import math
from math import exp

a = 1
b = 3


def f(x):
    return exp(-x) - x + 2


def df(x):
    return -(1+exp(x)/x)


def ddf(x):
    return 1 / exp(x)


def equitonHasOneRoot(a, b, f, df):
    if (f(a) > 0 and f(b) < 0) or (f(a) < 0 and f(b) > 0):
        if df(a) > 0 and df(b) > 0 or df(a) < 0 and df(b) < 0:
            return True
    return False


def getConstC(x, df, eps):
    if df(x) < 0:
        return -2 / df(x) + eps
    if df(x) > 0:
        return -2 / df(x) - eps


def getX0(a, b, f, ddf):
    if f(a) * ddf(a) > 0:
        return a
    if f(b) * ddf(b) > 0:
        return b
    return max(a, b)  # Иначе ничего не сошлось


eps = 10 ** -3
d = 10 ** -2


def beatifulPrint(*args, size):
    str = ''
    for arg in args:
        str += f'{arg:<{size}}'
    print(str)


def MPI():
    if not equitonHasOneRoot(a, b, f, df):
        print("Больше одного корня")
        return

    c = getConstC(a, df, eps)
    xn = x0 = a
    fn = f(xn)
    i = 0
    print(f'Метод простых итераций')
    beatifulPrint('Итерация', 'xn', 'xn1', '|xn1 - xn|', '|fn1-fn|', size=24)
    while True:
        i += 1
        xn1 = xn + c * f(xn)
        fn1 = f(xn1)
        if math.fabs(xn1 - xn) < eps and math.fabs(fn1 - fn) < d:
            print("Итог: ")
            beatifulPrint(i, xn, xn1, math.fabs(xn1 - xn), math.fabs(fn1 - fn), size=24)
            print(f'Итоговое значение функции: {fn1}')
            break
        beatifulPrint(i, xn, xn1, math.fabs(xn1 - xn), math.fabs(fn1 - fn), size=24)
        xn = xn1
        fn = fn1


def Newton():
    if not equitonHasOneRoot(a, b, f, df):
        print("Больше одного корня")
        return
    xn = x0 = getX0(a, b, f, ddf)
    fn = f(xn)
    i = 0
    print(f'Метод нъютона')
    beatifulPrint('Итерация', 'xn', 'xn1', '|xn1 - xn|', '|fn1-fn|', size=24)
    while True:
        i += 1
        xn1 = xn - f(xn) / df(xn)
        fn1 = f(xn1)
        if math.fabs(xn1 - xn) < eps and math.fabs(fn1 - fn) < d:
            print("Итог: ")
            beatifulPrint(i, xn, xn1, math.fabs(xn1 - xn), math.fabs(fn1 - fn), size=24)
            print(f'Итоговое значение функции: {fn1}')
            break
        beatifulPrint(i, xn, xn1, math.fabs(xn1 - xn), math.fabs(fn1 - fn), size=24)
        xn = xn1
        fn = fn1


def ModNewton():
    if not equitonHasOneRoot(a, b, f, df):
        print("Больше одного корня")
        return
    xn = x0 = getX0(a, b, f, ddf)
    fn = f(xn)
    i = 0
    print(f'Модифицированный метод нъютона')
    beatifulPrint('Итерация', 'xn', 'xn1', '|xn1 - xn|', '|fn1-fn|', size=24)
    while True:
        i += 1
        xn1 = xn - f(xn) / df(x0)
        fn1 = f(xn1)
        if math.fabs(xn1 - xn) < eps and math.fabs(fn1 - fn) < d:
            print("Итог: ")
            beatifulPrint(i, xn, xn1, math.fabs(xn1 - xn), math.fabs(fn1 - fn), size=24)
            print(f'Итоговое значение функции: {fn1}')
            break
        beatifulPrint(i, xn, xn1, math.fabs(xn1 - xn), math.fabs(fn1 - fn), size=24)
        xn = xn1
        fn = fn1


MPI()
Newton()
ModNewton()