/*
 * Heat1d_e_3.java
 * 1998年9月20日 (子供が産まれるちょっと前だったわけか)
 *
 * コンパイル: javac Heat1d_e_3.java
 * 実行:       appletviewer Heat1d_e_3.java
 *
 * <APPLET code="Heat1d_e_3.class" width=500 height=500></APPLET>
 *
 * 注意
 *   何と言っても古いので JDK1.1 以降では警告される。
 *  (1) reshape() よりも setBounds() を使えと言われる (置き換えれば OK)。
 *  (2) action() もよせ、と言われる。
 */

import java.applet.*;
import java.awt.*;

public class Heat1d_e_3 extends Applet {

  static final boolean DEBUG = false; // true;
  private static final String message = "1D Heat Equation";
  private int N = 40;
  private double Tmax = 0.5, lambda = 0.5;
  // 座標系の変換のためのパラメーター
  private double ratiox, ratioy, X0, Y0;
  // ユーザーとのインターフェイス (パラメーターの入力)
  private Label labelLambda, labelN;
  private TextField inputLambda, inputN;
  private Button startB;

  // 準備 (変数の用意と座標系の初期化など)
  public void init() {
    //
    setLayout(null);

    labelLambda = new Label("lambda (should be <= 1/2)");
    add(labelLambda);
    labelLambda.setBounds(100, 100, 200, 30);
    inputLambda = new TextField("" + lambda);
    add(inputLambda);
    inputLambda.setBounds(300, 100, 100, 30);

    labelN = new Label("N");
    add(labelN);
    labelN.setBounds(100, 130, 200, 30);
    inputN = new TextField("" + N);
    add(inputN);
    inputN.setBounds(300, 130, 100, 30);

    startB = new Button("Restart");
    add(startB);
    startB.setBounds(250, 180, 50, 30);
    
    space(-0.1, -0.1, 1.1, 1.1);
  }
  // ボタンを押されたら、テキスト・フィールドの内容を読み取って、再描画
  public boolean action(Event evt, Object what) {
    if (evt.target == startB) {
      String str1 = inputLambda.getText();
      String str2 = inputN.getText();
      lambda = Double.valueOf(str1).doubleValue();
      N = Integer.parseInt(str2);
      repaint();
    }
    return true;
  }

  // 初期条件
  private double f(double x) {
    if (x <= 0.5)
      return x;
    else
      return 1-x;
  }
  // 座標変換の準備
  private void space(double x0, double y0, double x1, double y1) {
    X0 = x0; Y0 = y0;
    ratiox = 500 / (x1 - x0);
    ratioy = 500 / (y1 - y0);
  }
  // ユーザー座標 (ワールド座標系) をウィンドウ座標 (デバイス座標系)
  private int wx(double x) {
    return (int)(ratiox * (x - X0));
  }
  // ユーザー座標 (ワールド座標系) をウィンドウ座標 (デバイス座標系)
  private int wy(double y) {
    return 500 - (int)(ratioy * (y - Y0));
  }
  // x[], y[] の内容をグラフにする
  private void drawGaph(Graphics g, double x[], double u[]) {
    for (int i= 0; i < N; i++)
      g.drawLine(wx(x[i]), wy(u[i]), wx(x[i + 1]), wy(u[i + 1]));
  }

  public void paint(Graphics g) {

    double h = 1.0 / N;
    double tau = lambda * h * h;
    double dt = 0.01;
    int Jmax = (int) (Tmax / tau);
    int skip = (int) (dt / tau + 0.5);
    double [] u, unext, x;

    // ベクトルを確保する
    x = new double[N+1];
    u = new double[N+1];
    unext = new double[N+1];
    for (int i = 0; i <= N; i++)
      x[i] = i * h;

    // これはあんまり意味がない。
    g.setColor(Color.pink);
    g.fillOval(10, 10, 330, 80);
    g.setColor(Color.red);
    for (int i=0; i<4;i++) 
      g.drawOval(10-i, 10-i, 330+2*i, 80+2*i);

    // タイトルを表示する
    g.setColor(Color.black);
    g.setFont(new Font("Helvetica", Font.BOLD, 24));
    g.drawString(message, 40, 75);

    // 初期値を計算する
    for (int i = 0; i <= N; i++)
      u[i] = f(i * h);

    // 初期値のグラフを描く
    drawGaph(g, x, u);

    // 時間に関するループ
    for (int j = 1; j <= Jmax; j++) {
      int i;
      for (i = 1; i < N; i++)
        unext[i] = (1 - 2 * lambda) * u[i]
                + lambda * (u[i-1] + u[i+1]);
      for (i = 1; i < N; i++)
        u[i] = unext[i];
      u[0] = 0; u[N] = 0;

      if (DEBUG)
        for (i = 0; i <= N; i++)
          System.out.println("u[" + i + "]=" + u[i]);
      // 適当な間隔 (dt=0.01) でグラフを描く
      if (j % skip == 0)
        drawGaph(g, x, u);
    }
  }
}