La estrutura que pretendes expresar es excesivamente compleja.
Un monomio cualquiera se puede representar tal que:
class Monomio
{
int multiplicador;
int potencia;
public:
Monomio(int multiplicador, int potencia)
: multiplicador{multiplicador}
, potencia{potencia}
{ }
int GetMultiplicador() const
{ return multiplicador; }
int GetPotencia() const
{ return potencia; }
std::string ToString(bool primero) const
{
std::stringstream ss;
if (multiplicador < 0)
ss << multiplicador;
else
{
if (!primero)
ss << '+';
if ((multiplicador > 1) || (potencia ==0))
ss << multiplicador;
}
if (potencia > 0)
{
ss << 'x';
if (potencia > 1)
ss << '^' << potencia;
}
return ss.str();
}
};
Con esto, un polinomio no sería más que una lista de monomios. Así, tu primer polinomio se podría representar así:
std::vector<Monomio> polinomio { {3, 5}, {-2, 3}, {1, 2}, {-1, 1}, {1, 0} };
Es facil de verificar (ejemplo):
bool primero = true;
for (auto mono : polinomio)
{
std::cout << mono.ToString(primero);
primero = false;
}
Ya tenemos el polinomio, ahora toca derivarlo.
Quizás sería más adecuado encapsular la lista de monomios en una clase Polinomio. De esa forma podemos evitar que se nos quede un monomio vacío (multiplicador 0), o que las potencias no estén ordenadas.
La mayor parte de la lógica de esta clase quedaría fuera del ámbito de la pregunta, así que me limitaré a implementar lo básico:
class Polinomio
{
std::vector<Monomio> polinomio;
public:
void Add(Monomio monomio)
{
if (monomio.GetMultiplicador() == 0) return;
if (polinomio.empty())
polinomio.push_back(monomio);
else
{
// Logica para colocar el monomio en su sitio
// ...
polinomio.push_back(monomio);
}
}
Polinomio Derivar() const
{
Polinomio resultado;
for (Monomio monomio : polinomio)
{
if (monomio.GetPotencia() > 0)
{
Monomio nuevo{
monomio.GetMultiplicador()*monomio.GetPotencia(),
monomio.GetPotencia()-1
};
resultado.Add(nuevo);
}
}
return resultado;
}
std::string ToString() const
{
std::string result;
bool primero = true;
for (Monomio monomio : polinomio)
{
result += monomio.ToString(primero);
primero = false;
}
return result;
}
};
Si añadimos una pequeña utilidad para interactuar con cout
:
std::ostream & operator<<(std::ostream & os, Polinomio const& polinomio)
{
os << polinomio.ToString();
return os;
}
Podemos comprobar cómo el código funciona correctamente (ejemplo):
std::cout << "f(x)=" << polinomio << '\n';
std::cout << "f'(x)=" << polinomio.Derivar() << '\n';
Vale, ya solo quedaría calcular el valor final. Para hacer esto vamos a dotar a la clase Monomio
de la capacidad para calcular su valor:
class Monomio
{
public:
int Calcular(int x)
{
return multiplicador * std::pow(x, potencia);
}
};
Y ahora, Polinomio
simplemente recorre la lista de monomios acumulando resultados:
class Polinomio
{
public:
int Calcular(int x) const
{
int resultado = 0;
for (Monomio monomio : polinomio)
{
resultado += monomio.Calcular(x);
}
return resultado;
}
};
Y ya está, ya lo tenemos todo (ejemplo):
Polinomio derivado = polinomio.Derivar();
std::cout << "f(x)=" << polinomio << '\n';
std::cout << "f'(x)=" << derivado << '\n';
std::cout << "f'(5)=" << derivado.Calcular(5) << '\n';
Ahora bien, ¿Cómo compones el polinomio con los datos que lees del archivo? No pensaba hacerte los deberes sino orientarte sobre el problema. Te toca pelearte con esa parte del problema.