// ［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（花びらが重なる場合）: flower_e2，2009年3月05日（土）作成、2012年9月11日（火）に改良
// file name: flower_e2.c
#include< stdio.h>
#include< math.h>
void main(void)
{
double a,pi;// pi は円周率
double r,f;// カージオイド（花びらとして使う）の動径と位相角
double fmin,fmax,df;// n 個の花びらを通過する位相角の最小値と最大値、および、その位相角の変分
double x,y;// カージオイド（花びらとして使う）の直交座標
double rr,ff;// 1個の花びらの動径と位相角
int n;// 花びらの数
double d;// カージオイドを縦方向に伸縮する伸縮係数
double e;// 中心円の半径
double p;// 隣り合う花びらの重なり合いを示す指標
int i,imax,j;
double xx[20001],yy[20001];// メモリ容量の上限に注意
double fs,dfs,ff0,ffs;// 仲介となる補助変数
FILE *fp;
// 定数設定
pi=3.14159265;
a=1;
d=2;// 0.5 から 1.5 の間が良い
e=1.;// 0.3 から 2 の間が良い
p=1.5;// 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。
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");
// 他のパラメータ設定
fmin=-pi/2;
fmax=3*pi/2;
df=(fmax-fmin)/400;// 位相角 ff のプロット間隔
// fmin=fmin+df;// fmin の変更
// fmax=fmax-df;// fmax の変更
i=0;
// 計算実行
for(j=1;j<=n;j++) // n個の花びらを掃引
{
for(f=fmin;f<=fmax;f=f+df) // 1個の花びらを通過する位相角 f の掃引
{
i++;
r=a*(1-sin(f));// カージオイドの動径と位相の関係
x=r*cos(f);// カージオイドの直交座標への表示
y=d*r*sin(f)+2*a*d;// カージオイドの整形、および、カージオイドの底に原点を移動して直交座標に表示
rr=sqrt(x*x+y*y);// 上式の動径の計算
ff=(f+(2*pi*j/p+((n/p)-5)*pi/2))/(n/p);// 元のカージオイドの位相 f を、花形の位相 ff に変換
if(fabs(p-1.)>0.00001)// 花びらの間の隙間を円弧で埋める（開始）
{
if(i==1&&j==1)
{
ff0=ff;
}
if(f==fmin&&j>1)
{
if(ffs>ff)
{
dfs=(ffs-ff)/20;
for(fs=ffs;fs>=ff;fs=fs-dfs)
{
xx[i]=e*cos(fs);
yy[i]=e*sin(fs);
i++;
}
}
else
{
dfs=(ff-ffs)/20;
for(fs=ffs;fs<=ff;fs=fs+dfs)
{
xx[i]=e*cos(fs);
yy[i]=e*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+e)*cos(ff);
yy[i]=(rr+e)*sin(ff);
printf("i=%d,x=%f,y=%f\n",i,xx[i],yy[i]);
}
}
if(fabs(p-1.)>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>2*pi)
{
ffs=ffs-2*pi;
}
if(ffs>ff0)
{
dfs=(ffs-ff0)/20;
for(fs=ffs;fs>=ff0;fs=fs-dfs)
{
i++;
xx[i]=e*cos(fs);
yy[i]=e*sin(fs);
}
}
else
{
dfs=(ff0-ffs)/20;
for(fs=ffs;fs<=ff0;fs=fs+dfs)
{
i++;
xx[i]=e*cos(fs);
yy[i]=e*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）
i++;
xx[i]=xx[1];// 更に、始めと終わりの隙間を埋めるための保存
yy[i]=yy[1];
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（flower_e.txt）に書き込む
fp=fopen("flower_e.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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