endl;

    //Итерации
    cout << "Кол-во итераций для нахождения полож. корня методом Секущих  : " << iter_massiv_secant[1] << endl;
    cout << "Кол-во итераций для нахождения полож. корня методом Чебышёва : " << iter_massiv_Cheb[1] << endl << endl;
    cout << "Кол-во итераций для нахождения отриц. корня методом Секущих  : " << iter_massiv_secant[0] << endl;
    cout << "Кол-во итераций для нахождения отриц. корня методом Чебышёва : " << iter_massiv_Cheb[0] << endl << endl;

    cout << endl;
    system("pause");
    return 0;
}