// Test_1.cpp : Этот файл содержит функцию "main". Здесь начинается и заканчивается выполнение программы.
//
// CoordinateDescent.cpp : Defines the entry point for the console application.
//
#include "pch.h"
#include <math.h>
#include <iostream>
#include <iomanip>

typedef double(*func_ptr)(double*);

const int var_count = 1;

//Тут вставляешь функцию, которая тебе нужна
double function(double* variables)
{
    return variables[0] * variables[0];
}

double golden_section(func_ptr f, double* vars, int var_index, double eps, double a, double b, int max_steps_count);
void descent_method(func_ptr f, double* vars, double eps, int max_steps_count);

int menu();
int submenu();
void input_data(double* eps, int* max_steps, double* vars);
void about();

int main(int argc, char* argv[])
{
    setlocale(LC_ALL, "RUSSIAN");

    double eps = 0.0;
    int max_steps_count = 0;
    double variables[var_count] = { 0.0 };

    while (int choice = menu())
    {
        switch (choice) {
        case 1:
            input_data(&eps, &max_steps_count, variables);
            while (int subchoice = submenu())
            {
                switch (subchoice) {
                case 1:
                    input_data(&eps, &max_steps_count, variables);
                    break;
                case 2:
                    descent_method(function, variables, eps, max_steps_count);
                    break;
                default:
                    std::cout << "Неверный выбор. Попробуйте снова." << std::endl;
                    break;
                }
            }
            break;
        case 2:
            about();
            break;
        default:
            std::cout << "Неверный выбор. Попробуйте снова." << std::endl;
            break;
        }
    }

    return 0;
}


/*
double function(double* variables)
{

    return (pow(variables[0], 2) + pow((variables[1] - 50), 2) + pow((variables[2] + 30), 2)) - 100;
}*/


double golden_section(func_ptr f, double* vars, int var_index, double eps, double a, double b, int max_steps_count)
{
    double res = 0.0;
    double phi = (1 + sqrt(5.0)) / 2.0;
    double A = 0.0f, B = 0.0f;
    double x1 = a + phi * (b - a), x2 = b - phi * (b - a);

    int step = 0;

    while ((b - a > eps))
    {
        x1 = b - ((b - a) / phi);
        vars[var_index] = x1;
        A = f(vars);
        x2 = a + ((b - a) / phi);
        vars[var_index] = x2;
        B = f(vars);
        if (A > B)
            a = x1;
        else
            b = x2;

        step++;
        if (step > max_steps_count)
            break;
    }

    res = (a + b) / 2;
    return res;
}

void descent_method(func_ptr f, double* vars, double eps, int max_steps_count)
{
    double B = f(vars), A = 0;
    bool was_counted = false;
    int stpes_ellapsed = 0;
    double delta = 0.0;
    for (int i = 0; i < max_steps_count; i++) {
        A = B;

        for (int var_index = 0; var_index < var_count; var_index++)
            vars[var_index] = golden_section(f, vars, var_index, eps, -5000, 5000, max_steps_count);

        B = f(vars);

        delta = fabs(A - B);

        if (delta <= eps)
        {
            stpes_ellapsed = i + 1;
            was_counted = true;
            break;
        }
    }

    //std::cout << "Результат поиска минимума функции " << "exp(x1 + x2 + x3) / (x1 * x2^2 * x3^3)" << std::endl;
    std::cout << "Результат поиска минимума функции " << "x^2" << std::endl;

    if (!was_counted)
        std::cout << "За максимально указанное количество шагов ( " << max_steps_count << " ) минимум не был посчитан." << std::endl;
    else {
        std::cout << "Количество итераций: " << stpes_ellapsed << std::endl;
        std::cout << "Погрешность: " << delta << std::endl;
    }

    std::cout << "Точка: X(";

    for (int i = 0; i < var_count; i++) {
        std::cout << std::fixed << vars[i] << ", ";

    }

    std::cout << "\b\b" << ")" << std::endl;
    std::cout << "Значение фукнции f(X): " << std::setprecision(10) << std::fixed << f(vars) << std::endl;
}

int menu()
{
    int choice = 0;

    std::cout << "*************************" << std::endl;
    std::cout << "1) Ввод данных..." << std::endl;
    std::cout << "2) О программе" << std::endl;
    std::cout << "0) Выход" << std::endl;
    std::cout << ": ";
    std::cin >> choice;
    std::cout << std::endl;

    return choice;
}

int submenu()
{
    int choice = 0;

    std::cout << "*************************" << std::endl;
    std::cout << "1) Ввод данных..." << std::endl;
    std::cout << "2) Найти минимум функции" << std::endl;
    std::cout << "0) Назад" << std::endl;
    std::cout << ": ";
    std::cin >> choice;
    std::cout << std::endl;

    return choice;
}

void input_data(double* eps, int* max_steps, double* vars)
{
    std::cout << "Введите значение погрешности: ";
    std::cin >> *eps;

    double step = 0;
    std::cout << "Введите величину шага: ";
    std::cin >> step;

    std::cout << "Введите максимальное количество шагов: ";
    std::cin >> *max_steps;
    for (int i = 0; i < var_count; i++) {
        std::cout << "Введите начальное значение " << i + 1 << " координаты: ";
        std::cin >> vars[i];
    }
    std::cout << std::endl;
}

void about()
{
    std::cout << "Программа для поиска минимума функции методом координатного спуска." << std::endl;
}





/*
#include "pch.h"


#include <iostream> // подключаем функции ввода/вывода

using namespace std;

double f(double x)
{
    //здесь функция, производную которой нужно найти, например, x^2
    return x * x;
}

int main()
{
    double x, h, fl, fr, fc, f2;

    x = 1; // точка, в которой вычисляем производную
    h = 0.1; // шаг, с которым вычисляем производную

    // приближенно вычисляем первую производную различными способами
    //fl = (f(x) - f(x - h)) / h; // левая
    //fr = (f(x + h) - f(x)) / h; // правая
    //fc = (f(x + h) - f(x - h)) / (2 * h); // центральная

    // приближенно вычисляем вторую производную
    //f2 = (f(x + h) - 2 * f(x) + f(x - h)) / (h * h);

    for (double i = -2; i < 2; i += 0.5)
    {
        cout << "x = " << i << ", f(x) = " << f(i) << "\n" ;
        fc = (f(i + h) - f(i - h)) / (2 * h);
        cout << "fc = " << fc << "\n\n";
    }



   // выводим результаты на экран

    //cout << "fl = " << fl << "\n";
    //cout << "fr = " << fr << "\n";
    //cout<<"f2 = "<<f2<<"\n";
    //system("pause");
}*/