Thread: Conversion From C++ To C

anyone could help me with a little C++ to C conversion? The following code generates an amount of points, with some restrictions, then it makes an interception of the sets and calcs vol of the region. It works perfectly.. but i would like to convert it to C, to use with another peace of an statistic program. Would anyone be able to make it works exactly in the same way, but coded in C language?

Code:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <cmath>

#define GERAR_N_PONTOS 100000 // número de pontos que deseja amostrar
										//    na interseccao dos 9 conjuntos
#define PI 3.1415926535897932384626433832795028841968


/////////////////////////////////////////////
// funções auxiliares do programa
/////////////////////////////////////////////

inline
double parte_fracionaria( double d )
{
	return fabs( d - (int)d );
}


//
// representação de um ponto no R7
//

class Ponto 
{
public:
	double x[7];

	Ponto()
	{
	}

	Ponto( const Ponto& p )
	{
		for( int i = 0; i < 7; i++ )
			x[i] = p.x[i];
	}

	Ponto( const Ponto* p )
	{
		for( int i = 0; i < 7; i++ )
			x[i] = p->x[i];
	}

	Ponto( double lambda, const Ponto *p )
	{
		for( int i = 0; i < 7; i++ )
			x[i] = lambda * p->x[i];
	}

	double norma() const
	{
		return sqrt( norma2() );
	}

	double norma2() const
	{
		double sum = 0.0;

		for( int i = 0; i < 7; i++ )
		{
			sum += x[i] * x[i];
		}

		return sum;
	}

	double produto_interno( const Ponto *x, const Ponto *y ) const
	{
		double sum = 0.0;

		for( int i = 0; i < 7; i++ )
		{
			sum += x->x[i] * y->x[i];
		}

		return sum;
	}

	double distancia( const Ponto *x, const Ponto *y ) const
	{
		double sum = 0.0;

		for( int i = 0; i < 7; i++ )
		{
			sum += ( x->x[i] - y->x[i] ) * ( x->x[i] - y->x[i] );
		}

		return sqrt( sum );
	}
};

//
// representação de um conjunto no R7
//

class Conjunto
{
public:
	virtual ~Conjunto() {}
	virtual bool pertence( const Ponto *p ) = 0;
	virtual Ponto* gera_ponto() { return NULL; };

	double gera_valor_entre( double a, double b, double inclusive = true )
	{
		double comprimento = b - a;
		double p;

		if( inclusive )
		{
			p = (double)rand() / (double) RAND_MAX;
		}
		else
		{
			// exclui o máximo e o zero
			p = rand() / ( RAND_MAX + 1 ) + 1;
		}

		return ( p * comprimento ) + a;	
	}
};

//
// representação do hipercubo (-1,1)^7 contido no R7
//

class Hipercubo : public Conjunto
{
public:

	Hipercubo() {};

	bool pertence( const Ponto *p )
	{
		for( int i = 0; i < 7; i++ )
			if( fabs( p->x[i] ) > 1 )
				return false;

		return true;
	}

	Ponto* gera_ponto()
	{
		Ponto *p = new Ponto;
		double f;

		for( int i = 0; i < 7; i++ )
		{
			f = gera_valor_entre( -1.0, 1.0, true );
			p->x[i] = f;
		}

		return p;
	}
};

//
// representação da bola aberta de raio 1 (na norma 2) do R7
//

class Bola : public Conjunto
{
public:

	Bola()
	{
		cubo = new Hipercubo();
	};

	bool pertence( const Ponto *p )
	{
		double norma = 0.0;

		for( int i = 0; i < 7; i++ )
			norma += p->x[i]*p->x[i];

		return norma <= 1.0;
	}

	Ponto* gera_ponto()
	{
		Ponto *p = cubo->gera_ponto();

		while( !pertence( p ) )
		{
			delete p;
			p = gera_ponto();
		}

		return p;
	}

private:
	Hipercubo *cubo;
};


/////////////////////////////////////////////
// conjuntos do EP
/////////////////////////////////////////////

//
// R1 (bola aberta)
//

class R1 : public Bola {};

//
// R2
//

class R2 : public Conjunto
{
public:
	bool pertence( const Ponto *p )
	{
		double soma = 0.0;

		for( int i = 0; i < 6; i++ )
			soma += pow( fabs( p->x[i] ), (double) (i + 1) );

		return p->x[6] >= ( -0.5 + soma );
	}
};

//
// R3
//

class R3 : public Conjunto
{
public:
	bool pertence( const Ponto *p )
	{
		double soma = 0.0;

		for( int i = 0; i < 7; i++ )
			soma += p->x[i];

		return soma <= 1.0;
	}
};

//
// R4
//

class R4 : public Conjunto
{
public:
	bool pertence( const Ponto *p )
	{
		double soma = 0.0;

		for( int i = 0; i < 6; i++ )
			soma += pow( fabs( p->x[i] ), 1.0 + fabs( p->x[i] ) );

		return p->x[6] <= ( 1.0 - ( soma / 10.0 ) );
	}
};

//
// R5
//

class R5 : public Conjunto
{
public:
	bool pertence( const Ponto *p )
	{
		return ( p->x[0] * p->x[1] < 0.49 );
	}
};

//
// R6
//

class R6 : public Conjunto
{
public:
	bool pertence( const Ponto *p )
	{
		double soma = 0.0;

		for( int i = 0; i < 7; i++ )
			soma += p->x[i] * p->x[i];

		return soma > 0.1;
	}
};

//
// R7
//

class R7 : public Conjunto
{
public:
	bool pertence( const Ponto *p )
	{
		Ponto *y = gera_ponto_no_cone( p );
		Ponto *z = projecao_linear( p, y );

		double d = p->distancia( p, z );

		delete y;
		delete z;

		return d > 0.001;
	}

	Ponto* gera_ponto_no_cone( const Ponto *p )
	{
		Ponto *y = new Ponto();
		y->x[6] = 0.0;

		for( int i = 0; i < 6; i++ )
		{
			y->x[i] = p->x[i];
			y->x[6] += p->x[i] * p->x[i];
		}

		y->x[6] = sqrt( y->x[6] );

		return y;
	}

	Ponto* projecao_linear( const Ponto *x, const Ponto *y )
	{
		// calcula a projeção linear de x sobre y

		double lambda = x->produto_interno( x, y ) / y->norma2();

		Ponto *p = new Ponto( lambda, x );

		return p;
	}
};

//
// R8
//

class R8 : public Conjunto
{
public:
	bool pertence( const Ponto *p )
	{
		// testaremos componente a componente, até que uma falhe (ou não)
		double a;
		double b;
		double h = 0.01;

		// componente 1
		{
			// sempre há um ponto y na curva gama cuja componente y1 é tão próxima
			//    quanto se queira da componente x1 de qualquer x na bola unitária,
			//    pois x1 pertence a (-1,1) e y1 = sen( t ) pertence a [-1, 1]
			// o que faço aqui é determinar o intervalo (a, b) ao qual t deve pertencer
			//    para que esta distância não ultrapasse 0.01.
			//    este t limita as demais componentes.
			double ta;
			double tb;

			ta = p->x[0] - h;
			tb = p->x[0] + h;

			if( ta < -1.0 ) ta = -1.0;
			if( tb >  1.0 ) tb =  1.0;

			// nota: pode ser que a < 0 e b > 0, tomar cuidado neste caso!
			a = asin( ta );
			b = asin( tb );

			if( a > b )
			{
				printf( "R8::percente():: DEU MERDA -> a > b!!\n" );
				exit( 1 );
			}
		}

		// componentes 2 a 7
		{
			double c;
			double d;

			// a componente yi = sen( i*t + pi/7 )
			for( int i = 1; i < 7; i++ )
			{
				// vou encontrar o intervalo (c, d) ao qual t deve pertencer para que
				//    a diferença das componentes seja inferior a 0.01.
	
				double ta;
				double tb;
				double t1;
				double t2;

				ta = p->x[i] - h;
				tb = p->x[i] + h;

				if( ta < -1.0 ) ta = -1.0;
				if( tb >  1.0 ) tb =  1.0;

				t1 = asin( ta );
				t2 = asin( tb );

				c = ( t1 - PI/7.0 ) / (double) (i + 1);
				d = ( t2 - PI/7.0 ) / (double) (i + 1);

				if( c > d )
				{
					printf( "R8::percente():: DEU MERDA -> c > d!!\n" );
					exit( 1 );
				}

			//printf( "[%i] -> (a, b) = (%2.6f, %2.6f) \t(c, d) = (%.6f, %.6f)\n", i, a, b, c, d );

				// agora eu calculo a intersecção dos intervalos (c, d) e (a, b) e
				//    se for vazio, então há pelo menos uma componente xj, para j=1...i
				//    que difere de mais de 0.01 de yj, para qualquer y da curva gama.
				if( c > a ) a = c;
				if( d < b ) b = d;

				if( b < a )
				{
					// a intersecção é vazia
					return true;
				}
			}
		}

		return false;
	}
};

//
// R9
//

class R9 : public Conjunto
{
public:
	bool pertence( const Ponto *p )
	{
		double min = parte_fracionaria( 1000.0 * p->x[0] );

		for( int i = 1; i < 7; i++ )
		{
			double atual = parte_fracionaria( 1000.0 * p->x[i] );
			if( atual < min )
				min = atual;
		}

		// o ponto não pode pertencer a este conjunto
		return ! ( min < 0.01 );
	}
};

//
// rotina para testar e analisar os conjuntos
//

void teste_e_analise()
{
	unsigned int pontos_no_conjunto_R[9] = {0,0,0,0,0,0,0,0,0};
	Conjunto* R[9] = { new R1(),
							new R2(),
							new R3(),
							new R4(),
							new R5(),
							new R6(),
							new R7(),
							new R8(),
							new R9()
							};
	Bola* bola = new Bola();

	printf("\nGerando 10000 pontos na bola de raio 1...\n\n");

	for( int i = 0; i < 10000; i++ )
	{
		Ponto *p = bola->gera_ponto();

		bool temp1 = R[0]->pertence( p );	
		pontos_no_conjunto_R[0] += temp1;

		bool temp2 = R[1]->pertence( p );	
		pontos_no_conjunto_R[1] += temp2;

		bool temp3 = R[2]->pertence( p );	
		pontos_no_conjunto_R[2] += temp3;

		bool temp4 = R[3]->pertence( p );	
		pontos_no_conjunto_R[3] += temp4;

		bool temp5 = R[4]->pertence( p );	
		pontos_no_conjunto_R[4] += temp5;

		bool temp6 = R[5]->pertence( p );	
		pontos_no_conjunto_R[5] += temp6;

		bool temp7 = R[6]->pertence( p );	
		pontos_no_conjunto_R[6] += temp7;

		bool temp8 = R[7]->pertence( p );	
		pontos_no_conjunto_R[7] += temp8;

		bool temp9 = R[8]->pertence( p );	
		pontos_no_conjunto_R[8] += temp9;

		delete p;
	}

	printf( "-- R1 possui %10i (rejeitou %10i) --\n", pontos_no_conjunto_R[0], 10000 - pontos_no_conjunto_R[0] );
	printf( "-- R2 possui %10i (rejeitou %10i) --\n", pontos_no_conjunto_R[1], 10000 - pontos_no_conjunto_R[1] );
	printf( "-- R3 possui %10i (rejeitou %10i) --\n", pontos_no_conjunto_R[2], 10000 - pontos_no_conjunto_R[2] );
	printf( "-- R4 possui %10i (rejeitou %10i) --\n", pontos_no_conjunto_R[3], 10000 - pontos_no_conjunto_R[3] );
	printf( "-- R5 possui %10i (rejeitou %10i) --\n", pontos_no_conjunto_R[4], 10000 - pontos_no_conjunto_R[4] );
	printf( "-- R6 possui %10i (rejeitou %10i) --\n", pontos_no_conjunto_R[5], 10000 - pontos_no_conjunto_R[5] );
	printf( "-- R7 possui %10i (rejeitou %10i) --\n", pontos_no_conjunto_R[6], 10000 - pontos_no_conjunto_R[6] );
	printf( "-- R8 possui %10i (rejeitou %10i) --\n", pontos_no_conjunto_R[7], 10000 - pontos_no_conjunto_R[7] );
	printf( "-- R9 possui %10i (rejeitou %10i) --\n\n", pontos_no_conjunto_R[8], 10000 - pontos_no_conjunto_R[8] );

	for( int i = 0; i < 9; i++ )
		delete R[i];

	delete bola;
}

/////////////////////////////////////////////
// função principal do EP
/////////////////////////////////////////////

int main( int argc, char *argv[] )
{
	// lista de conjuntos, do menor para o maior
	// 
	// R2
	// R3
	// R9
	// R7
	// R6
	// R4
	// R1, R5, R8
	//
	// farei as comparações nesta ordem para minimizar os cálculos

	// rodar esta rotina apenas para testar os conjuntos e amostrar as suas relevâncias
	if( argc == 2 )
	{
		if( strcmp( argv[1], "testar" ) == 0 )
		{
			teste_e_analise();
			return 1;
		}
		else if( strcmp( argv[1], "rodar" ) != 0 )
			return 0;
	}
	else
	{
		printf( "\nForma de utilizacao do programa:\n" );
		printf( "  %s testar\t-- roda a rotina de teste dos conjuntos\n", argv[0] );
		printf( "  %s rodar\t-- calcula o volume da interseccao dos conjuntos\n\n", argv[0] );

		return 0;
	}
		
	

	Conjunto* R[9] = { new R1(), new R2(), new R3(), new R4(), new R5(),
							new R6(), new R7(), new R8(), new R9() };
	Hipercubo* cubo = new Hipercubo();
	int i, j;


	printf( "\nGerando pontos do hipercubo (-1,1)^7 contido no R7\n   ateh que %i destes pertencam aos 9 conjuntos...\n\n",
			 GERAR_N_PONTOS );
	
	for( i = j = 0; i < GERAR_N_PONTOS; i++ )
	{
		bool ponto_dentro;
		do
		{
			ponto_dentro = false;
			Ponto *p = cubo->gera_ponto();

			if( R[1]->pertence( p ) &&
				R[2]->pertence( p ) &&
				R[8]->pertence( p ) &&
				R[6]->pertence( p ) &&
				R[5]->pertence( p ) &&
				R[3]->pertence( p ) &&
				R[0]->pertence( p ) &&
				R[4]->pertence( p ) &&
				R[7]->pertence( p ) )
			{
				ponto_dentro = true;
			}


			if( j % 500000 == 0 )
			{
				printf( "-- %8i pontos gerados e %6i pertencentes a todos os conjuntos --\n", j, i );
			}

			delete p;
			j++;
		}
		while( !ponto_dentro );
	}

	printf( "-- %8i pontos gerados e %6i pertencentes a todos os conjuntos --\n", j, i );
	printf( "\n\n" );

	double porcentagem = (double) i / (double) j * 100.0;

	printf( "Pertencem aos 9 conjuntos: %i de %i [%.4f%%]\n", i, j, porcentagem );
	printf( "Volume do hipercubo: 2^7 = 128\n" );
	printf( "Volume da interseccao dos conjuntos: %.6f * 128 = %.4f\n\n",
			 porcentagem / 100.0, 128.0 * porcentagem / 100.0 );

	for( int i = 0; i < 9; i++ )
		delete R[i];

	delete cubo;

	return 1;
}