| 123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566676869707172737475767778798081828384858687888990919293949596979899100101102103104105106107108109110111112113114115116117118119120121122123124125126127128129130131132133134135136137138139140141142143144145146147148149150151152153154155156157158159160161162163164165166167168169170171172173174175176177178179180181182183184185186187188189190191192193194195196197198199200201202203 |
- // tools/function_plotter.dart
- //
- // 函数图像绘制:一个或多个 y = f(x) 原样交给 Symja 采样,再用 [CurvePlot] 画。
- //
- // 采样部分(区间、点数、由 sample 拿点)照旧不变;变的只是外壳 —— 输入框交给
- // [ToolScaffold],绘制按钮就是外壳的「计算」,重置按钮也是外壳自带的。
- import 'package:flutter/material.dart';
- import '../curve_plot.dart';
- import '../symja.dart';
- import 'tool_kit.dart';
- class FunctionPlotterPage extends StatefulWidget {
- const FunctionPlotterPage({super.key});
- @override
- State<FunctionPlotterPage> createState() => _FunctionPlotterPageState();
- }
- class _FunctionPlotterPageState extends State<FunctionPlotterPage> {
- /// 横纵范围在**画图之前**定:两个滑动条放在「计算」按钮上方,
- /// 采样区间和显示窗口都用它们(原来滑条在图下面、只管显示窗口,
- /// 曲线拉出去就断在那儿)。
- RangeValues _xRange = const RangeValues(-10, 10);
- RangeValues _yRange = const RangeValues(-10, 10);
- /// 滑条的取值范围(比默认宽,方便拉大拉小)。
- static const RangeValues _rangeLimits = RangeValues(-50, 50);
- /// 每单位 x 采几个点。
- static const double _perUnit = 60;
- static const int _maxCurves = 5;
- /// 每条曲线的固定颜色,下标与输入框一一对应。
- static const List<Color> _curveColors = <Color>[
- Colors.blue,
- Colors.red,
- Colors.green,
- Colors.orange,
- Colors.purple,
- ];
- /// 可增减的表达式输入框。列表**就地增删**(对象始终是同一个),
- /// 外壳靠 `identical(fields)` 判断要不要清空结果,换新 List 会把结果清掉。
- final List<ToolField> _exprs = <ToolField>[
- ToolField(
- '函数 1',
- hint: '例如 x^2、Sin[x]、Sqrt[x]',
- keyboard: TextInputType.text,
- ),
- ];
- @override
- void initState() {
- super.initState();
- // 打开就该看到一条曲线:第一个框预置 x^2(autoRun 立刻画)
- _exprs.first.controller.text = 'x^2';
- }
- void _addCurve() {
- if (_exprs.length >= _maxCurves) return;
- setState(() {
- _exprs.add(
- ToolField(
- '函数 ${_exprs.length + 1}',
- hint: '例如 x^2、Sin[x]、Sqrt[x]',
- keyboard: TextInputType.text,
- ),
- );
- });
- }
- void _removeCurve() {
- if (_exprs.length <= 1) return;
- // 不 dispose 被移除的控制器:外壳约定不 dispose 输入框,
- // 而且这一帧旧的 TextField 可能还引用着它,提前 dispose 会抛异常。
- setState(() => _exprs.removeLast());
- }
- /// 一条范围滑动条:左边名字、中间滑条、右边当前范围。
- Widget _rangeRow(
- String label,
- RangeValues v,
- ValueChanged<RangeValues> onChanged,
- ) => Row(
- children: [
- SizedBox(
- width: 64,
- child: Text(label, style: const TextStyle(fontSize: 12)),
- ),
- Expanded(
- child: RangeSlider(
- values: v,
- min: _rangeLimits.start,
- max: _rangeLimits.end,
- divisions: (_rangeLimits.end - _rangeLimits.start).round(),
- labels: RangeLabels('${v.start.round()}', '${v.end.round()}'),
- onChanged: onChanged,
- ),
- ),
- SizedBox(
- width: 76,
- child: Text(
- '${v.start.round()} ~ ${v.end.round()}',
- textAlign: TextAlign.right,
- style: const TextStyle(fontSize: 12, fontFamily: 'monospace'),
- ),
- ),
- ],
- );
- /// 两个范围滑动条放在「计算」上方:**先定范围再画图**。
- Widget _intro() => Column(
- crossAxisAlignment: CrossAxisAlignment.start,
- children: [
- _rangeRow('横轴范围', _xRange, (v) => setState(() => _xRange = v)),
- _rangeRow('纵轴范围', _yRange, (v) => setState(() => _yRange = v)),
- const SizedBox(height: 8),
- Row(
- children: [
- OutlinedButton.icon(
- onPressed: _exprs.length < _maxCurves ? _addCurve : null,
- icon: const Icon(Icons.add),
- label: const Text('添加函数'),
- ),
- const SizedBox(width: 12),
- OutlinedButton.icon(
- onPressed: _exprs.length > 1 ? _removeCurve : null,
- icon: const Icon(Icons.remove),
- label: const Text('删除函数'),
- ),
- ],
- ),
- ],
- );
- @override
- Widget build(BuildContext context) => ToolScaffold(
- title: '函数图像绘制',
- // 默认已经有一个 x^2,打开就该看到图。
- autoRun: true,
- fields: _exprs,
- intro: _intro(),
- compute: (session) async {
- final series = <CurveSeries>[];
- final failed = <String>[];
- final from = _xRange.start, to = _xRange.end;
- final count = ((to - from) * _perUnit).round().clamp(200, 4000);
- // 逐条采样:一条失败只记下它自己,别的照画。
- for (var i = 0; i < _exprs.length; i++) {
- final raw = _exprs[i].text;
- if (raw.isEmpty) continue;
- try {
- // 表达式原样交给 Symja 解析,谁解析谁负责。
- final s = await session.sample(
- raw,
- variable: 'x',
- from: from,
- to: to,
- count: count,
- );
- series.add(
- CurveSeries(
- label: raw,
- color: _curveColors[i % _curveColors.length],
- // 非有限值(极点处的 ComplexInfinity 等)原样保留,
- // CurvePlot 会把它们当成抬笔断点。
- points: <Offset>[
- for (var k = 0; k < s.ys.length; k++) Offset(s.xAt(k), s.ys[k]),
- ],
- ),
- );
- } on SymjaException catch (e) {
- failed.add('$raw:$e');
- }
- }
- if (series.isEmpty && failed.isEmpty) {
- throw Exception('请至少填写一个函数表达式');
- }
- return <ToolOutput>[
- if (series.isNotEmpty)
- ToolChart(
- '函数图像',
- // CurvePlot 内部用 Expanded,必须给一个确定高度,
- // 否则放在外层 Column 里会因为高度无界而报错。
- SizedBox(
- height: 360,
- child: CurvePlot(
- series: series,
- // 窗口由上面两个滑动条定死,图自己的滑条收起来
- xWindow: (from, to),
- yWindow: (_yRange.start, _yRange.end),
- showControls: false,
- ),
- ),
- ),
- if (failed.isNotEmpty) ToolText('未能绘制的函数', failed.join('\n')),
- ];
- },
- );
- }
|