polynomials
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lib/ruby_algebra/polynomial.rb
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@@ -0,0 +1,232 @@
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# frozen_string_literal: true
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module RubyAlgebra
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# Многочлен - сумма одночленов
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class Polynomial
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# одночлены
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attr_reader :terms
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def initialize(terms = [])
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@terms = if terms.is_a? Term
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[terms]
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else
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terms
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end
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simplify!
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end
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def to_s
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if @terms.empty?
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result = ''
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else
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result = @terms[-1].to_s
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i = @terms.length - 2
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while i >= 0
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result += if @terms[i].coeff > 0
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" + #{@terms[i]}"
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else
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" - #{-@terms[i]}"
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end
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i -= 1
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end
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end
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result
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||||
end
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def diff
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raise NotImplementedError
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end
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def evaluate(values)
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result = 0
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@terms.each do |term|
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# ...
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end
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result
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||||
end
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def +(other)
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if other.is_a? Polynomial
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Polynomial.new(@terms + other.terms).simplify
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elsif other.is_a? Term
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Polynomial.new(@terms + [other]).simplify
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||||
else
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||||
Polynomial.new(@terms + [Term.new(other)]).simplify
|
||||
end
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end
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def *(other)
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if other.is_a? Polynomial
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result = Polynomial.new
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other.terms.each do |term|
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result += self * term
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end
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result
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||||
else
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Polynomial.new(@terms.map { |term| term * other })
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end
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end
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def **(other)
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result = Polynomial.new([Term.new(1)])
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other.times do
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result *= self
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end
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result
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||||
end
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def -(other)
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self + -other
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end
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def +@
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self
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end
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def -@
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self * -1
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end
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def ==(other)
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@terms == other.terms
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end
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def simplify
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i = 0
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new_terms = @terms.filter { |t| !t.zero? }
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while i < new_terms.length
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j = i + 1
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while j < new_terms.length
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||||
if new_terms[i].similar_to?(new_terms[j])
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new_terms[i] += new_terms[j]
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||||
if new_terms[i].zero?
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||||
new_terms.delete_at(i)
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i -= 1
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||||
j -= 1
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||||
end
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||||
new_terms.delete_at(j)
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||||
j -= 1
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||||
end
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||||
j += 1
|
||||
end
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||||
i += 1
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||||
end
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Polynomial.new(new_terms.sort_by { |t| t.total_power })
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||||
end
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def simplify!
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i = 0
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||||
new_terms = @terms.filter { |t| !t.zero? }
|
||||
while i < new_terms.length
|
||||
j = i + 1
|
||||
while j < new_terms.length
|
||||
if new_terms[i].similar_to?(new_terms[j])
|
||||
new_terms[i] += new_terms[j]
|
||||
if new_terms[i].zero?
|
||||
new_terms.delete_at(i)
|
||||
i -= 1
|
||||
j -= 1
|
||||
end
|
||||
new_terms.delete_at(j)
|
||||
j -= 1
|
||||
end
|
||||
j += 1
|
||||
end
|
||||
i += 1
|
||||
end
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||||
@terms = new_terms.sort_by { |t| t.total_power }
|
||||
end
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||||
end
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# Одночлен в форме a_n * x_1^k_1 * ... * x_n^k_n
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class Term
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||||
attr_reader :coeff, :variables
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||||
def initialize(coeff = 0, variables = {})
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||||
@coeff = coeff
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||||
@variables = {}
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variables.each do |var, power|
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||||
next if power.zero?
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||||
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||||
if @variables[var].nil?
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||||
@variables[var] = power
|
||||
else
|
||||
@variables[var] += power
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
end
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||||
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||||
def diff(var)
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||||
raise NotImplementedError
|
||||
end
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||||
def evaluate(values)
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||||
raise NotImplementedError
|
||||
end
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||||
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||||
def +(other)
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||||
raise NotImplementedError, 'addition of non-similar terms is not implemented' unless similar_to?(other)
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||||
Term.new(@coeff + other.coeff, @variables)
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||||
end
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def *(other)
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||||
return Term.new if @coeff.zero? || other.coeff.zero?
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new_variables = @variables.clone
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||||
other.variables.each do |symbol, power|
|
||||
if new_variables[symbol].nil?
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||||
new_variables[symbol] = power
|
||||
else
|
||||
new_variables[symbol] += power
|
||||
end
|
||||
end
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||||
Term.new(@coeff * other.coeff, new_variables)
|
||||
end
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||||
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def +@
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||||
Term.new(@coeff, @variables)
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end
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||||
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def -@
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||||
Term.new(-@coeff, @variables)
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end
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def ==(other)
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||||
@coeff == other.coeff && @variables == other.variables
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end
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def total_power
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@variables.values.sum
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end
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def to_s
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||||
result = coeff.to_s
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||||
unless @variables.empty?
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||||
first = true
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||||
@variables.each do |var, power|
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||||
result += if first
|
||||
"#{var}^#{power}"
|
||||
else
|
||||
" * #{var}^#{power}"
|
||||
end
|
||||
first = false
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
result
|
||||
end
|
||||
|
||||
def similar_to?(other)
|
||||
return false if @variables.length != other.variables.length
|
||||
|
||||
other.variables.each do |var, power|
|
||||
return false if @variables[var] != power
|
||||
end
|
||||
true
|
||||
end
|
||||
|
||||
def zero?
|
||||
@coeff.zero?
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
end
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