home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ io Programmo 60 / IOPROG_60.ISO / soft / c++ / gsl-1.1.1-setup.exe / {app} / src / roots / bisection.c next >
Encoding:
C/C++ Source or Header  |  2001-08-22  |  3.5 KB  |  135 lines
  1. /* roots/bisection.c
  2.  * 
  3.  * Copyright (C) 1996, 1997, 1998, 1999, 2000 Reid Priedhorsky, Brian Gough
  4.  * 
  5.  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  6.  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  7.  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or (at
  8.  * your option) any later version.
  9.  * 
  10.  * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  11.  * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12.  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  13.  * General Public License for more details.
  14.  * 
  15.  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  16.  * along with this program; if not, write to the Free Software
  17.  * Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  18.  */
  19.  
  20.  
  21. /* bisection.c -- bisection root finding algorithm */
  22.  
  23. #include <config.h>
  24.  
  25. #include <stddef.h>
  26. #include <stdlib.h>
  27. #include <stdio.h>
  28. #include <math.h>
  29. #include <float.h>
  30.  
  31. #include <gsl/gsl_math.h>
  32. #include <gsl/gsl_errno.h>
  33. #include <gsl/gsl_roots.h>
  34.  
  35. #include "roots.h"
  36.  
  37. typedef struct
  38.   {
  39.     double f_lower, f_upper;
  40.   }
  41. bisection_state_t;
  42.  
  43. static int bisection_init (void * vstate, gsl_function * f, double * root, double x_lower, double x_upper);
  44. static int bisection_iterate (void * vstate, gsl_function * f, double * root, double * x_lower, double * x_upper);
  45.  
  46. static int
  47. bisection_init (void * vstate, gsl_function * f, double * root, double x_lower, double x_upper)
  48. {
  49.   bisection_state_t * state = (bisection_state_t *) vstate;
  50.  
  51.   double f_lower, f_upper ;
  52.  
  53.   *root = 0.5 * (x_lower + x_upper) ;
  54.  
  55.   SAFE_FUNC_CALL (f, x_lower, &f_lower);
  56.   SAFE_FUNC_CALL (f, x_upper, &f_upper);
  57.   
  58.   state->f_lower = f_lower;
  59.   state->f_upper = f_upper;
  60.  
  61.   if ((f_lower < 0.0 && f_upper < 0.0) || (f_lower > 0.0 && f_upper > 0.0))
  62.     {
  63.       GSL_ERROR ("endpoints do not straddle y=0", GSL_EINVAL);
  64.     }
  65.  
  66.   return GSL_SUCCESS;
  67.  
  68. }
  69.  
  70. static int
  71. bisection_iterate (void * vstate, gsl_function * f, double * root, double * x_lower, double * x_upper)
  72. {
  73.   bisection_state_t * state = (bisection_state_t *) vstate;
  74.  
  75.   double x_bisect, f_bisect;
  76.  
  77.   const double x_left = *x_lower ;
  78.   const double x_right = *x_upper ;
  79.  
  80.   const double f_lower = state->f_lower; 
  81.   const double f_upper = state->f_upper;
  82.  
  83.   if (f_lower == 0.0)
  84.     {
  85.       *root = x_left ;
  86.       *x_upper = x_left;
  87.       return GSL_SUCCESS;
  88.     }
  89.   
  90.   if (f_upper == 0.0)
  91.     {
  92.       *root = x_right ;
  93.       *x_lower = x_right;
  94.       return GSL_SUCCESS;
  95.     }
  96.   
  97.   x_bisect = (x_left + x_right) / 2.0;
  98.   
  99.   SAFE_FUNC_CALL (f, x_bisect, &f_bisect);
  100.       
  101.   if (f_bisect == 0.0)
  102.     {
  103.       *root = x_bisect;
  104.       *x_lower = x_bisect;
  105.       *x_upper = x_bisect;
  106.       return GSL_SUCCESS;
  107.     }
  108.       
  109.   /* Discard the half of the interval which doesn't contain the root. */
  110.   
  111.   if ((f_lower > 0.0 && f_bisect < 0.0) || (f_lower < 0.0 && f_bisect > 0.0))
  112.     {
  113.       *root = 0.5 * (x_left + x_bisect) ;
  114.       *x_upper = x_bisect;
  115.       state->f_upper = f_bisect;
  116.     }
  117.   else
  118.     {
  119.       *root = 0.5 * (x_bisect + x_right) ;
  120.       *x_lower = x_bisect;
  121.       state->f_lower = f_bisect;
  122.     }
  123.  
  124.   return GSL_SUCCESS;
  125. }
  126.  
  127.  
  128. static const gsl_root_fsolver_type bisection_type =
  129. {"bisection",                /* name */
  130.  sizeof (bisection_state_t),
  131.  &bisection_init,
  132.  &bisection_iterate};
  133.  
  134. const gsl_root_fsolver_type  * gsl_root_fsolver_bisection = &bisection_type;
  135.