一个企图用代码偷懒计算测量学闭合导线各项数据的屑是否有错

最近的测量学。
真的是。越来越过分了。计算量超大超大超大超大，作业提交频率贼高，啊这，每次计算的东西都恨不得能把计算器按出火星子。于是本懒人想出一个办法，能不能利用程序，每次只输入一堆数据，就能自动替我算结果？
答案是显而易见的。而且我甚至在脑海里想出了那种及其简便的场景~
步骤一：输入数据

步骤二：看答案

步骤三：美滋滋的看着同学还在按计算器焦头烂额儿，时不时嘲讽下结果算错了。

理想永远是美好的，对吧。
没错，这确实太香了，由于之后的测量学实习是要站在大太阳下面做的，我只想尽快的完成一次计算然后飞奔到凉快的地方。（本人不耐热）
所以一次好好荡荡的敲代码环节就开始了。
运用的语言是C语言，主要是按照测量学的计算步骤来划分的函数模块。
测量学的原理
这次计算的是导线闭合差，所以一切标准按照导线闭合差来算。
1、根据已知角以及各个观测角（右角）计算出各个点的坐标方位角a=a后+180°−a右a=a_后+180^{\degree}-a_右a=a后+180°−a右。
2、根据闭合多边形内角和原理，计算出实际测量值和理论值之间的误差f=∑a−∑a理f=\sum{a}-\sum{a_理}f=∑a−∑a理，然后得到改正数v=−f/nv=-f/nv=−f/n，再重新分配到每个角上，得到正确的角值。当然，不排除会有测量的角值误差超过限差的情况，因为现在是作业所需嘛，所以…
3、再由各个边的长度和坐标方位角知道各个点之间的坐标偏移值Δx=lcosa,Δy=lsina\Delta x=lcosa,\Delta y=lsinaΔx=lcosa,Δy=lsina。但是，这个坐标偏移值同样需要矫正。∑Δx理=∑Δy理=0\sum{\Delta x_理}=\sum{\Delta y_理}=0∑Δx理=∑Δy理=0。所以根据这个我们就可以获得误差值fx,fyf_x,f_yfx,fy。改正数vxi=−fx∗li/∑lv_{xi}=-f_x*l_i/\sum{l}vxi=−fx∗li/∑l,vyi=−fy∗li/∑lv_{yi}=-f_y*l_i/\sum{l}vyi=−fy∗li/∑l，根据权重分配的误差值。同样再加上，才是真正的坐标偏移值。
4、通过起始点加上各个坐标偏移值得到各点坐标。
数据结构的提取
通过以上的问题，提取出了三种数据：
点，距离，角度。
尤其是角度，度分秒制转换贼头疼。给出以下几种数据结构，皆为带表头的单链表。
点：

typedef struct Point
{double x;double y;Point* Next;
}Point;typedef struct Points
{Point* Head;int Length;
}Points;

距离：

typedef struct DistNode
{double dist;DistNode* Next;
}DistNode;typedef struct Dist
{DistNode* Head;int Length;
}Dist;

角度（度分秒制）：

typedef enum {Left,Right} Dir;
typedef struct Angle
{double Origin;int Degree;int Min;int Sec;
}Angle;typedef struct AngleNode
{Angle A;Dir dir;AngleNode* Next;
}AngleNode;typedef struct Angles
{AngleNode* Head;int Length;
}Angles;

接下来就是把上面的步骤变成函数分解了。再次我直接把我做的三个头文件按照顺序给出。
点

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include"Dist.h"
typedef struct Point
{double x;double y;Point* Next;
}Point;typedef struct Points
{Point* Head;int Length;
}Points;Points* InitPoints()
{Points *p;Point* q;p=(Points*)malloc(sizeof(Points));q=(Point*)malloc(sizeof(Point));q->x=0;q->y=0;p->Head=q;q->Next=NULL;p->Length=0;return p;
}bool InsertPoints(Points* PS,Point *p)
{Point* point;Point* q;point=p;q=PS->Head;while(q->Next){q=q->Next;}point->Next=q->Next;q->Next=point;PS->Length++;printf("Inserted Point.\n");return true;
}bool GetPoints(Points* PS)//从键盘获取若干点
{Point* D;printf("Input Points.Stop by input x or y larger than 10000\n");while(true){D=(Point*)malloc(sizeof(Point));scanf("%lf,%lf",&D->x,&D->y);if(D->x>10000){free(D);break;}InsertPoints(PS,D);}printf("GetPoints...\n");return true;
}bool CountModP(Points *PS)//计算闭合导线坐标偏差
{Point* q=PS->Head->Next;double x=0;double y=0;while(q){x+=q->x;y+=q->y;q=q->Next;}PS->Head->x=x;PS->Head->y=y;return true;
}bool CountModPoints(Points *PS,Dist* DS)//改正坐标增量
{Point* p=PS->Head->Next;DistNode* d=DS->Head->Next;while(d){p->x-=(d->dist*PS->Head->x)/DS->Head->dist;p->y-=(d->dist*PS->Head->y)/DS->Head->dist;p=p->Next;d=d->Next;}return true;
}bool CountPointsByPC(Points *PS,Points *Change)//通过坐标增量计算坐标值
{Point *p,*q,*point;point=PS->Head->Next;q=Change->Head->Next;while(q){p=(Point*)malloc(sizeof(Point));p->x=point->x+q->x;p->y=point->y+point->y;InsertPoints(PS,p);q=q->Next;point=point->Next;}printf("Counted Location\n");return true;
}bool DisplayPoints(Points* PS)
{Point* p;p=PS->Head->Next;while(p){printf("x:%lf,y:%lf\n",p->x,p->y);p=p->Next;}return true;
}

线

#ifndef _DIST_H
#define _DIST_H
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>typedef struct DistNode
{double dist;DistNode* Next;
}DistNode;typedef struct Dist
{DistNode* Head;int Length;
}Dist;Dist* InitDist()
{Dist *p;DistNode* q;p=(Dist*)malloc(sizeof(Dist));q=(DistNode*)malloc(sizeof(DistNode));p->Head=q;q->dist=0;q->Next=NULL;p->Length=0;return p;
}bool InsertDists(Dist* DS,double D)//插入边长
{DistNode* p=(DistNode*)malloc(sizeof(DistNode));DistNode* q;p->dist=D;q=DS->Head;while(q->Next){q=q->Next;}p->Next=q->Next;q->Next=p;DS->Length++;printf("Inserted.\n");return true;
}bool GetDists(Dist* DS)//从键盘获取若干边长
{double* D;printf("Input Dists.Stop by input Dist smaller than 0\n");while(true){D=(double*)malloc(sizeof(double));scanf("%lf",D);if(*D<=0){free(D);break;}InsertDists(DS,*D);}printf("GetDists...\n");return true;
}bool SumDist(Dist* DS)
{DistNode* d;d=DS->Head->Next;while(d){DS->Head->dist+=d->dist;d=d->Next;}printf("Summed Dist\n");return true;
}
#endif

角度（不要问我为什么角度会有这么多，其实我自己实现的时候变复杂了，本来只需要做出度分秒和小数点制互换就好了的）

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<math.h>
#include"Dist.h"
#include"Point.h"
#define RAD 3.1415936/180
//涉及到的是观测角的计算和矫正，同时涉及到坐标方位角的计算
//其中观测角的和会放入带表头的链表的第一个，坐标方位角的已知角也会放在第一个
typedef enum {Left,Right} Dir;
typedef struct Angle
{double Origin;int Degree;int Min;int Sec;
}Angle;typedef struct AngleNode
{Angle A;Dir dir;AngleNode* Next;
}AngleNode;typedef struct Angles
{AngleNode* Head;int Length;
}Angles;Angle CreateAngle(int Degree,int Min,int Sec)
{Angle angle;angle.Degree=Degree;angle.Min=Min;angle.Sec=Sec;angle.Origin=angle.Degree+((double)angle.Min)/60+((double)angle.Sec)/3600;return angle;
}Angle Aadd(Angle A,Angle B)//角度加法
{Angle angle;angle.Degree=A.Degree+B.Degree;angle.Min=A.Min+B.Min;if(angle.Min>=60){angle.Degree++;angle.Min-=60;}angle.Sec=A.Sec+B.Sec;if(angle.Sec>=60){angle.Min++;angle.Sec-=60;if(angle.Min>=60){angle.Degree++;angle.Min-=60;}}angle.Origin=A.Origin+B.Origin;if(angle.Origin>360){angle.Origin-=360;angle.Degree-=360;}if(angle.Origin>0){if(angle.Sec<0){angle.Sec+=60;angle.Min--;}if(angle.Min<0){angle.Min+=60;angle.Degree--;}}return angle;
}Angle Amin(Angle A,Angle B)//角度减法
{Angle angle;if(A.Origin>B.Origin){angle.Sec=A.Sec-B.Sec;if(angle.Sec<0){angle.Sec+=60;A.Min--;}angle.Min=A.Min-B.Min;if(angle.Min<0){angle.Min+=60;A.Degree--;}angle.Degree=A.Degree-B.Degree;}else{angle.Sec=B.Sec-A.Sec;if(angle.Sec<0){angle.Sec+=60;B.Min--;}angle.Min=B.Min-A.Min;if(angle.Min<0){angle.Min+=60;B.Degree--;}angle.Degree=B.Degree-A.Degree;angle.Degree=0-angle.Degree;angle.Min=0-angle.Min;angle.Sec=0-angle.Sec;}angle.Origin=A.Origin-B.Origin;return angle;
}Angle ADiv(Angle A,int D)
{Angle angle;angle.Sec=((A.Min+A.Degree%D*60)%D*60+A.Sec)/D;angle.Min=(A.Min+A.Degree%D*60)/D;angle.Degree=A.Degree/D;angle.Origin=A.Origin/D;return angle;
}Angles* InitAngles()//初始化角链表
{AngleNode* p=(AngleNode*)malloc(sizeof(AngleNode));Angles* AS=(Angles*)malloc(sizeof(Angles));p->Next=NULL;AS->Head=p;AS->Length=0;printf("Init Angles.\n");return AS;
}bool InsertAngles(Angles* AS,Angle A)//插入角度
{AngleNode* p=(AngleNode*)malloc(sizeof(AngleNode));AngleNode* q;p->A=A;q=AS->Head;while(q->Next){q=q->Next;}p->Next=q->Next;q->Next=p;AS->Length++;printf("Inserted.\n");return true;
}bool GetAngles(Angles* AS)//从键盘获取若干角度
{Angle* angle;printf("Input Angles.Stop by input Degree larger than 360\n");while(true){angle=(Angle*)malloc(sizeof(Angle));scanf("%d,%d,%d",&angle->Degree,&angle->Min,&angle->Sec);if(angle->Degree>360){free(angle);break;}angle->Origin=angle->Degree+((double)angle->Min)/60+((double)angle->Sec)/3600;InsertAngles(AS,*angle);}printf("GetAngles...\n");return true;
}bool CountSum(Angles* AS)//计算总角和
{AngleNode* p=AS->Head->Next;Angle angle;angle.Degree=0;angle.Min=0;angle.Sec=0;angle.Origin=0;while(p){angle.Degree+=p->A.Degree;angle.Min+=p->A.Min;if(angle.Min>=60){angle.Min-=60;angle.Degree++;}angle.Sec+=p->A.Sec;if(angle.Sec>=60){angle.Sec-=60;angle.Min++;if(angle.Min>=60){angle.Min-=60;angle.Degree++;}}angle.Origin+=p->A.Origin;p=p->Next;}AS->Head->A=angle;printf("Counted AngleSum\n");return true;
}Angle CountModA(Angles* AS)//计算改正数
{Angle A;Angle B;B.Degree=(AS->Length-2)*180;B.Min=0;B.Sec=0;B.Origin=B.Degree;CountSum(AS);A=Amin(AS->Head->A,B);return ADiv(A,AS->Length);
}bool CountModAngle(Angles* AS)//计算改正后的各个角度
{AngleNode* p;p=AS->Head->Next;Angle Mod=CountModA(AS);while(p){p->A=Amin(p->A,Mod);p=p->Next;}printf("Get Modified Angles\n");return true;
}
bool CountDirectAngle(Angles* AS,Angles* LOCA)//计算方位角
{if(LOCA->Head->A.Degree<0||LOCA->Head->A.Degree>360){printf("You didn't init the locationangles.\n");exit(1);}AngleNode* p,*q;Angle n;Angle B;//180常量角B.Degree=180;B.Min=0;B.Sec=0;B.Origin=B.Degree;q=LOCA->Head;p=AS->Head->Next;while(p)//把计算出来的方位角插入{n=Amin(Aadd(q->A,B),p->A);//后角加180减去右角，适用于右角if(n.Degree>=360){n.Degree-=360;n.Origin-=360;}if(n.Origin<0){Angle a;a.Degree=360;a.Min=0;a.Sec=0;a.Origin=a.Degree;n=Aadd(n,a);}//printf("%d°%d′%d″ %lf\n",n.Degree,n.Min,n.Sec,n.Origin);InsertAngles(LOCA,n);q=q->Next;p=p->Next;}printf("Counted dir.\n");return true;
}
bool CountLOCbyAngle(Angles* AS,Dist* D,Points* PC)//计算各点坐标值增量
{AngleNode* angle;DistNode* dist;Point* point,*p;angle=AS->Head->Next;dist=D->Head->Next;while(angle){point=(Point*)malloc(sizeof(Point));point->x=D->Head->Next->dist*cos(angle->A.Origin*RAD);point->y=D->Head->Next->dist*sin(angle->A.Origin*RAD);InsertPoints(PC,point);angle=angle->Next;dist=dist->Next;}printf("Counted Location Change\n");return true;
}bool DisplayAngles(Angles* AS)
{AngleNode* p;p=AS->Head->Next;while(p){printf("%d°%d′%d″ %lf\n",p->A.Degree,p->A.Min,p->A.Sec,p->A.Origin);p=p->Next;}return true;
}

以上就是已经亲测过使用的头文件，大概可以被称作api了吧hhh。
然后在主函数的使用部分：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include"Angle.h"
int main()
{Angles* AS,*LOCA;//Angle angle;//angle.Degree=100;//angle.Min=23;//angle.Sec=23;Angle angle;Dist *DS;Points *PS,*PC;AS=InitAngles();LOCA=InitAngles();DS=InitDist();PS=InitPoints();PC=InitPoints();LOCA->Head->A=CreateAngle(123,2,33);LOCA->Length++;//InsertAngles(AS,angle);GetAngles(AS);GetDists(DS);GetPoints(PS);//angle=Aadd(AS->Head->Next->A,AS->Head->Next->Next->A);//InsertAngles(AS,angle);DisplayAngles(AS);CountModAngle(AS);DisplayAngles(AS);CountDirectAngle(AS,LOCA);DisplayAngles(LOCA);CountLOCbyAngle(LOCA,DS,PC);printf("Origin Location Change:\n");DisplayPoints(PC);CountModP(PC);SumDist(DS);CountModPoints(PC,DS);   printf("Modified Location Change:\n");DisplayPoints(PC);CountPointsByPC(PS,PC);printf("Modified Location:\n");DisplayPoints(PS);return 0;
}

这就很简单的完成了上面的步骤（指做了一天一夜，昨晚凌晨三点睡的）。
很庆幸学过数据结构，对指针计算各种值都可以有很好的理解，不然面对这么恐怖的数据，我也不可能做下去了.jpg。
学生党的乐趣或许就在这里吧，这一套API可以继续扩建，毕竟基础的数据结构完成，剩下的只是算法的实现了，每次实现都会比上次简单不少，随着时间不断完善。而我现在只是吧最艰难的开头先摆出来了，至于后其的完善，或许会更新在这里的吧hhh。就这样了，我要睡了（不是）。

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