#include <stdio.h>
#define MAXDIM 510

void initialize(double u[][MAXDIM], int flag[][MAXDIM]);
void set_cordinate(int n,double x[][MAXDIM],double y[][MAXDIM]);
void set_boundary_wall_pot(int n, double u[][MAXDIM], int f[][MAXDIM]);
void set_circle(double x0, double y0, double r, double v,
		int n, double x[][MAXDIM], double y[][MAXDIM],
	        double u[][MAXDIM], int f[][MAXDIM]);
void plot_3d(FILE *gp, char *data_file,
	     double rot_x, double rot_z);

/*=====================================================================*/
/*   main                                                              */
/*=====================================================================*/
int main(void){
   double u[MAXDIM][MAXDIM];
   double x[MAXDIM][MAXDIM], y[MAXDIM][MAXDIM];
   int flag[MAXDIM][MAXDIM];
   int i,j;
   int k, iteration;
   int nlat;
   char *plot_data_file;
   FILE *fp;
   FILE *gp;
   
   plot_data_file="result.txt";
   
   nlat=100;
   
   initialize(u, flag);
   set_cordinate(nlat,x,y);
   set_boundary_wall_pot(nlat, u, flag);
   set_circle(0.3, 0.3, 0.2,  20.0, nlat, x, y, u, flag);
   set_circle(0.7, 0.6, 0.03, -20.0, nlat, x, y, u, flag);
   
   iteration=2000;
   
   /*---------------------------------*/
   /*  ここにガウスザイデル法の計算を書く  */
   /*  ３重の繰り返し構造               */
   /*---------------------------------*/
   
   
   fp=fopen(plot_data_file,"w");
   
   for(j=0; j<=nlat; j++){
     for(i=0; i<=nlat; i++){
       fprintf(fp, "%f\t%f\t%f\n",x[i][j],y[i][j],u[i][j]);
     }
     fprintf(fp,"\n");
   }
   
   fclose(fp);
   
   
   gp = popen("gnuplot -persist","w");
   plot_3d(gp, plot_data_file, 30, 30);
   plot_3d(gp, plot_data_file, 45, 30);
   plot_3d(gp, plot_data_file, 60, 30);
   plot_3d(gp, plot_data_file, 75, 30);
   pclose(gp);

   return 0;
   
}

/*=====================================================================*/
/*   initialize function                                               */
/*=====================================================================*/
void initialize(double u[][MAXDIM], int flag[][MAXDIM]){


  /*---------------------------------*/
  /*  繰り返しを使って、初期化する。     */
  /*---------------------------------*/

}

/*=====================================================================*/
/*   set coordinate                                                    */
/*=====================================================================*/
void set_cordinate(int n,double x[][MAXDIM],double y[][MAXDIM]){


  /*-------------------------------------------*/
  /*  繰り返しを使って、格子点の座標を設定する。     */
  /*-------------------------------------------*/


}

/*=====================================================================*/
/*   set external boudary points                                       */
/*=====================================================================*/
void set_boundary_wall_pot(int n, double u[][MAXDIM], int f[][MAXDIM]){


  /*---------------------------------------------------------*/
  /*  繰り返しを使って、外部境界のポテンシャルとフラグを設定する     */
  /*---------------------------------------------------------*/


  
}

/*=====================================================================*/
/*   set circler boundary                                              */
/*=====================================================================*/
void set_circle(double x0, double y0, double r, double v,
		int n, double x[][MAXDIM], double y[][MAXDIM],
		double u[][MAXDIM], int f[][MAXDIM]){
  /*---------------------------------------------------------------*/
  /*  繰り返しを使って、電極内部の格子点のポテンシャルとフラグを設定する     */
  /*---------------------------------------------------------------*/

}


/*==========================================================*/
/*   3D plot                                                */
/*==========================================================*/
void plot_3d(FILE *gp, char *data_file,
	     double rot_x, double rot_z){
  
  
  /* == flowing lines make a graph by using gnuplot == */
  
  printf("start plot 3D\n");
  fprintf(gp, "reset\n");
  fprintf(gp, "set terminal postscript eps color\n");
  fprintf(gp, "set output \"graph.eps\"\n");
  fprintf(gp, "set view %f,%f\n", rot_x, rot_z);
  fprintf(gp, "set contour base\n");
  fprintf(gp, "set cntrparam levels 20\n");
  fprintf(gp, "set hidden3d\n");
  fprintf(gp, "set nokey\n");
  fprintf(gp, "splot \"%s\" with lines\n", data_file);
  fprintf(gp, "set terminal x11\n");
  fprintf(gp, "replot\n");
  
}