Plot-in-c

Um plotter 2D de funções matemáticas feito em C99 + SDL2, com um parser inspirado em TeX/LaTeX (subset) que constrói uma AST e avalia f(x) em tempo real.

• C99 raiz (-std=c99 -Wall -Wextra -pedantic)
• SDL2 para render 2D (grid, eixos, curva)
• Parser próprio (tokenização → AST → eval)
• Curvas paramétricas com tuplas (x(t), y(t))
• Screenshot (BMP) via tecla P ou --shot

Repositório: este projeto vive em plot-in-c/ (binário em ./bin/tatuplot).

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Galeria

Coração (paramétrica)	Lissajous (paramétrica)	Espiral (paramétrica)

Rosa (paramétrica)	Sinc (cartesiana)	Gauss (cartesiana)	Tan (cartesiana)

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Requisitos

Arch Linux (recomendado)

sudo pacman -Syu
sudo pacman -S gcc make git sdl2

Verificar:

gcc --version
sdl2-config --cflags --libs

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Build

Na raiz do projeto:

make

Executar:

make run ARGS='--expr "\sin(x)"'

Limpar:

make clean

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Uso (CLI)

./bin/tatuplot --expr "<expressao>" [opcoes]

Opções principais:

• --expr "..." (obrigatório) expressão estilo TeX (subset)
• --xmin A --xmax B range do eixo X (ou range de t se a expressão for tupla e --tmin/--tmax não forem passados)
• --ymin C --ymax D range do eixo Y
• --tmin T --tmax U range do parâmetro t (modo paramétrico)
• --width W --height H tamanho da janela (default 900x600)
• --bg R,G,B cor do fundo (default 0,0,0)
• --fg R,G,B cor do gráfico (default 0,220,0)
• --out caminho.bmp caminho do screenshot (default tatuplot.bmp)
• --shot renderiza 1 frame, salva screenshot e sai (ótimo para README/CI)

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Controles (janela)

• W A S D: pan (mover viewport)
• + / -: zoom in / zoom out (no centro)
• R: reset do viewport para o estado inicial
• P: salva screenshot (BMP) em --out
• ESC: sair

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Sintaxe suportada (subset TeX v1+)

Tokens/estruturas

• números: 1, 3.14
• variável: x
• constantes: pi, e
• operadores: + - * / ^
• parênteses: ( ... )
• chaves: { ... } (equivalente a parênteses no parser)
• multiplicação implícita: 2x, x\sin(x), (x+1)(x-1)

Comandos

• unárias: \sin, \cos, \tan, \log, \exp, \sqrt
• fração: \frac{a}{b}
• wrappers/no-op (ignorados): \left, \right
• espaçamentos (ignorados): \;, \,, \:, \!

Potência no estilo TeX

• \sin^{3}(x) é aceito e vira (sin(x))^3

Curvas paramétricas (tupla)

Se a expressão principal for uma tupla:

• (exprX, exprY) ou {exprX, exprY}

o programa entra em modo paramétrico e plota a curva com parâmetro t.

Regra de ranges no modo paramétrico:

• se você passar --tmin/--tmax, eles definem o parâmetro t
• se você não passar --tmin/--tmax, então --xmin/--xmax é interpretado como range de t (compatível com o comando do coração)
• o viewport X do gráfico pode ser auto-ajustado (auto-fit) conforme a curva

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Exemplos (7 “funções legais”)

Dica: use make run ARGS='...' para evitar briga com escapes do shell.

1) Coração (paramétrica)

make run ARGS='--expr "\left(16\sin^{3}(x),\;13\cos(x)-5\cos(2x)-2\cos(3x)-\cos(4x)\right)" --xmin 0 --xmax 6.283185307179586 --ymin -18 --ymax 14'

2) Lissajous (paramétrica)

make run ARGS='--expr "(\sin(3x),\sin(2x))" --xmin 0 --xmax 6.283185307179586'

3) Espiral (paramétrica)

make run ARGS='--expr "(x\cos(x),x\sin(x))" --xmin 0 --xmax 18.84955592153876'

4) Rosa (paramétrica)

make run ARGS='--expr "(\cos(4x)\cos(x),\cos(4x)\sin(x))" --xmin 0 --xmax 6.283185307179586'

5) Sinc (cartesiana)

make run ARGS='--expr "\frac{\sin(x)}{x}" --xmin -20 --xmax 20 --ymin -0.5 --ymax 1.2'

6) Gaussiana (cartesiana)

make run ARGS='--expr "e^{-\frac{x^2}{2}}" --xmin -5 --xmax 5 --ymin -0.1 --ymax 1.2'

7) Tangente (cartesiana)

make run ARGS='--expr "\tan(x)" --xmin -1.4 --xmax 1.4 --ymin -6 --ymax 6'

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Gerando screenshots

Pasta recomendada

mkdir -p screenshots

Screenshot automático (salva e sai)

Use --shot + --out:

make run ARGS='--expr "\tan(x)" --xmin -1.4 --xmax 1.4 --ymin -6 --ymax 6 --out screenshots/tan.bmp --shot'

Converter BMP → PNG (para o GitHub renderizar na galeria)

Instalar ImageMagick (opcional, só pra converter):

sudo pacman -S imagemagick

Converter em lote:

for f in screenshots/*.bmp; do
  magick "$f" "${f%.bmp}.png"
done

Depois, você pode commitar os .png e manter (ou apagar) os .bmp.

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Estrutura do projeto

plot-in-c/
├── assets/
├── bin/               # binários (tatuplot)
├── build/             # objetos .o
├── docs/
├── include/           # headers
├── src/               # fontes .c
├── screenshots/       # imagens geradas (recomendado)
├── Makefile
└── README.md

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Troubleshooting

1) Erros de link com log10, pow, lround…

Isso acontece quando falta linkar a libm (-lm). O Makefile deve ter -lm na etapa de link.

2) Wayland / libdecor-gtk warning

Em alguns ambientes Wayland pode aparecer:

• libdecor-gtk-WARNING: Failed to initialize GTK
• Failed to load plugin 'libdecor-gtk.so'

Se o programa abre a janela e roda normal, dá pra ignorar. Se der problema de janela/decoração, alternativas:

• instalar dependências do libdecor (se você usa Wayland):

  sudo pacman -S libdecor libdecor-gtk

• ou forçar X11:

  SDL_VIDEODRIVER=x11 ./bin/tatuplot --expr "\sin(x)"

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Roadmap (ideias legais)

• zoom/pan com mouse (scroll + drag)
• export para PNG nativo (sem conversão)
• anti-aliasing / supersampling
• mais comandos TeX (\ln, \abs, \arctan, etc.)
• mensagens de erro com “setinha” apontando a coluna do parse
• modo “repl” no terminal para testar expressões sem abrir janela

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Contribuindo

PRs e issues são bem-vindos — principalmente para:

• ampliar o subset TeX com cuidado (sem “explosão” de dependências)
• testar em diferentes ambientes (Wayland/X11)
• melhorar robustez do parser e mensagens de erro