// ［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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