// [このプログラムの目的]カージオイドを用いて花の形を作る_b_overlap,2012年9月20日(木)



// file name: flower_curve_b_overlap.c



#include< stdio.h>

#include< math.h>



void main(void)

{

	double a,pi;// a は元のカージオイドの定数、pi は円周率

	double t,dt;// それぞれ、変換前のカージオイドの位相角、および、位相角の変分

	double r,z;// それぞれ、原点移動後のカージオイドの曲座標の動径、位相角

	double f;// さらにカージオイドの底を尖らせた後のカージオイド(実質的にはハート形で、花びらの形となる)の位相角

	int n;// 花びらの数

	double alpha;// 目標とする底の尖った角度 (プログラム中で alpha=pi/n として使用)

	double tmin,tmax;// 位相角の最小値と最大値

	int i,imax,j;

	double x,y;// 伸縮する前の単位の花びらの直交座標

	float b;// 単位となる花びらの縦方向の伸縮率

	float c;// 中心円の半径

	float p;// 隣り合う花びらの重なり合いを示す指標

	double rr;// 伸縮後の花びらの動径

	double ff;// 伸縮後の花びらの位相角

	double xx[30001],yy[30001];// メモリ容量の上限に注意



	double ff0,ffs,fs,dfs;// 各花びらの空隙を埋めるために円を描く位相角の諸変数



	FILE *fp;



//  定数設定

	pi=3.14159265;

	a=1.;



//  他のパラメータ設定

	printf("花びらの数を自然数で入力. \n n=? ");

	scanf("%d",&n);

	printf("n=%d\n",n);

	printf("\n");



	alpha=2*pi/n;



	printf("単位となる花びらの縦方向の伸縮率を入力. \n b= ? ");

	scanf("%f",&b);

	printf("b=%f\n",b);

	printf("\n");



	printf("中心円の半径を入力. \n c= ? ");

	scanf("%f",&c);

	printf("c=%f\n",c);

	printf("\n");



	printf("隣り合う花びらの重なり合いを示す指標.  0< p< 1 のときは花びら同士の重なりが無い. 1 < p のときは隣り合う花びらが重なる. \n p= ? ");

	scanf("%f",&p);

	printf("p=%f\n",p);



	tmin=-pi/2;

	tmax=3*pi/2;

	dt=(tmax-tmin)/500;// 変換前の位相角 t のプロット間隔



//  計算実行

	i=0;



	for(j=1;j<=n;j++) // n個の花びらを掃引

	{

		for(t=tmin;t<=tmax+dt;t=t+dt) // 1 個の花びらを通過する位相角 f の掃引

		{

			i++;



			if(t>(3*pi/2-dt) && t<(3*pi/2+dt))

			{

				r=0.;

				z=-pi/2;

			}

			else

			{

				if(t>(-pi/2-dt) && t<(-pi/2+dt))

				{

					r=0.;

					z=pi/2;

				}

				else

				{

					r=a*sqrt((5-3*sin(t))*(1+sin(t)));

					z=asin(a*(1-sin(t))*cos(t)/r);

				}

			}

			

			f=-alpha*z/pi+pi/2;



			x=r*cos(f);

			y=b*r*sin(f);



			rr=sqrt(x*x+y*y);



			if(f< pi/2)

			{

			ff=atan(b*tan(f));

			}

			else

			{

				if(f==pi/2)

				{

					ff=pi/2;

				}

				else

				{

					ff=atan(b*tan(f))+pi;

				}

			}



			ff=p*ff+2*pi*(j-1)/n;



			if(i==1&&j==1) // 花びらの間の隙間を円弧で埋める(開始)

			{

				ff0=ff;

			}



			if(fabs(ff-ffs)> 0.00001)

			{

				if(t==tmin&&j>1)

				{

					if(ffs>ff)

					{

						dfs=(ffs-ff)/20;

						for(fs=ffs;fs>=ff;fs=fs-dfs)

						{

							xx[i]=c*cos(fs);

							yy[i]=c*sin(fs);

							i++;

						}

					}

					else

					{

						dfs=(ff-ffs)/20;

						for(fs=ffs;fs<=ff;fs=fs+dfs)

						{

							xx[i]=c*cos(fs);

							yy[i]=c*sin(fs);

							i++;

						}

					}

				}

			} // 花びらの間の隙間を円弧で埋める(終了)



			ffs=ff;



			xx[i]=(rr+c)*cos(ff);

			yy[i]=(rr+c)*sin(ff);



			printf("i=%d,x=%f,y=%f\n",i,xx[i],yy[i]);

		}

	}



	if(ffs>2*pi)

	{

		ffs=ffs-2*pi;

	}



	if(fabs(ffs-ff0)> 0.00001) // 描き始めと描き終わりの花びらの間の隙間を円弧で埋める(開始)

	{

		if(ffs>ff0)

		{

			dfs=(ffs-ff0)/20;

			for(fs=ffs;fs>=ff0;fs=fs-dfs)

			{

				i++;

				xx[i]=c*cos(fs);

				yy[i]=c*sin(fs);

			}

		}

		else

		{

			dfs=(ff0-ffs)/20;

			for(fs=ffs;fs<=ff0;fs=fs+dfs)

			{

				i++;

				xx[i]=c*cos(fs);

				yy[i]=c*sin(fs);

			}

		}

	} // 描き始めと描き終わりの花びらの間の隙間を円弧で埋める(終了)



	imax=i;



// 計算データ[n 個の花びらをもつ花の形の(x,y)座標]をテキストファイル(heart_b_overlap.txt)に書き込む

	fp=fopen("flower_b_overlap.txt","w");

	if(fp==NULL)

		{

		printf("FILE OPEN ERROR\n");

		}

	else

		{

		for(i=1;i<=imax;i++)

			{

			fprintf(fp,"%f,%f\n",xx[i],yy[i]);

			}

		fflush(fp);

		fclose(fp);

		}

	printf("end\n");

}// the end of the program





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