/* bisection.c
二分法 ( Bisection Method ) による非線形方程式の解法
*/

#include<stdio.h>
#include<math.h>

// 方程式 f(x) = 0 はここで定義

//#define function (x * x - 3.0 * x + 2.0)
//#define function_string "x^2 - 3x + 2"

//#define function ((x * x - 2.0 ) * x + 1.0)
//#define function_string "x^3 - 2x + 1"

//#define function (x * x - 2.0)	
//#define function_string "x^2 - 2"

//#define function (x * x - 3.0)
//#define function_string "x^2 - 3"

//#define function (x * x * x - 2.0)
//#define function_string "x^3 - 2"

//#define function sin(x)
//#define function_string "sin(x)"

//#define function log(x) - 1
//#define function_string "log(x) - 1"

#define function exp(-x) - sin(x)
#define function_string "exp(-x) - sin(x)" 

double f(double x)
{
	return function;
}

main()
{
	int n = 32, i, ok, s;
	double a, b, c, fa, fb, fc, p;
	
	// 初期値の入力
	printf("二分法を用いて %s = 0 の解の近似値を求めます。\n", function_string);
	ok = 0;
	while(ok == 0){
		printf("f(a)×f(b) <= 0 となるような a, b を入力してください。\n");
		printf("a = "); scanf("%lf", &a);
		printf("b = ");	scanf("%lf", &b);
		fa = f(a);
		fb = f(b);
		if(fa * fb <= 0.0)
			ok = 1;
		else
			printf("f(a) = %lf, f(b) = %lf なので f(a)×f(b) > 0 でした。\n", fa, fb);
	}

	ok = 0;
	while(ok == 0){
		printf("小数点以下何桁まで求めますか ( 2 以上、最大 15 まで ) ");
		scanf("%d", &n);
		if(n > 1 && n < 16) ok = 1;
	}
	p = pow(0.1, n) / 2.0; // 許容誤差の指定 0.5 * 10^(-n)

	s = 0;	// ステップ数
	while(fabs(a-b) > p){
		c = (a + b) / 2.0;
	printf("     c = %20.17lf\n", c);
		fc = f(c);
		if(fa * fc <= 0.0){
			b = c; 
		}
		else{
			a = c;
			fa = fc;
		}
		s++;
	}
	printf("\n");
	printf("解は x = %20.17lf です。\n", c);
	printf("誤差は   %20.17lf 以下です。\n", fabs(a-b));
	printf("ステップ数は %d でした。\n", s);
}