ВычМат_Лаб2

package lab2;

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;

/**
 *
 * @author Alexander Slapoguzov
 */

interface IFunctions
{
    public double functions(double x);
}

class Func1 implements IFunctions
{
    public double functions(double x)
    {
        return (x*x)/2;
    }
}

class Func2 implements IFunctions
{
    public double functions(double x)
    {
        return 5*Math.log(x)+(x*x);
    }
}

class Func3 implements IFunctions
{
    public double functions(double x)
    {
        return 1/x+7*x+3;
    }
}
class Func4 implements IFunctions
{
    public double functions(double x)
    {
        return Math.pow(7, x)+1/x;
    }
}

class IntegrationTrap
{
    private IFunctions func;
    public int n;               //кол-во итераций
    public double err;          //погрешность
    private double e;           //точноcть
    private double a;           //верхний предел интегрирования
    private double b;           //нижний предел интегрирования

    /**
     *
     * @param sender -- интегрируемая функция
     * @param e_     -- точность
     * @param a_     -- верхний предел интегрирования
     * @param b_     -- нижний предел интегрирования
     */
    public IntegrationTrap(IFunctions sender, double e_, double a_, double b_)
    {
        this.func = sender;
        this.e = Math.abs(e_);
        if(a_ < b_)
        {
            this.a = a_;
            this.b = b_;
        } else { throw new IllegalArgumentException("Верхний предел должен быть больше нижнего!"); }
    }

    /**
     *
     * @return  -- значение интеграла
     */
    public double integrate()
    {
        double prev;            //для хранения предыдущего значения
        double sum = 0;
        this.n = 1;
        double h;                   //высота трапеции или шаг разбиения
        do
        {
            prev = sum;
            h = (this.b - this.a) / n;
            sum = ((this.func.functions(this.a)+this.func.functions(this.b))/2)*h;
            for(int i=1; i<n; i++)
            {
                sum += (h * this.func.functions(a+i*h));
            }
            n *= 2;

        } while( runge(sum, prev) > this.e);

        n /= 2;                     //восстанавливаем значение
        return sum;

    }

    /**
     * Метод возвращает погрешность для метода трапеций по правилу Рунге
     *
     * @param a --  значение интеграла при числе шагов 2n
     * @param b --  значение интеграла при числе шагов n
     * @return  -- погрешность
     */
    private double runge(double a, double b)
    {
        this.err = (Math.abs(a-b))/3;
        return err;
    }
}


public class Lab2 {

    /**
     * @param args the command line arguments
     */
    public static void main(String[] args) throws IOException {

        IFunctions Func;

        BufferedReader stdin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

        boolean flagMenu;
        byte selectedPointMenu;
        do
        {
            flagMenu = true;

            System.out.println("1. (x^2)/2");
            System.out.println("2. 5*ln(x)+(x*x)");
            System.out.println("3. 1/x+7*x+3");
            System.out.println("4. 7^x+1/x");
            System.out.println("5. Выход");
            System.out.print("Выберите интегрируемую функцию: ");

            try
            {
            selectedPointMenu = Byte.parseByte(stdin.readLine());


            switch(selectedPointMenu) {
                case 1:
                    Func = new Func1();
                    flagMenu = subMenu(Func);
                    break;
                case 2:
                    Func = new Func2();
                    flagMenu = subMenu(Func);
                    break;
                case 3:
                    Func = new Func3();
                    flagMenu = subMenu(Func);
                    break;
                case 4:
                    Func = new Func4();
                    flagMenu = subMenu(Func);
                    break;
                case 5:
                    flagMenu = false;
                    break;
                default:
                    System.out.println("Некорректный ввод! Повторите попытку");
            }
            }
            catch(NumberFormatException e)
            {
                System.out.println("Ошибка: " + e.getMessage());
                System.out.print("Для завершения работы нажмите q, а для продолжения любой другой символ: ");
                String ch = stdin.readLine();
                if("q".equals(ch)) { flagMenu=false; }
                else flagMenu = true;
            }

        }while(flagMenu);

    }

    private static boolean subMenu(IFunctions Func) throws IOException
    {
        BufferedReader stdin = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
        try
        {
        IntegrationTrap MyIntegral;
        System.out.print("Введите точность: ");
        double e = Double.parseDouble(stdin.readLine());

        System.out.print("Введите нижний предел интегрирования: ");
        double a = Double.parseDouble(stdin.readLine());
        System.out.print("Введите верхний предел интегрирования: ");
        double b = Double.parseDouble(stdin.readLine());

        MyIntegral = new  IntegrationTrap(Func, e, a, b);

        System.out.println("Значение интеграла: " + MyIntegral.integrate());
        System.out.println("Погрешность: " + MyIntegral.err);
        System.out.println("Количество разбиений: " + MyIntegral.n);

        System.out.print("Для завершения работы нажмите q, а для продолжения любой другой символ: ");
        String ch = stdin.readLine();
        if("q".equals(ch)) { return false; }
        else return true;
        }
        catch(IllegalArgumentException e)
        {
            System.out.println("Ошибка: " + e.getMessage());
            System.out.print("Для завершения работы нажмите q, а для продолжения любой другой символ: ");
            String ch = stdin.readLine();
            if("q".equals(ch)) { return false; }
            else return true;
        }
    }

}