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package oop48;

import java.util.*;

import org.apache.commons.math3.analysis.solvers.LaguerreSolver;
import org.apache.commons.math3.complex.Complex;

/**
 * Klasse zur Berechnung der Komplexen Nullstellen
 * @author **********
 *
 */
public class Nullstellenberechner {
	/**Objekt welches die Polynome generiert
	 * 
	 */
	private Polynomgenerator polynomgenerator;
	/**
	 * Konstruktor
	 */
	public Nullstellenberechner() {
		this.polynomgenerator = new Polynomgenerator();
		
	}

	/**Gibt ArrayList mit Complex[] zurück
	 * 
	 * @param coefMin Untere Intervallsgrenze	
	 * @param coefMax Obere Intervallsgrenze
	 * @param degree Höchster Grad der Poylnome
	 * @return Liste mit den Nullstellen
	 */
	public ArrayList<Complex[]> nullstellenAllerPolynome(int coefMin, int coefMax, int degree) {

		ArrayList<Complex[]> nullstellen = new ArrayList<Complex[]>();

		for (int i = 1; i <= degree; i++) {
			polynomgenerator.init(i, coeffBestimmen(coefMin, coefMax, i));
			do {
				int start = 0;

				nullstellen.add(nullstellenBerechnen(polynomgenerator.getPolynom(),start));
			} while (polynomgenerator.add());

		//	nullstellen.add(nullstellenBerechnen(polynomgenerator.getPolynom(),start));
		}
		return nullstellen;
	}
/**
 * Ermittelt die Nullstellen der Polynome mittels Laguerre-Solver
 * @param polynom Array mit den Polynomen
 * @return Array mit Nullstellen
 */
	public Complex[] nullstellenBerechnen(double polynom[], int start) {
		LaguerreSolver solver = new LaguerreSolver();
		Complex[] roots = solver.solveAllComplex(polynom, start);
		return roots;
	}
/**Berechnet die verwendeten Koeffizienten
 * 
 * @param min Untere Intervallgrenze
 * @param max Obere Intervallgrenze
 * @param degree Grad des Polynoms
 * @return Array mit Koeffizienten
 */
	public double[] coeffBestimmen(int min, int max, int degree) {

		double[] coeff = new double[degree];

		double schritt = (max - min) / degree;

		for (int i = 0; i < degree; i++) {
			coeff[i] = min + (schritt * i);
		}
		return coeff;
	}

}

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package oop48;
/**
 * Klasse zur Erzeugung von Polynomen
 * 
 *
 */
public class Polynomgenerator {
	/**
	 * Grad des Polynoms
	 */
	private int degree;
	/**
	 * Array mit den Koeffizienten
	 */
	private double[] coefficients;
	/**
	 * zähler
	 */
	private int[] counter;
	/**
	 * Array mit Polynomen
	 * 
	 */
	private double[] polynom;

	/**
	 * Konstruktor
	 * 
	 */
	public Polynomgenerator() {

	}

	/**
	 * Erzeugt das Polynom
	 *
	 * @param degree
	 *            Grad des Polynoms
	 * @param coefficients
	 *            Koeffizienten
	 */
	public void init(int degree, double[] coefficients) {
		this.degree = degree;
		this.coefficients = coefficients;
		polynom = new double[degree+1];
		counter = new int[degree+1];

		for (int j = 0; j <= degree; j++) {
			counter[j] = 0;
			polynom[j] = coefficients[0];
		}
	}

	/**
	 * Kontrolliert while-Schleife zur Erzeugung der Polynome
	 * 
	 * @return Schleife bricht bei false ab
	 */
	public boolean add() {
		int j = 0;
		for (j = 0; j <= degree && counter[j] == coefficients.length - 1; j++) {
			counter[j] = 0;
			polynom[j] = coefficients[0];

		}
		if (j <= degree) {
			counter[j]++;
			polynom[j] = coefficients[counter[j]];

		} else {
			return false;
		}
		return true;
	}

	/**
	 * Getter für die erzeugten Polynome
	 * 
	 * @return Array mit Polynomen
	 */
	public double[] getPolynom() {
		return polynom;
	}
}