\section{Ajouter ses propres méthodes à la classe ld.graph}

Sans avoir à modifier les fichiers sources Lua associés au paquet \luadrawenv, on peut ajouter ses propres méthodes à la classe \emph{ld.graph}, ou modifier une méthode existante. Ceci n'a d'intérêt que si ces modifications doivent être utilisées dans différents graphiques et/ou différents documents (sinon il suffit d'écrire localement une fonction dans le graphique où on en a besoin).

\subsection{Un exemple}
Dans le graphique de la page \pageref{champ}, nous avons dessiné un champ de vecteurs, pour cela on a écrit une fonction qui calcule les vecteurs avant de faire le dessin, mais cette fonction est locale. On pourrait en faire une fonction globale dans l'espace de noms \emph{luadraw}, elle serait alors utilisable dans tout le document, mais pas dans un autre document !

Pour généraliser cette fonction, on va devoir créer un fichier Lua qui pourra ensuite être importé dans des documents en cas de besoin. Pour rendre l'exemple un peu consistant, on va créer un fichier qui va définir une fonction qui calcule les vecteurs d'un champ, et qui va ajouter à la classe \emph{ld.graph} deux nouvelles méthodes : une pour dessiner un champ de vecteurs d'une fonction $f\colon(x,y)\to f(x,y)\in \mathbf R^2$, on la nommera \cmd{ld.graph:Dvectorfield}, et une autre pour dessiner un champ de gradient d'une fonction $f\colon(x,y)\to f(x,y) \in \mathbf R$, on la nommera \cmd{ld.graph:Dgradientfield}. Du coup nous appellerons ce fichier : \emph{luadraw\_fields.lua}.

\paragraph{Contenu du fichier :}
\begin{Luacode}
local ld = luadraw
local graph = ld.graph
local cpx = ld.cpx
local Z = cpx.Z

function ld.field(f,x1,x2,y1,y2,grid,long)
-- champ de vecteurs dans le pavé [x1,x2]x[y1,y2]
-- f fonction de deux variables à valeurs dans R^2
-- grid = {nbx, nby} : nombre de vecteurs suivant x et suivant y
-- long = longueur d'un vecteur
    if grid == nil then grid = {25,25} end
    local deltax, deltay = (x2-x1)/(grid[1]-1), (y2-y1)/(grid[2]-1) -- pas suivant x et y
    if long == nil then long = math.min(deltax,deltay) end -- longueur par défaut
    local vectors = {} -- contiendra la liste des vecteurs
    local x, y, v = x1 
    for _ = 1, grid[1] do -- parcours suivant x
        y = y1
        for _ = 1, grid[2] do -- parcours suivant y
            v = f(x,y) -- on suppose que v est bien défini
            v = Z(v[1],v[2]) -- passage en complexe
            v = cpx.normalize(v)
            if v ~= nil then
                table.insert(vectors, {Z(x,y)-long/2*v, Z(x,y)+long/2*v} ) -- on ajoute le vecteur
            end
            y = y+deltay
        end
        x = x+deltax
    end
    return vectors -- on renvoie le résultat (ligne polygonale)
end

function graph:Dvectorfield(f,args)
-- dessine un champ de vecteurs
-- f fonction de deux variables à valeurs dans R^2
-- args table à 4 champs :
-- { view={x1,x2,y1,y2}, grid={nbx,nby}, length=, draw_options=""}
    args = args or {}
    local view = args.view or {self:Xinf(),self:Xsup(),self:Yinf(),self:Ysup()} -- repère utilisateur par défaut
    local vectors = ld.field(f,view[1],view[2],view[3],view[4],args.grid,args.length) -- calcul du champ
    self:Dpolyline(vectors,false,args.draw_options,view) -- le dessin (ligne polygonale non fermée)
end

function graph:Dgradientfield(f,args)
-- dessine un champ de gradient
-- f fonction de deux variables à valeurs dans R
-- args table à 4 champs :
-- { view={x1,x2,y1,y2}, grid={nbx,nby}, length=, draw_options=""}
    local h = 1e-6
    local grad_f = function(x,y) -- fonction gradient de f
        return { (f(x+h,y)-f(x-h,y))/(2*h), (f(x,y+h)-f(x,y-h))/(2*h) }
    end
    self:Dvectorfield(grad_f,args) -- on utilise la méthode précédente
end
\end{Luacode}

\subsection{Comment importer le fichier}

Il y a deux méthodes pour cela :

\begin{enumerate}
    \item Avec l'instruction Lua \emph{dofile}. On peut l'écrire par exemple dans le préambule après la déclaration du paquet :
    \begin{TeXcode}
    \usepackage[]{luadraw}
    \directlua{dofile("<chemin>/luadraw_fields.lua")}
    \end{TeXcode}
    Bien entendu, il faudra remplacer \verb|<chemin>| par le chemin d'accès à ce fichier. 
    
    L'instruction \verb|\directlua{dofile("<chemin>/luadraw_fields.lua")}| peut être placée ailleurs dans le document pourvu que ce soit après le chargement du paquet (sinon la classe \emph{ld.graph} ne sera pas reconnue lors de la lecture du fichier). On peut aussi placer l'instruction \verb|dofile("<chemin>/luadraw_fields.lua")| dans un environnement \emph{luacode}, et donc en particulier dans un environnement \luadrawenv.
    
    Dès que le fichier est importé, les nouvelles méthodes sont disponibles pour la suite du document.
    
    Cette façon de procéder a au moins deux inconvénients : il faut se souvenir du chemin à chaque utilisation, et d'autre part l'instruction \emph{dofile} ne vérifie par si le fichier a déjà été lu. Pour ces raisons, on préférera la méthode suivante.
    
    \item Avec l'instruction Lua \emph{require}. On peut l'écrire par exemple dans le préambule après la déclaration du paquet :
    \begin{TeXcode}
    \usepackage[]{luadraw}
    \directlua{require "luadraw_fields"}
    \end{TeXcode}
    On remarquera l'absence du chemin (et l'extension lua est inutile).
    
    L'instruction \verb|\directlua{require "luadraw_fields"}| peut être placée ailleurs dans le document pourvu que ce soit après le chargement du paquet (sinon la classe \emph{graph} ne sera pas reconnue lors de la lecture du fichier). On peut aussi placer l'instruction \verb|require "luadraw_fields"| dans un environnement \emph{luacode}, et donc en particulier dans un environnement \luadrawenv.
    
    L'instruction \emph{require} vérifie si le fichier a déjà été chargé ou non, ce qui est préférable. Mais il faut cependant que Lua soit capable de trouver ce fichier, et le plus simple pour cela est qu'il soit quelque part dans une arborescence connue de TeX. On peut par exemple créer dans son \emph{texmf} local le chemin suivant :
    \begin{TeXcode}
    texmf/tex/lualatex/myluafiles/
    \end{TeXcode}
    puis copier le fichier \emph{luadraw\_fields.lua} dans le dossier \emph{myluafiles}.
\end{enumerate}

\begin{demo}[fields]{Utilisation des nouvelles méthodes}
\begin{luadraw}{name=fields}
require "luadraw_fields" -- import des nouvelles méthodes
local ld = luadraw
local g = ld.graph:new{window={0,21,0,10},size={16,10}}
local i = ld.cpx.I
g:Labelsize("footnotesize")
local f = function(x,y) return {x-x*y,-y+x*y} end -- Volterra
local F = function(x,y) return x^2+y^2+x*y-6 end
local H = function(t,Y) return f(Y[1],Y[2]) end
-- graphique du haut
g:Saveattr();g:Viewport(0,10,0,10);g:Coordsystem(-5,5,-5,5)
g:Dgradbox({-4.5-4.5*i,4.5+4.5*i,1,1}, {originloc=0,originnum={0,0},grid=true,
    title="gradient field, $f(x,y)=x^2+y^2+xy-6$"})
g:Arrows("->"); g:Lineoptions(nil,"blue",6)
g:Dgradientfield(F,{view={-4,4,-4,4},grid={15,15},long=0.5})
g:Arrows("-"); g:Lineoptions(nil,"Crimson",12); g:Dimplicit(F, {view={-4,4,-4,4}})
g:Restoreattr()
-- graphique du bas
g:Saveattr();g:Viewport(11,21,0,10);g:Coordsystem(-5,5,-5,5)
g:Dgradbox({-4.5-4.5*i,4.5+4.5*i,1,1}, {originloc=0,originnum={0,0},grid=true,
    title="vector field, $f(x,y)=(x-xy,-y+xy)$"})
g:Arrows("->"); g:Lineoptions(nil,"blue",6); g:Dvectorfield(f,{view={-4,4,-4,4}})
g:Arrows("-");g:Lineoptions(nil,"Crimson",12)
g:Dodesolve(H,0,{2,3},{t={0,50},out={2,3},nbdots=250})
g:Restoreattr()
g:Show()
\end{luadraw}
\end{demo}

\subsection{Modifier une méthode existante}

Prenons par exemple la méthode \cmd{g:DplotXY(X, Y \fac{, draw\_options})} qui prend comme arguments deux listes (tables) de réels et dessine la ligne polygonale formée par les points de coordonnées $(X[k],Y[k])$. Nous allons la modifier afin qu'elle prenne en compte le cas où \argu{X} est une liste de noms (chaînes), dans ce cas, on affichera les noms sous l'axe des abscisses (avec l'abscisse $k$ pour le k\ieme{} nom) et on dessinera la ligne polygonale formée par les points de coordonnées $(k,Y[k])$, sinon on fera comme l'ancienne méthode. Il suffit pour cela de réécrire la méthode (dans un fichier Lua pour pouvoir ensuite l'importer) :

\begin{Luacode}
local ld = luadraw
local cpx = ld.cpx
local Z = cpx.Z

function ld.graph:DplotXY(X,Y,draw_options)
-- X est une liste de réels ou de chaînes
-- Y est une liste de réels de même longueur que X 
    local L = {} -- liste des points à dessiner
    if type(X[1]) == "number" then -- liste de réels
        for k,x in ipairs(X) do
            table.insert(L,Z(x,Y[k]))
        end
    else
        local noms = {} -- liste des labels à placer
        for k = 1, #X do
            table.insert(L,Z(k,Y[k]))
            insert(noms,{X[k],k,{pos="E",node_options="rotate=-90"}})
        end
        self:Dlabel(table.unpack(noms)) --dessin des labels
    end
    self:Dpolyline(L,draw_options) -- dessin de la courbe
end
\end{Luacode}

Dès que le fichier sera importé, cette nouvelle définition va écraser l'ancienne (pour toute la suite du document). Bien entendu on pourrait imaginer ajouter d'autres options sur le style de tracé par exemple (ligne, bâtons, points ...).

\begin{demo}{Modification d'une méthode existante}
\begin{luadraw}{name=newDplotXY}
require "luadraw_fields" -- import de la méthode modifiée
local ld = luadraw
local g = ld.graph:new{window={-0.5,11,-1,20}, margin={0.5,0.5,0.5,1}, size={10,10,0}}
g:Labelsize("scriptsize")
local X, Y = {}, {} -- on définit deux listes X et Y, on pourrait aussi les lire dans un fichier
for k = 1, 10 do
    table.insert(X,"nom"..k)
    table.insert(Y,math.random(1,20))
end
g:Daxes({0,1,2},{limits={{0,10},{0,20}}, labelpos={"none","left"},
    labelshift={0,0}, originpos={"none","center"}, arrows="->", grid=true})
g:DplotXY(X,Y,"line width=0.8pt, blue")
g:Show()
\end{luadraw}
\end{demo}
