VB.net 2010 视频教程 VB.net 2010 视频教程 python基础视频教程
SQL Server 2008 视频教程 c#入门经典教程 Visual Basic从门到精通视频教程
当前位置:
首页 > Python基础教程 >
  • C#教程之C# 定积分求周长&面积原理 代码实现

前言:

         前些日子,因为工作原因,接触到了求解曲线周长,真的是搞了很久,学生时代真的很简单,但是如今的我来说,忘记了....很多人跟我应该一样。

          所以来巩固加强一下记忆。一开始的时候,求周长嘛,找公式呗,什么matlab呀,乱七八糟的,晕,最后找到了可能还不能满足项目的需求,因为可能计算量过大。(我就是这样子的,灵活性相对较低)

          还有就是明明自己可以用代码实现,为什么非要插件,工具呐,这么不自信的?

          所以,“一怒之下”,自己去看了一下定积分求周长的原理,自己还是用代码来实现吧。

(以下内容纯是个人这段时间的理解,如果有错误的,欢迎指正出来。)

 

首先需要说说两个概念,曲线和周长,因为我们要求他们嘛。

曲线:

  这个世界,有曲线吗?我的回答是,没有。那...这...曲线是由无数个直接拼接而成。再准确的说无数个很短的曲线拼接而成。

(如果您彻底理解了这句话,后面就不用看了,基本就没了。)

 

面积:

  与周长的概念类似,没有正方形,没有圆形。只有三角形,所有的图形都是三角形拼接而成。而两个三角形拼成长方形,而我们的面积是由无数个长方形,拼接而成。

  

                (定积分原理的参考图)

 

源码实现: 

复制代码
double GetLength(float start,float end)
        {
            double sumLength = 0;

            float eachX = (end - start) / testCount; 
            for (int i = 1; i < testCount;i++ )
            {
              
                double curY =ArcFunction(start+eachX*i);
                double previousY = ArcFunction(start+eachX*(i-1));
                //根据c²=a²+b²
                double curLength = Math.Sqrt(Math.Pow(eachX, 2) + Math.Pow(curY - previousY, 2));
                sumLength += curLength;
            }
                return sumLength;
        }
复制代码


   解释:

             testCount,即自定义的测试数量,可以理解为精细度,值越大,计算量越大,数据越准确,这个可看你项目需求精细度,通过该变量

可在实现最少的计算量情况,实现你要的效果。

    eachX,就是你的曲线被分成N份,每份的长度。

    curY,当前点的y轴分量

    previousY,上一个点的y轴分量,

    curLength,即如图   

    

                                                       

                  (剩余的部分,代码里面含解释,个人喜欢放在源码里面,原生的,纯24k原创)   

复制代码
 1     int testCount = 1000; //所谓的测试细致度吧,可动态调控,你自己掌握。
 2         /// <summary>
 3         /// 通过已知周长,获取x轴的分量
 4         /// </summary>
 5         /// <param name="length"></param>
 6         /// <returns></returns>
 7         double GetRateXByLength(double length)
 8         {
 9             float eachX = 1.0f;
10             for (int i = 1; i < testCount; i++)
11             {
12                 double curY = ArcFunction(eachX * i);
13                 double previousY = ArcFunction(eachX * (i - 1));
14                 double curLength = Math.Sqrt(Math.Pow(eachX, 2) + Math.Pow(curY - previousY, 2));
15                 length -= curLength;
16                 if(length<=0)
17                 {
18                     return i * eachX;
19                 }
20             }
21             return testCount * eachX;
22         }
23             
24         
25       
26 
27 
28         /// <summary>
29         /// start到end范围内的面积
30         /// </summary>
31         /// <param name="start"></param>
32         /// <param name="end"></param>
33         /// <returns></returns>
34         double GetArea(float start,float end)
35         {
36             double sumAera = 0;
37 
38             float eachX = (end - start) / testCount;
39             for (int i = 1; i < testCount; i++)
40             {
41                 double curY = ArcFunction(start + eachX * i);
42                 //面积 = 长*宽
43                 double curAera = curY * eachX;
44                 sumAera += curAera;
45             }
46             return sumAera;
47         }
48 
49 
50 
51         /// <summary>
52         /// 通过已知面积,获取x轴分量
53         /// </summary>
54         /// <param name="aera"></param>
55         /// <returns></returns>
56         double GetRateXByAera(double aera)
57         {
58             float eachX = 1.0f;
59             for (int i = 1; i < testCount; i++)
60             {
61                 double curY = ArcFunction(eachX * i);
62                 double curAera = curY * eachX;
63                 aera -= curAera;
64                 if(aera<=0)
65                 {
66                     return i * eachX;
67                 }
68             }
69             return testCount*eachX;
70         }
71 
72 
73 
74         /// <summary>
75         /// 通过x分量,得出y的值。(好像意义不大,但是好像可能有些人不是很理解,写给某些人看的,一目了然)
76         /// </summary>
77         /// <param name="x"></param>
78         /// <returns></returns>
79         double GetYByX(float x)
80         {
81             return ArcFunction(x);
82         }
83 
84 
85         /// <summary>
86         /// 核心控制函数。
87         /// </summary>
88         /// <param name="x"></param>
89         /// <returns></returns>
90         double ArcFunction(float x)
91         {
92             return Math.Pow(x, 2); //这边我用幂函数来测试。各位爷可以换其他函数啊。
93 
94             //注:如果对曲线灵活性要求很高,推荐使用贝塞尔曲线。
95             //详情可参考:
96         }
复制代码

 

 

补充:这边,我对贝塞尔曲线做一下补充吧。因为我因为什么幂函数,指数函数遇到的肯,因为这些函数毕竟还不是那么灵活,都具有一定“规律”。

贝塞尔曲线的灵活,受6个参数控制,三个点嘛。(二维空间)

 详情可参考这篇:http://www.sohu.com/a/118656687_466876

 

 

======================================= 2018年9月3日补充================================================================

        可以使用第三方插件:开源Math.Net进行数值积分。

        参考:https://www.cnblogs.com/asxinyu/p/4301017.html     

public static double OnClosedInterval(Func<double, double> f, double intervalBegin, double intervalEnd);

 

 

1
2
3
4
5
6
7
8
9
void Start () {
        var result = Integrate.OnClosedInterval(TestFunc, 0, 24);
         Debug.Log(result);
    }
 
    double TestFunc(double x)
    {
        return x * x;
    }

 

  但是上述的result为面积,也是dy。

 

  再根据定积分求弧长公式:

              

       即:弧长 =  √(1+result²)    

==========================================================


相关教程