♻️ Refactor graph calculating
This commit is contained in:
		| @@ -47,7 +47,9 @@ class _CalculatorHomePageState extends State<CalculatorHomePage> { | |||||||
|  |  | ||||||
|     final input = _controller.text.trim(); |     final input = _controller.text.trim(); | ||||||
|     final normalizedInput = input.replaceAll(' ', ''); |     final normalizedInput = input.replaceAll(' ', ''); | ||||||
|     if (normalizedInput.toLowerCase().startsWith('y=')) { |  | ||||||
|  |     // 使用solver检查是否为可绘制的函数表达式 | ||||||
|  |     if (_solverService.isGraphableExpression(normalizedInput)) { | ||||||
|       setState(() { |       setState(() { | ||||||
|         _isFunctionMode = true; |         _isFunctionMode = true; | ||||||
|         _result = null; |         _result = null; | ||||||
|   | |||||||
							
								
								
									
										104
									
								
								lib/solver.dart
									
									
									
									
									
								
							
							
						
						
									
										104
									
								
								lib/solver.dart
									
									
									
									
									
								
							| @@ -1,9 +1,9 @@ | |||||||
| import 'dart:math'; | import 'dart:developer' show log; | ||||||
| import 'package:flutter/foundation.dart'; | import 'dart:math' hide log; | ||||||
| import 'package:rational/rational.dart'; | import 'package:rational/rational.dart'; | ||||||
|  | import 'package:simple_math_calc/calculator.dart'; | ||||||
|  | import 'package:simple_math_calc/parser.dart'; | ||||||
| import 'models/calculation_step.dart'; | import 'models/calculation_step.dart'; | ||||||
| import 'calculator.dart'; |  | ||||||
| import 'parser.dart'; |  | ||||||
|  |  | ||||||
| /// 帮助解析一元一次方程 ax+b=cx+d 的辅助类 | /// 帮助解析一元一次方程 ax+b=cx+d 的辅助类 | ||||||
| class LinearEquationParts { | class LinearEquationParts { | ||||||
| @@ -512,6 +512,92 @@ ${b1}y &= ${c1 - a1 * x.toDouble()} | |||||||
|     } |     } | ||||||
|   } |   } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |   /// 检查表达式是否可绘制(包含变量x且可以被求值) | ||||||
|  |   bool isGraphableExpression(String expression) { | ||||||
|  |     try { | ||||||
|  |       // 移除空格并转换为小写 | ||||||
|  |       String cleanExpr = expression.replaceAll(' ', '').toLowerCase(); | ||||||
|  |  | ||||||
|  |       // 如果以 y= 开头,去掉前缀 | ||||||
|  |       if (cleanExpr.startsWith('y=')) { | ||||||
|  |         cleanExpr = cleanExpr.substring(2); | ||||||
|  |       } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |       // 不能包含等号(方程而不是函数表达式) | ||||||
|  |       if (cleanExpr.contains('=')) { | ||||||
|  |         return false; | ||||||
|  |       } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |       // 必须包含变量x | ||||||
|  |       if (!cleanExpr.contains('x')) { | ||||||
|  |         return false; | ||||||
|  |       } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |       // 尝试展开表达式(如果包含括号) | ||||||
|  |       String processedExpr = cleanExpr; | ||||||
|  |       if (processedExpr.contains('(')) { | ||||||
|  |         processedExpr = _expandExpressions(processedExpr); | ||||||
|  |       } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |       // 尝试解析表达式 | ||||||
|  |       final parser = Parser(processedExpr); | ||||||
|  |       final expr = parser.parse(); | ||||||
|  |  | ||||||
|  |       // 测试在几个点上是否可以求值 | ||||||
|  |       final testPoints = [-1.0, 0.0, 1.0]; | ||||||
|  |       for (final x in testPoints) { | ||||||
|  |         try { | ||||||
|  |           final substituted = expr.substitute('x', DoubleExpr(x)); | ||||||
|  |           final evaluated = substituted.evaluate(); | ||||||
|  |           if (evaluated is DoubleExpr && | ||||||
|  |               evaluated.value.isFinite && | ||||||
|  |               !evaluated.value.isNaN) { | ||||||
|  |             // 至少有一个点可以求值就算成功 | ||||||
|  |             return true; | ||||||
|  |           } | ||||||
|  |         } catch (e) { | ||||||
|  |           // 继续测试其他点 | ||||||
|  |           continue; | ||||||
|  |         } | ||||||
|  |       } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |       return false; | ||||||
|  |     } catch (e) { | ||||||
|  |       return false; | ||||||
|  |     } | ||||||
|  |   } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |   /// 准备函数表达式用于绘图(展开因式形式) | ||||||
|  |   String prepareFunctionForGraphing(String expression) { | ||||||
|  |     // 移除空格并转换为小写 | ||||||
|  |     String cleanExpr = expression.replaceAll(' ', '').toLowerCase(); | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     // 如果以 y= 开头,去掉前缀 | ||||||
|  |     if (cleanExpr.startsWith('y=')) { | ||||||
|  |       cleanExpr = cleanExpr.substring(2); | ||||||
|  |     } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     // 如果表达式包含括号,进行展开 | ||||||
|  |     if (cleanExpr.contains('(')) { | ||||||
|  |       cleanExpr = _expandExpressions(cleanExpr); | ||||||
|  |     } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     // 清理格式:移除不必要的.0后缀和简化格式 | ||||||
|  |     cleanExpr = cleanExpr | ||||||
|  |         .replaceAll('.0', '') // 移除所有.0 | ||||||
|  |         .replaceAll('+0', '') // 移除+0 | ||||||
|  |         .replaceAll('-0', '') // 移除-0 | ||||||
|  |         .replaceAll('1x^2', 'x^2') // 1x^2 -> x^2 | ||||||
|  |         .replaceAll('1x', 'x'); // 1x -> x | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     // 移除开头的+号 | ||||||
|  |     if (cleanExpr.startsWith('+')) { | ||||||
|  |       cleanExpr = cleanExpr.substring(1); | ||||||
|  |     } | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     return cleanExpr; | ||||||
|  |   } | ||||||
|  |  | ||||||
|   /// ---- 辅助函数 ---- |   /// ---- 辅助函数 ---- | ||||||
|  |  | ||||||
|   String _expandExpressions(String input) { |   String _expandExpressions(String input) { | ||||||
| @@ -554,26 +640,26 @@ ${b1}y &= ${c1 - a1 * x.toDouble()} | |||||||
|       if (factorMulMatch != null) { |       if (factorMulMatch != null) { | ||||||
|         final factor1 = factorMulMatch.group(1)!; |         final factor1 = factorMulMatch.group(1)!; | ||||||
|         final factor2 = factorMulMatch.group(2)!; |         final factor2 = factorMulMatch.group(2)!; | ||||||
|         debugPrint('Expanding: ($factor1) * ($factor2)'); |         log('Expanding: ($factor1) * ($factor2)'); | ||||||
|  |  | ||||||
|         final coeffs1 = _parsePolynomial(factor1); |         final coeffs1 = _parsePolynomial(factor1); | ||||||
|         final coeffs2 = _parsePolynomial(factor2); |         final coeffs2 = _parsePolynomial(factor2); | ||||||
|         debugPrint('Coeffs1: $coeffs1, Coeffs2: $coeffs2'); |         log('Coeffs1: $coeffs1, Coeffs2: $coeffs2'); | ||||||
|  |  | ||||||
|         final a = coeffs1[1] ?? 0; |         final a = coeffs1[1] ?? 0; | ||||||
|         final b = coeffs1[0] ?? 0; |         final b = coeffs1[0] ?? 0; | ||||||
|         final c = coeffs2[1] ?? 0; |         final c = coeffs2[1] ?? 0; | ||||||
|         final d = coeffs2[0] ?? 0; |         final d = coeffs2[0] ?? 0; | ||||||
|         debugPrint('a=$a, b=$b, c=$c, d=$d'); |         log('a=$a, b=$b, c=$c, d=$d'); | ||||||
|  |  | ||||||
|         final newA = a * c; |         final newA = a * c; | ||||||
|         final newB = a * d + b * c; |         final newB = a * d + b * c; | ||||||
|         final newC = b * d; |         final newC = b * d; | ||||||
|         debugPrint('newA=$newA, newB=$newB, newC=$newC'); |         log('newA=$newA, newB=$newB, newC=$newC'); | ||||||
|  |  | ||||||
|         final expanded = |         final expanded = | ||||||
|             '${newA}x^2${newB >= 0 ? '+' : ''}${newB}x${newC >= 0 ? '+' : ''}$newC'; |             '${newA}x^2${newB >= 0 ? '+' : ''}${newB}x${newC >= 0 ? '+' : ''}$newC'; | ||||||
|         debugPrint('Expanded result: $expanded'); |         log('Expanded result: $expanded'); | ||||||
|  |  | ||||||
|         result = result.replaceFirst(factorMulMatch.group(0)!, expanded); |         result = result.replaceFirst(factorMulMatch.group(0)!, expanded); | ||||||
|         iterationCount++; |         iterationCount++; | ||||||
|   | |||||||
| @@ -2,6 +2,7 @@ import 'package:flutter/material.dart'; | |||||||
| import 'package:fl_chart/fl_chart.dart'; | import 'package:fl_chart/fl_chart.dart'; | ||||||
| import 'package:simple_math_calc/parser.dart'; | import 'package:simple_math_calc/parser.dart'; | ||||||
| import 'package:simple_math_calc/calculator.dart'; | import 'package:simple_math_calc/calculator.dart'; | ||||||
|  | import 'package:simple_math_calc/solver.dart'; | ||||||
| import 'dart:math'; | import 'dart:math'; | ||||||
|  |  | ||||||
| class GraphCard extends StatefulWidget { | class GraphCard extends StatefulWidget { | ||||||
| @@ -23,15 +24,15 @@ class GraphCard extends StatefulWidget { | |||||||
| } | } | ||||||
|  |  | ||||||
| class _GraphCardState extends State<GraphCard> { | class _GraphCardState extends State<GraphCard> { | ||||||
|  |   final SolverService _solverService = SolverService(); | ||||||
|  |  | ||||||
|   /// 生成函数图表的点 |   /// 生成函数图表的点 | ||||||
|   List<FlSpot> _generatePlotPoints(String expression, double zoomFactor) { |   List<FlSpot> _generatePlotPoints(String expression, double zoomFactor) { | ||||||
|     try { |     try { | ||||||
|       // 只处理 y=... 格式的函数 |       // 使用solver准备函数表达式(展开因式形式) | ||||||
|       String normalized = expression.replaceAll(' ', ''); |       String functionExpr = _solverService.prepareFunctionForGraphing( | ||||||
|       if (!normalized.toLowerCase().startsWith('y=')) { |         expression, | ||||||
|         return []; |       ); | ||||||
|       } |  | ||||||
|       String functionExpr = normalized.substring(2); |  | ||||||
|  |  | ||||||
|       // 如果表达式不包含 x,返回空列表 |       // 如果表达式不包含 x,返回空列表 | ||||||
|       if (!functionExpr.contains('x') && !functionExpr.contains('X')) { |       if (!functionExpr.contains('x') && !functionExpr.contains('X')) { | ||||||
|   | |||||||
| @@ -105,5 +105,31 @@ void main() { | |||||||
|         reason: '应该提供复数根', |         reason: '应该提供复数根', | ||||||
|       ); |       ); | ||||||
|     }); |     }); | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     test('可绘制函数表达式检测', () { | ||||||
|  |       // 测试可绘制的函数表达式 | ||||||
|  |       expect(solver.isGraphableExpression('y=x^2'), true); | ||||||
|  |       expect(solver.isGraphableExpression('x^2+2x+1'), true); | ||||||
|  |       expect(solver.isGraphableExpression('(x-1)(x+3)'), true); | ||||||
|  |  | ||||||
|  |       // 测试不可绘制的表达式 | ||||||
|  |       expect(solver.isGraphableExpression('2+3'), false); | ||||||
|  |       expect(solver.isGraphableExpression('hello'), false); | ||||||
|  |       expect(solver.isGraphableExpression('x^2=4'), false); // 方程而不是函数 | ||||||
|  |     }); | ||||||
|  |  | ||||||
|  |     test('函数表达式预处理', () { | ||||||
|  |       // 测试因式展开 | ||||||
|  |       final expanded = solver.prepareFunctionForGraphing('y=(x-1)(x+3)'); | ||||||
|  |       expect(expanded, 'x^2+2x-3'); | ||||||
|  |  | ||||||
|  |       // 测试已展开的表达式 | ||||||
|  |       final alreadyExpanded = solver.prepareFunctionForGraphing('x^2+2x+1'); | ||||||
|  |       expect(alreadyExpanded, 'x^2+2x+1'); | ||||||
|  |  | ||||||
|  |       // 测试无y=前缀的表达式 | ||||||
|  |       final noPrefix = solver.prepareFunctionForGraphing('(x-1)(x+3)'); | ||||||
|  |       expect(noPrefix, 'x^2+2x-3'); | ||||||
|  |     }); | ||||||
|   }); |   }); | ||||||
| } | } | ||||||
|   | |||||||
		Reference in New Issue
	
	Block a user