Úvod do praktické fyziky

(variables.cc)

void variables()
{
int n = 2; // integer (celé číslo)
double x = 3.5; // číslo 's plovoucí desetinnou čárkou'
printf("n = %i, x = %f\n", n, x); // %i je nahrazeno integrem, %f doublem
double y = n * x + 4;
if (y >= 0) // podmínka: jestliže y je kladné
{
double z = sqrt(y);
printf("y = %f, z = sqrt(y) = %f\n", y, z);
}
else // je-li y záporné
printf("y = %f, z = sqrt(y) není definováno.\n",y);
// je-li v podmínce jen 1 řádek, nemusí se psát složené závorky
}

Generování náhodných čísel

(rndm_array.cc)

void rndm_array()
{
const int N = 100; // musí být const, aby mohl být délkou pole (pole na zásobníku)
double x[N];
TRandom3* random = new TRandom3();

for (int i = 0; i < N; i++)
x[i] = random->Rndm(); // je-li v cyklu 1 příkaz, nemusí se psát složené závorky

// vypsání pole:
for (int i = 0; i < N; i++)
printf("%i\t%f\n", i, x[i]);
}

Graf

(graph.cc)

void graph()
{
int N = 100; // počet bodů
double xMin = -TMath::Pi();
double xMax = TMath::Pi();
double dx = (xMax - xMin) / N;

TGraph* graph = new TGraph(N); // konstruktor bodového grafu s N body
for (int i = 0; i < N; i++)
{
double x = xMin + i * dx;
graph->SetPoint(i, x, sin(2*x));
}

graph->SetTitle(""); // jinak má nadpis "Graph"
graph->GetXaxis()->SetTitle("x");
graph->GetYaxis()->SetTitle("y");
graph->SetMarkerStyle(2); // vybere symbol bodu
graph->Draw("PA"); // PA vykreslí graf jako bodový a s osami (jinak se vykreslí čárou)

// ROOT taky zná objekt 'funkce':
TF1* func = new TF1("func","cos(2*x)",xMin,xMax);
func->Draw("SAME"); // SAME vykreslí funkci přes existující graf (jinak by se smazal)
}

Histogram

Histogram reprezentuje distribuci nějaké numerické veličiny. Je to typ grafu, kde vertikální osa vyjadřuje četnost výskytu sledované veličiny v intervalech (binech) znázorněných na horizontální ose. Histogram uděláme následovně: Nejdřív rozdělíme rozsah dané veličiny na biny. Potom sledujeme danou veličinu v nějakém počtu případů a zaznamenáme, kolikrát leží ve kterém binu. Příklad vytvoření histogramu a jeho naplnění exponenciálně rozdělenou náhodnou veličinou:

(histo.cc)

void histo()
{
int N = 100;
double tau = 1;
TRandom3* random = new TRandom3();

int nBins = 10;
double xmin = 0;
double xmax = -1; // nebo např. 5*tau
TH1D* hist = new TH1D("hist", "", nBins, xmin, xmax);
// konstruktor 1-dimenzionálního histogramu (jmeno, titulek, počet binů, xmin, xmax)
// je-li xmax < xmin, zvolí se automaticky
hist->GetXaxis()->SetTitle("x");

for (int i = 0; i < N; i++)
hist->Fill(random->Exp(tau)); // vložit jedno náhodné číslo do histogramu

hist->Draw();

// přístup k hranicím a obsahu binů:
printf("underflow: %f, overflow: %f\n",
hist->GetBinContent(0), // nultý bin = počet čísel pod rozsahem histogramu
hist->GetBinContent(nBins+1)); // nBins+1. bin: počet čísel nad rozsahem
for (int i = 1; i <= nBins; i++)
printf("bin [%f, %f], případů: %f\n", hist->GetBinLowEdge(i),
hist->GetBinContent(i), hist->GetBinLowEdge(i+1));
}

Volby zobrazení histogramu: https://root.cern.ch/doc/master/classTHistPainter.html

Zápis do souboru

(out.cc)

void out()
{
FILE* file = fopen("data.txt","w");
TRandom3* random = new TRandom3();

for (int i = 0; i < 10; i++)
{
double x = random->Gaus(0,0.5); // normální rozdělení, mu = 0, sigma = 0.5
double y = random->Gaus(2.5,1); // mu = 2.5, sigma = 1
fprintf(file,"%f\t%f\n", x, y);
}
fclose(file);
}

Čtení ze souboru

(in.cc)

void in()
{
FILE* file = fopen("data.txt","r");
double mx = 0;
double my = 0;
double x, y;
int n = 0;

while(fscanf(file,"%lf%lf", &x, &y) == 2) // cykluj, dokud přečteš 2 čísla
{
printf("přečteno: %f\t%f\n", x, y);
mx += x; // přičti x k mx
my += y;
n++;
}
fclose(file);
mx /= n; // x = x / n
my /= n;
printf("---------------------------------\n");
printf("průměrné x = %f, průměrné y = %f\n", mx, my);
}