-- luadraw_fields2d.lua
-- date 2026/05/29
-- version 3.1
-- Copyright 2026 Patrick Fradin
-- This work may be distributed and/or modified under the
-- conditions of the LaTeX Project Public License.
-- The latest version of this license is in
--   https://www.ctan.org/license/lppl

-- to draw vector fields or gradient fields

local ld = luadraw
local graph = ld.graph
local cpx = ld.cpx
local Z = cpx.Z

function ld.field(f,x1,x2,y1,y2,grid,long)
-- champ de vecteurs dans le pavé [x1,x2]x[y1,y2]
-- f fonction de deux variables à valeurs dans R^2
-- grid = {nbx, nby} : nombre de vecteurs suivant x et suivant y
-- long = longueur d'un vecteur
    if grid == nil then grid = {25,25} end
    local deltax, deltay = (x2-x1)/(grid[1]-1), (y2-y1)/(grid[2]-1) -- pas suivant x et y
    if long == nil then long = math.min(deltax,deltay) end -- longueur par défaut
    local vectors = {} -- contiendra la liste des vecteurs
    local x, y, v = x1 
    for _ = 1, grid[1] do -- parcours suivant x
        y = y1
        for _ = 1, grid[2] do -- parcours suivant y
            v = f(x,y) -- on suppose que v est bien défini
            v = Z(v[1],v[2]) -- passage en complexe
            v = cpx.normalize(v)
            if v ~= nil then
                table.insert(vectors, {Z(x,y)-long/2*v, Z(x,y)+long/2*v} ) -- on ajoute le vecteur
            end
            y = y+deltay
        end
        x = x+deltax
    end
    return vectors -- on renvoie le résultat (ligne polygonale)
end

function graph:Dvectorfield(f,args)
-- dessine un champ de vecteurs
-- f fonction de deux variables à valeurs dans R^2
-- args table à 4 champs :
-- { view={x1,x2,y1,y2}, grid={nbx,nby}, length=, draw_options=""}
    args = args or {}
    local view = args.view or {self:Xinf(),self:Xsup(),self:Yinf(),self:Ysup()} -- repère utilisateur par défaut
    local vectors = ld.field(f,view[1],view[2],view[3],view[4],args.grid,args.length) -- calcul du champ
    self:Dpolyline(vectors,false,args.draw_options,view) -- le dessin (ligne polygonale non fermée)
end

function graph:Dgradientfield(f,args)
-- dessine un champ de gradient
-- f fonction de deux variables à valeurs dans R
-- args table à 4 champs :
-- { view={x1,x2,y1,y2}, grid={nbx,nby}, length=, draw_options=""}
    local h = 1e-6
    local grad_f = function(x,y) -- fonction gradient de f
        return { (f(x+h,y)-f(x-h,y))/(2*h), (f(x,y+h)-f(x,y-h))/(2*h) }
    end
    self:Dvectorfield(grad_f,args) -- on utilise la méthode précédente
end


function graph:DplotXY(X,Y,draw_options)
-- X est une liste de réels ou de chaînes
-- Y est une liste de réels de même longueur que X 
    local L = {} -- liste des points à dessiner
    if type(X[1]) == "number" then 
        for k,x in ipairs(X) do
            table.insert(L,Z(x,Y[k]))
        end
    else
        local noms = {} -- liste des labels à placer
        for k = 1, #X do
            table.insert(L,Z(k,Y[k]))
            ld.insert(noms,{X[k],k,{pos="E",node_options="rotate=-90"}})
        end
        self:Dlabel(table.unpack(noms))
    end
    self:Dpolyline(L,draw_options)
end