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#include "FODO_sing_part.h"
int dsMap(double L, double lunghezzatotale, int n_step)
{
double ds = lunghezzatotale/n_step;
int n_p = (int) floor(L/ds);
return n_p;
}
#ifdef DEBUG
void prod(double * A, vector< vector <double> > N, double S)
#else
void prod(double * A, vector< vector <double> > N)
#endif
{
double *H = new double[4];
for (int i=0; i<4; i++) H[i] = 0.0;
for (int i=0; i<4; i++)
for (int j=0; j<4; j++)
H[i] += A[j] * N[i][j];
for (int i=0; i<4; i++)
A[i]=H[i];
#ifdef DEBUG
printf("S = %f\nx = %f\np_x = %f\ny = %f\np_y = %f\n",S,A[0],A[1],A[2],A[3]);
#endif
}
double *optics(vector< vector <double> > N, int i,bool * effettuato_con_successo)
{
double omega, s, *A=new double[2];
for (int j = 0; j < 2; j++) A[j] =0.;
//if (fabs((N[i][i]+N[i+1][i+1])*0.5) > 1.)
//{
// printf("Errore impossibile calcolare le funzioni ottiche!\n");
// * effettuato_con_successo=false;
// return A; // ritorna zero e basta: al limite dobbiamo lavorarci su in altro modo, fare gli ifndef non funziona perche' sono macro per il preprocessore, non variabili valutate in fase di runtime!
//}
omega = acos((N[i][i]+N[i+1][i+1])*0.5);
//omega=sqrt(-(N[i][i]+N[i+1][i+1])*(N[i][i]+N[i+1][i+1])+4)/(N[i][i]+N[i+1][i+1]);
s=sin(omega);
if ( s*(N[i][i+1]) < 0.) s=-s;
A[0]= (N[i][i] - cos(omega)) / s;
A[1]= N[i][i+1] / s;
#ifdef DEBUG
printf("\nN[%i][%i] = %f\nN[%i][%i] = %f",i,i,N[i][i],i+1,i+1,N[i+1][i+1]);
printf("\nomega = %f",omega);
printf("\nsin(omega) = %f",s);
printf("\nA[0] = %f\nA[1] = %f",A[0],A[1]);
printf("\n");
#endif
*effettuato_con_successo=true;
return A;
}
vector< vector <double> > prodo(vector< vector <double> > A, vector< vector <double> > B, int dimensione)
{
vector <vector <double> > H(4,vector<double>(4,0));
#ifdef DEBUG
printf("\n");
printf("prima ciclo prodo\n");
for(int k=0; k < 4; k++)
{
printf("\n");
for(int j=0; j < 4; j++) printf("%+12.8f ", A[k][j]);
}
printf("\n");
for(int k=0; k < 4; k++)
{
printf("\n");
for(int j=0; j < 4; j++) printf("%+12.8f ", B[k][j]);
}
printf("\n");
#endif
for (int i=0; i<dimensione; i++)
for (int j=0; j<dimensione; j++)
for (int k=0; k<dimensione; k++)
H[i][j] += A[i][k] * B[k][j];
for (int a=0;a<dimensione;a++)
for (int i=0;i<dimensione;i++)
A[a][i]=H[a][i];
#ifdef DEBUG
printf("\n");
printf("dopo ciclo prodo\n");
for(int k=0; k < 4; k++)
{
printf("\n");
for(int j=0; j < 4; j++) printf("%+12.8f ", A[k][j]);
}
printf("\n");
#endif
return A;
}
#ifdef DEBUG
vector< vector <double> > defocusing (vector< vector <double> > M, double d1, double S, FILE * file, int contatore)
#else
vector< vector <double> > defocusing (vector< vector <double> > M, double d1, double S)
#endif
{
M[0][0]=M[1][1]=cosh(d1*S);
M[0][1]=sinh(d1*S)/d1;
M[1][0]=sinh(d1*S)*d1;
M[2][2]=M[3][3]=cos(d1*S);
M[2][3]=sin(d1*S)/d1;
M[3][2]=-sin(d1*S)*d1;
#ifdef DEBUG
fprintf(file,"\nMATRICE DEFOC. dentro defocusing N # %d", contatore);
for(int k=0; k < 4; k++)
{
fprintf(file,"\n");
for(int j=0; j < 4; j++) fprintf(file,"%+12.8f ", M[k][j]);
}
#endif
return M;
}
#ifdef DEBUG
vector< vector <double> > focusing (vector< vector <double> > M, double d1, double S, FILE * file, int contatore)
#else
vector< vector <double> > focusing (vector< vector <double> > M, double d1, double S)
#endif
{
M[0][0]=M[1][1]=cos(d1*S);
M[0][1]=sin(d1*S)/d1;
M[1][0]=-sin(d1*S)*d1;
M[2][2]=M[3][3]=cosh(d1*S);
M[2][3]=sinh(d1*S)/d1;
M[3][2]=sinh(d1*S)*d1;
#ifdef DEBUG
fprintf(file,"\nMATRICE FOC. dentro focusing N # %d", contatore);
for(int k=0; k < 4; k++)
{
fprintf(file,"\n");
for(int j=0; j < 4; j++) fprintf(file,"%+12.8f ", M[k][j]);
}
#endif
return M;
}
#ifdef DEBUG
vector< vector <double> > drift (vector< vector <double> > M, double S, FILE * file, int contatore)
#else
vector< vector <double> > drift (vector< vector <double> > M, double S)
#endif
{
M[0][0]=M[1][1]=M[2][2]=M[3][3]=1.;
M[0][1]=M[2][3]=S;
#ifdef DEBUG
fprintf(file,"\nMATRICE DRIFT dentro drift N # %d", contatore);
for(int k=0; k < 4; k++)
{
fprintf(file,"\n");
for(int j=0; j < 4; j++) fprintf(file,"%+12.8f ", M[k][j]);
}
#endif
return M;
}
void scrivimatr2D (vector< vector <double> > M, FILE * output2)
{
for(int k=0; k < 4; k++)
{
fprintf(output2,"\n");
for(int j=0; j < 4; j++) fprintf(output2,"%+12.8f ", M[k][j]);
}
}
void scrividati (double s, double *A, double *B, FILE * file)
{
fprintf(file,"\n %+7.4f",s);
fprintf(file," %+10.5f",A[1]); // alpha_x
fprintf(file," %+10.5f",B[1]); // beta_x
fprintf(file," %+10.5f",A[0]); // alpha_y
fprintf(file," %+10.5f",B[0]); // beta_y
}
void scrividati_ellissi (double s,double *AMaxMin, double *BMaxMin, FILE * file)
{
fprintf(file,"\n %+7.4f",s);
fprintf(file," %+10.5f",AMaxMin[1]); // proiezione ellisse su asse x
fprintf(file," %+10.5f",BMaxMin[1]); // proiezione ellisse su asse p_x
fprintf(file," %+10.5f",AMaxMin[0]); // proiezione ellisse su asse y
fprintf(file," %+10.5f",BMaxMin[0]); // proiezione ellisse su asse p_y
}
void inizializza3D(double ***M, int a, int dimensione)
{
M= new double**[a];
for (int kk=0; kk < dimensione; kk++)
{
M[kk] = new double*[dimensione];
for (int i=0; i < dimensione; i++) M[kk][i]= new double[dimensione];
}
for (int k = 0; k < a; k++)
for (int i = 0; i < dimensione; i++)
for (int j = 0; j<dimensione; j++)
M[k][i][j]=0.0;
}
void inizializza2D(double **M, int dimensione)
{
M= new double*[dimensione];
for (int kk=0; kk < dimensione; kk++)
M[kk] = new double[dimensione];
for (int i = 0; i < dimensione; i++)
for (int j = 0; j<dimensione; j++)
M[i][j]=0.0;
}
void scrivi_pos_part(FILE * posizionePart,double *vett_i, double S)
{
fprintf(posizionePart," %+10.5f",S);
fprintf(posizionePart," %+10.5f",vett_i[0]);
fprintf(posizionePart," %+10.5f",vett_i[1]);
fprintf(posizionePart," %+10.5f",vett_i[2]);
fprintf(posizionePart," %+10.5f\n",vett_i[3]);
}
vector< vector <double> > simil(vector< vector <double> > F,vector< vector <double> > OI, vector< vector <double> > O)
{
vector <vector <double> > K(4,vector<double>(4,0.0));
for (int i=0;i<4;i++)
for (int j=0;j<4;j++)
for (int a=0;a<4;a++)
for (int l=0;l<4;l++) K[i][j]+=O[i][a]*F[a][l]*OI[l][j];
for (int i=0;i<4;i++)
for (int j=0;j<4;j++)
F[i][j]=K[i][j];
return F;
}
double * assi_ellissi(double *alpha, double emittance)
{
double * minimi_massimi = new double[2];
for (int i = 0; i < 2; i++) minimi_massimi[i] = 0.0;
minimi_massimi[0] = sqrt((alpha[1])*emittance);
minimi_massimi[1] = (alpha[0] * emittance / (minimi_massimi[0]));
return minimi_massimi;
}
void create_gnuplot_file(string gnuplot_filename, string data_filename, double *lunghezza, int contatore, double estremo, double zmin, double zmax, string *keys,double *dati_rilevati,int conta_per_confronto)
{
ofstream gnuplot_file;
double lunghezza_percorsa=0.;
gnuplot_file.open(gnuplot_filename.c_str());
gnuplot_file << "#!/gnuplot" << endl;
gnuplot_file << "FILE=\"" << data_filename << "\"" << endl;
#if defined (CREATE_PNG)
gnuplot_file << "set terminal png enhanced 15" << endl;
gnuplot_file << "set output \"graph_" << keys[0] << ".png\"" << endl;
#elif defined (CREATE_EPS)
gnuplot_file << "set terminal postscript eps enhanced colour solid rounded \"Helvetica\" 25" << endl;
gnuplot_file << "set output \"graph_" << run_name << ".eps\"" << endl;
#endif
gnuplot_file << "set xrange[" << zmin << ":" << zmax << "]" << endl;
gnuplot_file << "set yrange[" << -estremo << ":" << estremo << "]" << endl;
gnuplot_file << "set title \""<< keys[1] <<" \"" << endl;
gnuplot_file << "set xlabel \" " << keys[2] << "\"" << endl;
gnuplot_file << "set ylabel \" " << keys[3] << "\"" << endl;
for (int i = 0; i < contatore; i++)
{
lunghezza_percorsa+=lunghezza[i];
gnuplot_file << "set arrow from " << lunghezza_percorsa<< "," << -estremo << " to "<< lunghezza_percorsa << ","<< estremo << " nohead lc rgb \"black\" lw 1" << endl;
}
for (int a = 0; a < conta_per_confronto ; a++)
gnuplot_file << "set arrow from " << dati_rilevati[a]<< "," << -estremo << " to "<< dati_rilevati[a] << ","<< estremo << " nohead lc rgb \"gray\" lw 1" << endl;
gnuplot_file << "plot FILE u 1:2 w lines lt 1 lc rgb \"red\" lw 1 t \" " << keys[4] << "\",\\" << endl;
gnuplot_file << "FILE u 1:4 w lines lt 1 lc rgb \"blue\" lw 1 t \" " << keys[5] << "\",\\" << endl;
gnuplot_file << "FILE u 1:3 w lines lt 1 lc rgb \"orange\" lw 1 t \" " << keys[6] << "\",\\" << endl;
gnuplot_file << "FILE u 1:5 w lines lt 1 lc rgb \"dark-green\" lw 1 t \" " << keys[7] << "\"" << endl;
gnuplot_file.close();
}
#ifdef TEST_OPTICAL_FUNCTIONS
double *optics_T (double * A, int i, vector< vector <double> > O)
{
double alpha=0.;
double beta=0.;
alpha = A[0];
beta = A[1];
A[0] = alpha - ((O[i][i]) * (O[i+1][i]) * beta) + (2. * (O[i+1][i]) * (O[i][i+1]) * alpha) - ( (1./beta) * (O[i][i+1]) * (O[i+1][i+1]) * (1. + (alpha * alpha)));
A[1]= ((O[i][i]) * (O[i][i]) * beta ) - (2. * (O[i][i]) * (O[i][i+1]) * alpha) + ( (1./beta) * (O[i][i+1]) * (O[i][i+1]) * (1. + (alpha * alpha)));
return A;
}
#endif
void massimo_opt(double * optics_x , double * optics_y,double * massimo_temp)
{
double max= *massimo_temp;
max>fabs(optics_x[0])?max:max=fabs(optics_x[0]);
max>fabs(optics_x[1])?max:max=fabs(optics_x[1]);
max>fabs(optics_y[0])?max:max=fabs(optics_y[0]);
max>fabs(optics_y[1])?max:max=fabs(optics_y[1]);
* massimo_temp=max;
}
void massimo_pos(double * vett_i, double * massimo_temp)
{
double max= *massimo_temp;
max>fabs(vett_i[0])?max:max=fabs(vett_i[0]);
max>fabs(vett_i[1])?max:max=fabs(vett_i[1]);
max>fabs(vett_i[2])?max:max=fabs(vett_i[2]);
max>fabs(vett_i[3])?max:max=fabs(vett_i[3]);
* massimo_temp=max;
}
void confronto (double * parametri_dati,double * parametri_ottenuti,double z,/*double gradiente_f,*/double percentuale,FILE * file,bool *confronto_pos,/*string elemento,*/int *conto_per_confronto)
{
double *diff=new double[2];
diff[0]=fabs(parametri_dati[0]-parametri_ottenuti[0]);
diff[1]=fabs(parametri_dati[1]-parametri_ottenuti[1]);
if ((diff[0]<(percentuale*parametri_dati[0]))&&(diff[1]<(percentuale*parametri_dati[1])))
{
fprintf(file," \n%+10.5f ",z);
//fprintf(file,"%s",elemento_char);
//fprintf(file," %+10.5f ",gradiente_f);
*confronto_pos=true;
*conto_per_confronto+=1;
}
}
int main(int argc, char *argv[])
{
#ifdef __linux
feenableexcept(2);
feenableexcept(3);
#endif
FILE * matrici_iniziali=fopen("Matrici_Iniziali.txt","w");
FILE * posizionePart=fopen("Posizione_Particelle.txt","w");
FILE * ellissi=fopen("Parametri_Ellissi_Funz_Ottiche.txt","w");
FILE * funzioni_ottiche=fopen("Funzioni_Ottiche.txt","w");
FILE * confronti=fopen("Math_rilevati.txt","w");
#ifdef TEST_OPTICAL_FUNCTIONS
FILE * funzioni_ottiche_t=fopen("Funzioni_Ottiche_T.txt","w");
FILE * ellissi_t=fopen("Parametri_Ellissi_Funz_Ottiche_T.txt","w");
FILE * confronti_t=fopen("Math_rilevati_T.txt","w");
#endif
#ifdef DEBUG
FILE * outputDEBUG=fopen("DEBUG.txt","w");
#endif
bool fallita_lettura_parametri = true;
bool fallita_lettura_inputdistr = true;
bool do_transport = false;
bool do_optics = false;
bool posso_fare_funzioni_ottiche = false;
ifstream parametri;
ifstream inputdistr;
int nstep = 1;
double gnuplot_ymax_opt=0.;
bool calcola_ymax_opt = true;
#ifdef TEST_OPTICAL_FUNCTIONS
double gnuplot_ymax_opt_T=0.;
bool calcola_ymax_opt_T = true;
#endif
double gnuplot_ymax_pos=0.;
bool calcola_ymax_pos = true;
double gnuplot_xmax_opt=0.;
double gnuplot_xmax_pos=0.;
bool calcola_ymax_ell = true;
double gnuplot_ymax_ell=0.;
double percentuale=0.03;
int conto_per_confronto=0;
double *compare_x=new double[2];
double *compare_y=new double[2];
bool confronto_pos_x=false;
bool confronto_pos_y=false;
double *paramIniz_X=new double[2];
double *paramIniz_Y=new double[2];
#ifdef TEST_OPTICAL_FUNCTIONS
int conto_per_confronto_t_x=0;
int conto_per_confronto_t_y=0;
bool confronto_pos_t_y=false;
bool confronto_pos_t_x=false;
bool fai_da_te_x=false;
bool fai_da_te_y=false;
#endif
for (int i = 1; i < argc; i++)
{
if (string(argv[i]) == "-p")
{
parametri.open(argv[i+1]);
fallita_lettura_parametri=parametri.fail();
i++;
}
else if (string(argv[i]) == "-i")
{
inputdistr.open(argv[i+1]);
fallita_lettura_inputdistr=inputdistr.fail();
i++;
}
else if (string(argv[i]) == "-transport")
{
do_transport=true;
}
else if (string(argv[i]) == "-xmax_opt")
{
gnuplot_xmax_opt=atof(argv[i+1]);
i++;
}
else if (string(argv[i]) == "-xmax_pos")
{
gnuplot_xmax_pos=atof(argv[i+1]);
i++;
}
else if (string(argv[i]) == "-ymax_opt")
{
gnuplot_ymax_opt=atof(argv[i+1]);
calcola_ymax_opt = false;
i++;
}
#ifdef TEST_OPTICAL_FUNCTIONS
else if (string(argv[i]) == "-ymax_opt_T")
{
gnuplot_ymax_opt_T=atof(argv[i+1]);
calcola_ymax_opt_T = false;
i++;
}
#endif
else if (string(argv[i]) == "-ymax_pos")
{
gnuplot_ymax_pos=atof(argv[i+1]);
calcola_ymax_pos = false;
i++;
}
else if (string(argv[i]) == "-ymax_ell")
{
gnuplot_ymax_ell=atof(argv[i+1]);
calcola_ymax_ell = false;
i++;
}
else if (string(argv[i]) == "-compare_X")
{
compare_x[0]=atof(argv[i+1]);
compare_x[1]=atof(argv[i+2]);
i+=2;
}
else if (string(argv[i]) == "-compare_Y")
{
compare_y[0]=atof(argv[i+1]);
compare_y[1]=atof(argv[i+2]);
i+=2;
}
else if (string(argv[i]) == "-perc")
{
percentuale=atof(argv[i+1]);
fprintf(matrici_iniziali,"\n%f\n",percentuale);
i++;
}
else if (string(argv[i]) == "-optics")
{
do_optics=true;
}
else if (string(argv[i]) == "-nstep")
{
nstep = atoi(argv[i+1]);
i++;
}
#ifdef TEST_OPTICAL_FUNCTIONS
else if (string(argv[i]) == "-paramIniz_X")
{
paramIniz_X[0] = atoi(argv[i+1]);
paramIniz_X[1] = atoi(argv[i+2]);
fai_da_te_x=true;
i+=2;
}
else if (string(argv[i]) == "-paramIniz_Y")
{
paramIniz_Y[0] = atoi(argv[i+1]);
paramIniz_Y[1] = atoi(argv[i+2]);
fai_da_te_y=true;
i+=2;
}
#endif
else
{
printf("Impossibile riconoscere il parametro %s\n",argv[i]);
}
}
string utile_per_contare;
int conta_righe_parametri = 0;
if (fallita_lettura_parametri || fallita_lettura_inputdistr)
{
printf("Impossibile aprire (o non definito) il file contenente i parametri\no il file contenente la distribuzione/particella iniziale\n");
exit(204);
}
double * dati_iniziali = new double[6]; // emittanza, energia, x, y, px, py
for (int i = 0; i < 6; i++)
{
if(inputdistr.eof())
{
printf("Mancano dei dati iniziali!\n");
exit(123);
}
inputdistr >> dati_iniziali[i];
}
inputdistr.clear();
inputdistr.seekg(0,std::ios::beg);
double emittanza = dati_iniziali[0];
double energia = dati_iniziali[1];
double *vett_i=new double[4];
vett_i[0]=dati_iniziali[2];
vett_i[1]=dati_iniziali[4];
vett_i[2]=dati_iniziali[3];
vett_i[3]=dati_iniziali[5];
do
{
parametri >> utile_per_contare;
if(parametri.eof()) break;
parametri.ignore(1000, '\n');
conta_righe_parametri++;
}
while(!parametri.eof());
parametri.clear();
parametri.seekg(0,std::ios::beg);
// qui di leggono tutti i dati
// char *elemento=new char[conta_righe_parametri];
string *elemento=new string[conta_righe_parametri];
double * lunghezza= new double[conta_righe_parametri];
double * gradiente= new double[conta_righe_parametri];
int contatore=0;
for (int i = 0; i < conta_righe_parametri; i++)
{
parametri >> elemento[i];
parametri >> gradiente[i];
parametri >> lunghezza[i];
#ifdef DEBUG
cout << "Tipo elemento: " << elemento[i] << ", gradiente: " << gradiente[i] << ", lunghezza: " << lunghezza[i] << endl;
#endif
contatore++;
}
#ifdef DEBUG
printf("contatore: %d",contatore);
#endif
vector <vector <double> > I(4,vector<double>(4,0.0));
vector <vector <double> > K(4,vector<double>(4,0.0));
vector <vector <double> > F(4,vector<double>(4,0.0));
vector <vector <vector <double> > > Fx(contatore,vector <vector <double> > (4, vector <double> (4,0.0)));
vector <vector <vector <double> > > Dx(contatore,vector <vector <double> > (4, vector <double> (4,0.0)));
vector <vector <vector <double> > > OI(contatore,vector <vector <double> > (4, vector <double> (4,0.0)));
vector <vector <vector <double> > > FxI(contatore,vector <vector <double> > (4, vector <double> (4,0.0)));
vector <vector <vector <double> > > DxI(contatore,vector <vector <double> > (4, vector <double> (4,0.0)));
vector <vector <vector <double> > > O(contatore,vector <vector <double> > (4, vector <double> (4,0.0)));
double *alpha = new double[2];
double *beta = new double[2];
double *aminmax = new double[2];
double *bminmax = new double[2];
bool alpha_calcolato_con_successo=false;
bool beta_calcolato_con_successo=false;
#ifdef TEST_OPTICAL_FUNCTIONS
double *ottiche_x_t = new double[2];
double *ottiche_y_t = new double[2];
double *aminmax_x_t = new double[2];
double *bminmax_y_t = new double[2];
for (int i = 0; i < 2; i++) ottiche_x_t[i] = ottiche_y_t[i] = aminmax_x_t[i] = bminmax_y_t[i] = 0.;
#endif
double gamma_beta=sqrt(2.0*energia/MP_MEV);
double gamma_v=gamma_beta*SPEED_OF_LIGHT;
double *f1 =new double [contatore];
double *d1 =new double [contatore];
for (int i=0;i<contatore;i++)
{
if (elemento[i]=="F")
f1[i]=sqrt(gradiente[i]*CHARGE/(MP_KG*gamma_v));
if (elemento[i]=="D")
d1[i]=sqrt(gradiente[i]*CHARGE/(MP_KG*gamma_v));
}
#ifdef DEBUG
for (int i=0;i<contatore;i++)
{
fprintf(outputDEBUG,"\ngrad. foc. %+20.10f ", f1[i]*f1[i]);
fprintf(outputDEBUG,"\ngrad. defoc. %+20.10f ", d1[i]*d1[i]);
}
#endif
for (int i=0;i<contatore;i++)
{
#ifdef DEBUG
if (elemento[i]=="F")
Fx[i]=focusing(Fx[i],f1[i],lunghezza[i],matrici_iniziali,i);
else if (elemento[i]=="D")
Dx[i]=defocusing(Dx[i],d1[i],lunghezza[i],matrici_iniziali,i);
else if (elemento[i]=="O")
O[i]=drift(O[i],lunghezza[i],matrici_iniziali,i);
else
fprintf(outputDEBUG,"Elemento[%d] non riconosciuto\n", i);
#else
if (elemento[i]=="F")
Fx[i]=focusing(Fx[i],f1[i],lunghezza[i]);
else if (elemento[i]=="D")
Dx[i]=defocusing(Dx[i],d1[i],lunghezza[i]);
else if (elemento[i]=="O")
O[i]=drift(O[i],lunghezza[i]);
#endif
}
#ifdef DEBUG
for (int i=0;i<contatore;i++)
{
if (elemento[i]=="O")
{
// if (O[i][0][0] == 0.0) continue;
fprintf(matrici_iniziali,"\nMATRICE DRIFT");
scrivimatr2D(O[i],matrici_iniziali);
fprintf(matrici_iniziali,"\n");
}
else if (elemento[i]=="F")
{
// if (Fx[i][0][0] == 0.0) continue;
fprintf(matrici_iniziali,"\nMATRICE FOC.");
scrivimatr2D(Fx[i],matrici_iniziali);
fprintf(matrici_iniziali,"\n");
}
else if (elemento[i]=="D")
{
// if (Dx[i][0][0] == 0.0) continue;
fprintf(matrici_iniziali,"\nMATRICE DEFOC.");
scrivimatr2D(Dx[i],matrici_iniziali);
fprintf(matrici_iniziali,"\n");
}
}
#endif
/************************************************************************/
if (do_optics)
{
vector <vector <double> > compos(4,vector<double>(4,0));
if (elemento[0]=="O")
{
for (int k=0; k<4; k++)
for (int j=0; j<4; j++)
compos[k][j]=O[0][k][j];
}
else if (elemento[0]=="F")
{
for (int k=0; k<4; k++)
for (int j=0; j<4; j++)
compos[k][j]=Fx[0][k][j];
}
else if (elemento[0]=="D")
{
for (int k=0; k<4; k++)
for (int j=0; j<4; j++)
compos[k][j]=Dx[0][k][j];
}
for (int i=1;i<contatore;i++)
{
if (elemento[i]=="O")
compos=prodo(O[i],compos,4);
else if (elemento[i]=="F")
compos=prodo(Fx[i],compos,4);
else if (elemento[i]=="D")
compos=prodo(Dx[i],compos,4);
}
for (int i=0;i<4;i++)
for(int a=0;a<4;a++)
F[i][a]=compos[i][a];
// Calcolo Funzioni OTTICHE
for (int i = 0; i < 2; i++) alpha[i] = beta[i] = aminmax[i] = bminmax[i] = 0.;
if ( (fabs((F[FOC][FOC]+F[FOC+1][FOC+1])*0.5) <= 1.) && (fabs((F[DEFOC][DEFOC]+F[DEFOC+1][DEFOC+1])*0.5) <= 1.))
posso_fare_funzioni_ottiche = true;
else cout << "Impossibile calcolare le funzioni ottiche!" << endl;
//cout << "posso_fare_funzioni_ottiche="<<posso_fare_funzioni_ottiche<<endl;
//if ((((F[FOC][FOC]+F[FOC+1][FOC+1])*(F[FOC][FOC]+F[FOC+1][FOC+1])-4)<=0) && (((F[DEFOC][DEFOC]+F[DEFOC+1][DEFOC+1])*(F[DEFOC][DEFOC]+F[DEFOC+1][DEFOC+1])-4)<=0) )
// posso_fare_funzioni_ottiche = true;
//else cout << "Impossibile calcolare le funzioni ottiche!" << endl;
if (posso_fare_funzioni_ottiche)
{
alpha=optics(F,FOC,&alpha_calcolato_con_successo);
beta=optics(F,DEFOC,&beta_calcolato_con_successo);
aminmax = assi_ellissi(alpha, emittanza);
bminmax = assi_ellissi(beta, emittanza);
if (calcola_ymax_opt) massimo_opt(alpha,beta,&gnuplot_ymax_opt);
if (calcola_ymax_pos) massimo_pos(vett_i,&gnuplot_ymax_pos);
if (calcola_ymax_ell) massimo_opt(aminmax,bminmax,&gnuplot_ymax_ell);
fprintf(funzioni_ottiche,"# alpha_successo %d beta_successo %d\n",(int)(alpha_calcolato_con_successo),(int)(beta_calcolato_con_successo));
if (alpha_calcolato_con_successo&&beta_calcolato_con_successo)
{
fprintf(funzioni_ottiche,"\n#%7c",'S');
fprintf(funzioni_ottiche,"%10.8s","Alpha x");
fprintf(funzioni_ottiche,"%10.7s","Beta x");
fprintf(funzioni_ottiche,"%12.8s","Alpha y");
fprintf(funzioni_ottiche,"%10.7s","Beta y");
fprintf(ellissi,"%10s","x");
fprintf(ellissi,"%11s","p_x");
fprintf(ellissi,"%11s","y");
fprintf(ellissi,"%11s","p_y");
}
scrividati(0.0,alpha,beta,funzioni_ottiche);
scrividati_ellissi(0.0,aminmax,bminmax,ellissi);
#ifdef TEST_OPTICAL_FUNCTIONS
for (int i=0;i<2;i++)
{
if (fai_da_te_x&&fai_da_te_y)
{
ottiche_x_t[i]=paramIniz_X[i];
ottiche_y_t[i]=paramIniz_Y[i];
}
else if (fai_da_te_x)
{
ottiche_x_t[i]=paramIniz_X[i];
ottiche_y_t[i]=paramIniz_X[i];
}
else if (fai_da_te_y)
{
ottiche_x_t[i]=paramIniz_Y[i];
ottiche_y_t[i]=paramIniz_Y[i];
}
else
{
ottiche_x_t[i]=alpha[i];
ottiche_y_t[i]=beta[i];
}
}
aminmax_x_t = assi_ellissi(ottiche_x_t, emittanza);
bminmax_y_t = assi_ellissi(ottiche_y_t, emittanza);
scrividati(0.0,ottiche_x_t,ottiche_y_t,funzioni_ottiche_t);
scrividati_ellissi(0.0,aminmax_x_t,bminmax_y_t,ellissi_t);
if (calcola_ymax_opt_T) massimo_opt(ottiche_x_t,ottiche_y_t,&gnuplot_ymax_opt_T);
#endif
}
}
if(do_transport)
{
fprintf(posizionePart," %+10.5f",0.0);
fprintf(posizionePart," %+10.5f",vett_i[0]);
fprintf(posizionePart," %+10.5f",vett_i[1]);
fprintf(posizionePart," %+10.5f",vett_i[2]);
fprintf(posizionePart," %+10.5f\n",vett_i[3]);
}
#ifdef DEBUG
fprintf(outputDEBUG, "\nFODO:");
scrivimatr2D(F,outputDEBUG);
#endif
/************************************************************************/
//ora primi dell'iterazione mi calcolo le micromappe Li di lunghezza S=L/n
double lunghezzatotale=0.;
for (int i = 0 ;i < contatore;i++)
lunghezzatotale+=lunghezza[i];
#ifdef DEBUG
for (int i=0; i < contatore; i++)
{
fprintf(outputDEBUG,"\n#step in elemento %d = %d",i, dsMap(lunghezza[i],lunghezzatotale,nstep));
}
fprintf(outputDEBUG,"\n");
#endif
double S = 0.;
//Calcolo MICROMAPPE per il Drift
for (int i=0; i < contatore; i++)
{
S=lunghezza[i]/dsMap(lunghezza[i],lunghezzatotale,nstep);
#ifdef DEBUG
if (elemento[i] == "O")
{
O[i]=drift(O[i],S,matrici_iniziali,i);
OI[i]=drift(OI[i],-S,matrici_iniziali,i);
}
else if (elemento[i] == "F")
{
Fx[i]=focusing(Fx[i],f1[i],S,matrici_iniziali,i);
FxI[i]=focusing(FxI[i],f1[i],-S,matrici_iniziali,i);
}
else if (elemento[i] == "D")
{
Dx[i]=defocusing(Dx[i],d1[i],S,matrici_iniziali,i);
DxI[i]=defocusing(DxI[i],d1[i],-S,matrici_iniziali,i);
}
#else
if (elemento[i] == "O")
{
O[i]=drift(O[i],S);
OI[i]=drift(OI[i],-S);
}
else if (elemento[i] == "F")
{
Fx[i]=focusing(Fx[i],f1[i],S);
FxI[i]=focusing(FxI[i],f1[i],-S);
}
else if (elemento[i] == "D")
{
Dx[i]=defocusing(Dx[i],d1[i],S);
DxI[i]=defocusing(DxI[i],d1[i],-S);
}
#endif
}
/***********************************************************************/
double dl=0.;
double lunghezza_accumulata=0.0;
for (int i=0;i<contatore;i++)
{
dl=lunghezza[i]/dsMap(lunghezza[i],lunghezzatotale,nstep);
if (elemento[i]=="O")
{
fprintf(matrici_iniziali,"\n#Drift #%d, dl = %f",i,dl);
fprintf(funzioni_ottiche,"\n#Drift #%d, dl = %f",i,dl);
while(S<=(lunghezza_accumulata+lunghezza[i]))
{
fprintf(matrici_iniziali,"\n\n Num_Step %f", S);
scrivimatr2D(F,matrici_iniziali);
if (do_transport)
{
#ifdef DEBUG
prod(vett_i,O[i],S);
#else
prod(vett_i,O[i]);
#endif
if (calcola_ymax_pos) massimo_pos(vett_i,&gnuplot_ymax_pos);
scrivi_pos_part(posizionePart,vett_i,S);
}
if (do_optics)
{
F=simil(F,OI[i],O[i]);
if (posso_fare_funzioni_ottiche)
{
alpha=optics(F,FOC,&alpha_calcolato_con_successo);
beta=optics(F,DEFOC,&beta_calcolato_con_successo);
aminmax = assi_ellissi(alpha, emittanza);
bminmax = assi_ellissi(beta, emittanza);
confronto(compare_x,aminmax,S,percentuale,confronti,&confronto_pos_x,&conto_per_confronto);
confronto(compare_y,bminmax,S,percentuale,confronti,&confronto_pos_y,&conto_per_confronto);
scrividati(S,alpha,beta,funzioni_ottiche);
scrividati_ellissi(S,aminmax,bminmax,ellissi);
if (calcola_ymax_ell) massimo_opt(aminmax,bminmax,&gnuplot_ymax_ell);
if (calcola_ymax_opt) massimo_opt(alpha,beta,&gnuplot_ymax_opt);
#ifdef TEST_OPTICAL_FUNCTIONS
ottiche_x_t=optics_T(ottiche_x_t,FOC,O[i]);
ottiche_y_t=optics_T(ottiche_y_t,DEFOC,O[i]);
aminmax_x_t = assi_ellissi(ottiche_x_t, emittanza);
bminmax_y_t = assi_ellissi(ottiche_y_t, emittanza);
confronto(paramIniz_X,aminmax_x_t,S,percentuale,confronti_t,&confronto_pos_t_x,&conto_per_confronto_t_x);
confronto(paramIniz_Y,bminmax_y_t,S,percentuale,confronti_t,&confronto_pos_t_y,&conto_per_confronto_t_y);
scrividati(S,ottiche_x_t,ottiche_y_t,funzioni_ottiche_t);
scrividati_ellissi(S,aminmax_x_t,bminmax_y_t,ellissi_t);
if (calcola_ymax_opt_T) massimo_opt(ottiche_x_t,ottiche_y_t,&gnuplot_ymax_opt_T);
#endif
}
}
S+=dl;
}
lunghezza_accumulata+=lunghezza[i];
}
else if (elemento[i]=="F")
{
fprintf(matrici_iniziali,"\n#Foc. #%d, dl = %f",i,dl);
fprintf(funzioni_ottiche,"\n#Foc. #%d, dl = %f",i,dl);
while(S<=(lunghezza_accumulata+lunghezza[i]))
{
fprintf(matrici_iniziali,"\n\n Num_Step %f", S);
scrivimatr2D(F,matrici_iniziali);
if (do_transport)
{
#ifdef DEBUG
prod(vett_i,Fx[i],S);
#else
prod(vett_i,Fx[i]);
#endif
if (calcola_ymax_pos) massimo_pos(vett_i,&gnuplot_ymax_pos);
scrivi_pos_part(posizionePart,vett_i,S);
}
if (do_optics)
{
if (posso_fare_funzioni_ottiche)
{
F=simil(F,FxI[i],Fx[i]);
alpha=optics(F,FOC,&alpha_calcolato_con_successo);
beta=optics(F,DEFOC,&beta_calcolato_con_successo);
aminmax = assi_ellissi(alpha, emittanza);
bminmax = assi_ellissi(beta, emittanza);
confronto(compare_x,aminmax,S,percentuale,confronti,&confronto_pos_x,&conto_per_confronto);
confronto(compare_y,bminmax,S,percentuale,confronti,&confronto_pos_y,&conto_per_confronto);
scrividati(S,alpha,beta,funzioni_ottiche);
scrividati_ellissi(S,aminmax,bminmax,ellissi);
if (calcola_ymax_ell) massimo_opt(aminmax,bminmax,&gnuplot_ymax_ell);
if (calcola_ymax_opt) massimo_opt(alpha,beta,&gnuplot_ymax_opt);
#ifdef TEST_OPTICAL_FUNCTIONS
ottiche_x_t=optics_T(ottiche_x_t,FOC,Fx[i]);
ottiche_y_t=optics_T(ottiche_y_t,DEFOC,Fx[i]);
aminmax_x_t = assi_ellissi(ottiche_x_t, emittanza);
bminmax_y_t = assi_ellissi(ottiche_y_t, emittanza);
confronto(paramIniz_X,aminmax_x_t,S,percentuale,confronti_t,&confronto_pos_t_x,&conto_per_confronto_t_x);
confronto(paramIniz_Y,bminmax_y_t,S,percentuale,confronti_t,&confronto_pos_t_y,&conto_per_confronto_t_y);
scrividati(S,ottiche_x_t,ottiche_y_t,funzioni_ottiche_t);
scrividati_ellissi(S,aminmax_x_t,bminmax_y_t,ellissi_t);
if (calcola_ymax_opt_T) massimo_opt(ottiche_x_t,ottiche_y_t,&gnuplot_ymax_opt_T);
#endif
}
}
S+=dl;
}
lunghezza_accumulata+=lunghezza[i];
}
else if (elemento[i]=="D")
{
fprintf(matrici_iniziali,"\n#Defoc. #%d, dl = %f",i,dl);
fprintf(funzioni_ottiche,"\n#Defoc. #%d, dl = %f",i,dl);
while (S<=(lunghezza_accumulata+lunghezza[i]))
{
fprintf(matrici_iniziali,"\n\n Num_Step %f", S);
scrivimatr2D(F,matrici_iniziali);
if (do_transport)
{
#ifdef DEBUG
prod(vett_i,Dx[i],S);
#else
prod(vett_i,Dx[i]);
#endif
if (calcola_ymax_pos) massimo_pos(vett_i,&gnuplot_ymax_pos);
scrivi_pos_part(posizionePart,vett_i,S);