# coding: utf-8

# # Метод Ньютона

# In[1]:


def calc_f(x):
    return x**3-2.56*x**2-1.325*x+4.395

def deriv_f(x):
    return 3*x**2 - 2.56*2*x -1.325

def deriv2_f(x):
    return 3*2*x - 2.56*2


# In[2]:


def newtonsMethod(x0, eps):
    global n
    x1 = x0 - (calc_f(x0) / deriv_f(x0))
    while (abs(calc_f(x0)) > eps) :
        print ("x =", x0)
        print ("f(", x0, ") = ", calc_f(x0), "\n")
        print ("f1(", x0, ") = ", deriv_f(x0), "\n")
        print ("f2(", x0, ") = ", deriv2_f(x0), "\n")
        n = n + 1
        x1 = x0 - (calc_f(x0) / deriv_f(x0))
        x0 = x1


    return x1


# In[3]:


def iter_f (a, b, step, eps):
    global n
    n = 0
    while (a <= b):
        if (calc_f(a)*calc_f(a + step) <= 0 and deriv_f(a)*deriv_f(a + step) > 0 and deriv2_f(a)*deriv2_f(a + step) > 0 and abs(deriv_f(a)) > eps):
            if (calc_f(a)*deriv2_f(a) > 0):
                ans = newtonsMethod(a, eps)
                print ("x =", ans)
                print ("f(", ans, ") = ", calc_f(ans), "\n")
                print ("f1(", ans, ") = ", deriv_f(ans), "\n")
                print ("f2(", ans, ") = ", deriv2_f(ans), "\n")

            else:
                ans = newtonsMethod(a + step, eps)
                print("x=",ans)
                print ("f(", ans, ") = ", calc_f(ans), "\n")
                print ("f1(", ans, ") = ", deriv_f(ans), "\n")
                print ("f2(", ans, ") = ", deriv2_f(ans), "\n")
        a = a + step
    print("Количество итераций: ", n)


# In[4]:


def answer (a, eps):
    global n
    print("Введите: 1 - для вывода ответа на экран; 2 - для сохранения ответа в файл.")

    err = True
    while (err == True):
        kuda_write = input()
        if (kuda_write == '1' or kuda_write == '2'):
            err = False
        else:
            print(":(")

    if (kuda_write == '1'):
        x = newtonsMethod(a, eps)
        print (f'Начальное приближение = {a}, погрешность = {eps}\n\nОтвет:\nx = {x}\nf(x) = {calc_f(x)}\nКоличество итераций = {n}')
        return x

    if (kuda_write == '2'):
        out_file = open("answer_newton.txt", "w",encoding("utf-8"))
        x = newtonsMethod(a, eps)
        str_ans = "Мы попали в экстремум"
        out_file.write(str_ans)
        return x


# # Ввод данных с файла
#
# В файле data_newton.txt должны находиться 2 значения в разных строках:
#
# 1. Начальное приближение
# 2. Погрешность

# In[ ]:


with open('data_newton.txt', 'r') as myfile:
    content = myfile.readlines()


content = [x.strip() for x in content]

try:
    a = float(content[0])
    eps = float(content[1])
    n = 0
    if (answer(a, eps) is None):
        raise Exception("")
except Exception:
    ("Проверьте правильность данные в файле")


# # Ввод данных с клавиатуры

# In[ ]:


err = True

while (err == True):
    try:
        n = 0
        print ("Введите начальное приближение:")
        a = float(input())
        print ("Введите погрешность:")
        eps = float(input())
        print(newtonsMethod(a,eps))
        print(calc_f(a))
        print(deriv_f(a))
        print(deriv2_f(a))
        err = False
    except:
        pass


# # Поиск всех корней на промежутке [a, b]

# In[ ]:


# err = True

# while (err == True):
#     try:
#         print ("Введите координату начала:")
#         a = float(input())
#         print ("Введите координату конца:")
#         b = float(input())
#         if (a > b):
#             print("Координата конца больше координаты начала? :С")
#             raise Exception("")
#         print ("Введите погрешность:")
#         eps = float(input())
#         err = False
#     except Exception:
#         print("Ошибка. Проверьте правильность введенных данных\n")

# print ("\nОтвет:")
# iter_f(a, b, 0.1, eps)


# # График функции

# In[ ]:


# get_ipython().run_line_magic('matplotlib', 'inline')

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

x = np.array(np.arange(-4.5, 2, step=0.1))
y = calc_f(x)
plt.figure(figsize=(12,6))
plt.plot(x, y)
plt.grid()
plt.show()