]> SALOME platform Git repositories - modules/med.git/blob - medtool/src/MEDCoupling/MEDCouplingCartesianAMRMesh.hxx
Salome HOME
Move medtool folder to MED base repository
[modules/med.git] / medtool / src / MEDCoupling / MEDCouplingCartesianAMRMesh.hxx
1 // Copyright (C) 2007-2015  CEA/DEN, EDF R&D
2 //
3 // This library is free software; you can redistribute it and/or
4 // modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
5 // License as published by the Free Software Foundation; either
6 // version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
7 //
8 // This library is distributed in the hope that it will be useful,
9 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
10 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
11 // Lesser General Public License for more details.
12 //
13 // You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
14 // License along with this library; if not, write to the Free Software
15 // Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
16 //
17 // See http://www.salome-platform.org/ or email : webmaster.salome@opencascade.com
18 //
19 // Author : Anthony Geay
20
21 #ifndef __MEDCOUPLINGCARTESIANAMRMESH_HXX__
22 #define __MEDCOUPLINGCARTESIANAMRMESH_HXX__
23
24 #include "MEDCoupling.hxx"
25 #include "MEDCouplingTimeLabel.hxx"
26 #include "MEDCouplingRefCountObject.hxx"
27 #include "MEDCouplingAutoRefCountObjectPtr.hxx"
28
29 #include "BoxSplittingOptions.hxx"
30 #include "InterpKernelException.hxx"
31
32 namespace ParaMEDMEM
33 {
34   class MEDCouplingIMesh;
35   class MEDCouplingUMesh;
36   class DataArrayInt;
37   class DataArrayByte;
38   class DataArrayDouble;
39   class MEDCoupling1SGTUMesh;
40   class MEDCouplingFieldDouble;
41   class MEDCouplingCartesianAMRMesh;
42   class MEDCouplingCartesianAMRMeshGen;
43
44   /// @cond INTERNAL
45
46   /*!
47    * This class does not inherit from TimeLabel so only const method should exist.
48    */
49   class MEDCouplingCartesianAMRPatchGen : public RefCountObject
50   {
51   public:
52     MEDCOUPLING_EXPORT virtual MEDCouplingCartesianAMRPatchGen *deepCpy(MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *father) const = 0;
53     MEDCOUPLING_EXPORT int getNumberOfCellsRecursiveWithOverlap() const;
54     MEDCOUPLING_EXPORT int getNumberOfCellsRecursiveWithoutOverlap() const;
55     MEDCOUPLING_EXPORT int getMaxNumberOfLevelsRelativeToThis() const;
56     MEDCOUPLING_EXPORT const MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *getMesh() const { return _mesh; }
57   protected:
58     MEDCouplingCartesianAMRPatchGen(const MEDCouplingCartesianAMRPatchGen& other, MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *father);
59     MEDCouplingCartesianAMRPatchGen(MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *mesh);
60     const MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *getMeshSafe() const;
61     MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *getMeshSafe();
62   private:
63     std::vector<const BigMemoryObject *> getDirectChildrenWithNull() const;
64   protected:
65     MEDCouplingAutoRefCountObjectPtr<MEDCouplingCartesianAMRMeshGen> _mesh;
66   };
67
68   /*!
69    * This class does not inherit from TimeLabel so only const method should exist.
70    */
71   class MEDCouplingCartesianAMRPatch : public MEDCouplingCartesianAMRPatchGen
72   {
73   public:
74     MEDCouplingCartesianAMRPatch(MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *mesh, const std::vector< std::pair<int,int> >& bottomLeftTopRight);
75     MEDCouplingCartesianAMRPatch *deepCpy(MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *father) const;
76     // direct forward to _mesh
77     MEDCOUPLING_EXPORT void addPatch(const std::vector< std::pair<int,int> >& bottomLeftTopRight, const std::vector<int>& factors);
78     // end of direct forward to _mesh
79     MEDCOUPLING_EXPORT int getNumberOfOverlapedCellsForFather() const;
80     MEDCOUPLING_EXPORT bool isInMyNeighborhood(const MEDCouplingCartesianAMRPatch *other, int ghostLev) const;
81     MEDCOUPLING_EXPORT bool isInMyNeighborhoodExt(const MEDCouplingCartesianAMRPatch *other, int ghostLev) const;
82     MEDCOUPLING_EXPORT bool isInMyNeighborhoodDiffLev(const MEDCouplingCartesianAMRPatch *other, int ghostLev) const;
83     // basic set/get
84     MEDCOUPLING_EXPORT const std::vector< std::pair<int,int> >& getBLTRRange() const { return _bl_tr; }
85     MEDCOUPLING_EXPORT std::vector< std::pair<int,int> > getBLTRRangeRelativeToGF() const;
86     MEDCOUPLING_EXPORT std::vector<int> computeCellGridSt() const;
87     MEDCOUPLING_EXPORT static bool IsInMyNeighborhood(int ghostLev, const std::vector< std::pair<int,int> >& p1, const std::vector< std::pair<int,int> >& p2);
88     //
89     static std::vector< std::vector< std::pair<const MEDCouplingCartesianAMRPatch *,const MEDCouplingCartesianAMRPatch *> > > FindNeighborsOfSubPatchesOfSameLev(int ghostLev, const MEDCouplingCartesianAMRPatch *p1, const MEDCouplingCartesianAMRPatch *p2);
90     static void FindNeighborsOfSubPatchesOf(int ghostLev, const MEDCouplingCartesianAMRPatch *p1, const MEDCouplingCartesianAMRPatch *p2, std::vector< std::pair<const MEDCouplingCartesianAMRPatch *,const MEDCouplingCartesianAMRPatch *> >& ret);
91     static void UpdateNeighborsOfOneWithTwo(int ghostLev, const std::vector<int>& factors, const MEDCouplingCartesianAMRPatch *p1, const MEDCouplingCartesianAMRPatch *p2, DataArrayDouble *dataOnP1, const DataArrayDouble *dataOnP2);
92     static void UpdateNeighborsOfOneWithTwoExt(int ghostLev, const MEDCouplingCartesianAMRPatch *p1, const MEDCouplingCartesianAMRPatch *p2, DataArrayDouble *dataOnP1, const DataArrayDouble *dataOnP2);
93     static void UpdateNeighborsOfOneWithTwoMixedLev(int ghostLev, const MEDCouplingCartesianAMRPatch *p1, const MEDCouplingCartesianAMRPatch *p2, DataArrayDouble *dataOnP1, const DataArrayDouble *dataOnP2, bool isConservative);
94   private:
95     static void ComputeZonesOfTwoRelativeToOneDiffLev(int ghostLev, const MEDCouplingCartesianAMRPatch *p1, const MEDCouplingCartesianAMRPatch *p2, std::vector< std::pair<int,int> >& p1Zone, std::vector< std::pair<int,int> >& p2Zone, std::vector<int>& factToApplyOn2);
96   private:
97     std::size_t getHeapMemorySizeWithoutChildren() const;
98     static const MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *FindCommonAncestor(const MEDCouplingCartesianAMRPatch *p1, const MEDCouplingCartesianAMRPatch *p2, int& lev);
99     static std::vector<int> ComputeOffsetFromTwoToOne(const MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *comAncestor, int lev, const MEDCouplingCartesianAMRPatch *p1, const MEDCouplingCartesianAMRPatch *p2);
100     static void UpdateNeighborsOfOneWithTwoInternal(int ghostLev, const std::vector<int>& factors, const std::vector< std::pair<int,int> >&p1 ,const std::vector< std::pair<int,int> >&p2, DataArrayDouble *dataOnP1, const DataArrayDouble *dataOnP2);
101   public:
102     static void ApplyFactorsOnCompactFrmt(std::vector< std::pair<int,int> >& partBeforeFact, const std::vector<int>& factors);
103     static void ApplyAllGhostOnCompactFrmt(std::vector< std::pair<int,int> >& partBeforeFact, int ghostSize);
104   private:
105     MEDCouplingCartesianAMRPatch(const MEDCouplingCartesianAMRPatch& other, MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *father);
106   private:
107     //! bottom left/top right cell range relative to \a _father
108     std::vector< std::pair<int,int> > _bl_tr;
109   };
110
111   /*!
112    * This class does not inherit from TimeLabel so only const method should exist.
113    */
114   class MEDCouplingCartesianAMRPatchGF : public MEDCouplingCartesianAMRPatchGen
115   {
116   public:
117     MEDCouplingCartesianAMRPatchGF(MEDCouplingCartesianAMRMesh *mesh);
118     MEDCouplingCartesianAMRPatchGF *deepCpy(MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *father) const;
119   private:
120     std::size_t getHeapMemorySizeWithoutChildren() const;
121   private:
122     MEDCouplingCartesianAMRPatchGF(const MEDCouplingCartesianAMRPatchGF& other, MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *father);
123   };
124
125   /// @endcond
126
127   /*!
128    * This class is the base class dedicated to AMR using Adaptative Hierarchical Overlapped image Grid.
129    * This class does \b NOT inherit from MEDCouplingMesh because this class overlaps image grid structured meshes to perform adaptative mesh refinement.
130    * But this class aggregates MEDCouplingMesh instances !
131    */
132   class MEDCouplingCartesianAMRMeshGen : public RefCountObject, public TimeLabel
133   {
134   public:
135     MEDCOUPLING_EXPORT virtual MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *deepCpy(MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *father) const = 0;
136     MEDCOUPLING_EXPORT int getSpaceDimension() const;
137     MEDCOUPLING_EXPORT const std::vector<int>& getFactors() const { return _factors; }
138     MEDCOUPLING_EXPORT void setFactors(const std::vector<int>& newFactors);
139     MEDCOUPLING_EXPORT int getMaxNumberOfLevelsRelativeToThis() const;
140     MEDCOUPLING_EXPORT int getNumberOfCellsAtCurrentLevel() const;
141     MEDCOUPLING_EXPORT int getNumberOfCellsAtCurrentLevelGhost(int ghostLev) const;
142     MEDCOUPLING_EXPORT int getNumberOfCellsRecursiveWithOverlap() const;
143     MEDCOUPLING_EXPORT int getNumberOfCellsRecursiveWithoutOverlap() const;
144     MEDCOUPLING_EXPORT const MEDCouplingIMesh *getImageMesh() const { return _mesh; }
145     //
146     MEDCOUPLING_EXPORT virtual const MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *getFather() const = 0;
147     MEDCOUPLING_EXPORT virtual const MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *getGodFather() const = 0;
148     MEDCOUPLING_EXPORT virtual int getAbsoluteLevel() const = 0;
149     MEDCOUPLING_EXPORT virtual void detachFromFather() = 0;
150     MEDCOUPLING_EXPORT virtual std::vector< std::pair<int,int> > positionRelativeToGodFather(std::vector<int>& st) const = 0;
151     MEDCOUPLING_EXPORT virtual int getAbsoluteLevelRelativeTo(const MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *ref) const = 0;
152     MEDCOUPLING_EXPORT std::vector<int> getPositionRelativeTo(const MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *ref) const;
153     MEDCOUPLING_EXPORT const MEDCouplingCartesianAMRPatch *getPatchAtPosition(const std::vector<int>& pos) const;
154     MEDCOUPLING_EXPORT const MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *getMeshAtPosition(const std::vector<int>& pos) const;
155     MEDCOUPLING_EXPORT virtual std::vector<MEDCouplingCartesianAMRPatchGen *> retrieveGridsAt(int absoluteLev) const;
156     MEDCOUPLING_EXPORT void addPatch(const std::vector< std::pair<int,int> >& bottomLeftTopRight, const std::vector<int>& factors);
157     MEDCOUPLING_EXPORT void removeAllPatches();
158     MEDCOUPLING_EXPORT void removePatch(int patchId);
159     MEDCOUPLING_EXPORT int getNumberOfPatches() const;
160     MEDCOUPLING_EXPORT void createPatchesFromCriterion(const INTERP_KERNEL::BoxSplittingOptions& bso, const std::vector<bool>& criterion, const std::vector<int>& factors);
161     MEDCOUPLING_EXPORT void createPatchesFromCriterion(const INTERP_KERNEL::BoxSplittingOptions& bso, const DataArrayByte *criterion, const std::vector<int>& factors);
162     MEDCOUPLING_EXPORT void createPatchesFromCriterion(const INTERP_KERNEL::BoxSplittingOptions& bso, const DataArrayDouble *criterion, const std::vector<int>& factors, double eps);
163     MEDCOUPLING_EXPORT int getPatchIdFromChildMesh(const MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *mesh) const;
164     MEDCOUPLING_EXPORT std::vector< const MEDCouplingCartesianAMRPatch *> getPatches() const;
165     MEDCOUPLING_EXPORT const MEDCouplingCartesianAMRPatch *getPatch(int patchId) const;
166     MEDCOUPLING_EXPORT bool isPatchInNeighborhoodOf(int patchId1, int patchId2, int ghostLev) const;
167     MEDCOUPLING_EXPORT DataArrayDouble *createCellFieldOnPatch(int patchId, const DataArrayDouble *cellFieldOnThis) const;
168     // coarse to fine
169     MEDCOUPLING_EXPORT void fillCellFieldOnPatch(int patchId, const DataArrayDouble *cellFieldOnThis, DataArrayDouble *cellFieldOnPatch, bool isConservative=true) const;
170     MEDCOUPLING_EXPORT void fillCellFieldOnPatchGhost(int patchId, const DataArrayDouble *cellFieldOnThis, DataArrayDouble *cellFieldOnPatch, int ghostLev, bool isConservative=true) const;
171     MEDCOUPLING_EXPORT void fillCellFieldOnPatchOnlyOnGhostZone(int patchId, const DataArrayDouble *cellFieldOnThis, DataArrayDouble *cellFieldOnPatch, int ghostLev) const;
172     // coarse to fine + fine to fine
173     MEDCOUPLING_EXPORT void fillCellFieldOnPatchGhostAdv(int patchId, const DataArrayDouble *cellFieldOnThis, int ghostLev, const std::vector<const DataArrayDouble *>& arrsOnPatches, bool isConservative=true) const;
174     // fine to fine
175     MEDCOUPLING_EXPORT void fillCellFieldOnPatchOnlyGhostAdv(int patchId, int ghostLev, const std::vector<const DataArrayDouble *>& arrsOnPatches) const;
176     MEDCOUPLING_EXPORT void fillCellFieldOnPatchOnlyOnGhostZoneWith(int ghostLev, const MEDCouplingCartesianAMRPatch *patchToBeModified, const MEDCouplingCartesianAMRPatch *neighborPatch, DataArrayDouble *cellFieldOnPatch, const DataArrayDouble *cellFieldNeighbor) const;
177     // fine to coarse
178     MEDCOUPLING_EXPORT void fillCellFieldComingFromPatch(int patchId, const DataArrayDouble *cellFieldOnPatch, DataArrayDouble *cellFieldOnThis, bool isConservative=true) const;
179     MEDCOUPLING_EXPORT void fillCellFieldComingFromPatchGhost(int patchId, const DataArrayDouble *cellFieldOnPatch, DataArrayDouble *cellFieldOnThis, int ghostLev, bool isConservative=true) const;
180     //
181     MEDCOUPLING_EXPORT DataArrayInt *findPatchesInTheNeighborhoodOf(int patchId, int ghostLev) const;
182     //
183     MEDCOUPLING_EXPORT MEDCouplingUMesh *buildUnstructured() const;
184     MEDCOUPLING_EXPORT MEDCoupling1SGTUMesh *buildMeshFromPatchEnvelop() const;
185     MEDCOUPLING_EXPORT MEDCoupling1SGTUMesh *buildMeshOfDirectChildrenOnly() const;
186     MEDCOUPLING_EXPORT MEDCouplingFieldDouble *buildCellFieldOnRecurseWithoutOverlapWithoutGhost(int ghostSz, const std::vector<const DataArrayDouble *>& recurseArrs) const;
187     MEDCOUPLING_EXPORT DataArrayDouble *extractGhostFrom(int ghostSz, const DataArrayDouble *arr) const;
188     MEDCOUPLING_EXPORT std::vector<int> getPatchIdsInTheNeighborhoodOf(int patchId, int ghostLev) const;
189     MEDCOUPLING_EXPORT std::string buildPythonDumpOfThis() const;
190   protected:
191     MEDCouplingCartesianAMRMeshGen(const MEDCouplingCartesianAMRMeshGen& other);
192     MEDCouplingCartesianAMRMeshGen(const std::string& meshName, int spaceDim, const int *nodeStrctStart, const int *nodeStrctStop,
193                                    const double *originStart, const double *originStop, const double *dxyzStart, const double *dxyzStop);
194     MEDCouplingCartesianAMRMeshGen(MEDCouplingIMesh *mesh);
195     void checkPatchId(int patchId) const;
196     void checkFactorsAndIfNotSetAssign(const std::vector<int>& factors);
197     void retrieveGridsAtInternal(int lev, std::vector< MEDCouplingAutoRefCountObjectPtr<MEDCouplingCartesianAMRPatchGen> >& grids) const;
198     static int GetGhostLevelInFineRef(int ghostLev, const std::vector<int>& factors);
199     std::vector<const DataArrayDouble *> extractSubTreeFromGlobalFlatten(const MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *head, const std::vector<const DataArrayDouble *>& all) const;
200     void dumpPatchesOf(const std::string& varName, std::ostream& oss) const;
201   public:
202     virtual void getPositionRelativeToInternal(const MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *ref, std::vector<int>& ret) const = 0;
203   protected:
204     MEDCOUPLING_EXPORT std::size_t getHeapMemorySizeWithoutChildren() const;
205     MEDCOUPLING_EXPORT std::vector<const BigMemoryObject *> getDirectChildrenWithNull() const;
206     MEDCOUPLING_EXPORT void updateTime() const;
207   protected:
208     MEDCouplingAutoRefCountObjectPtr<MEDCouplingIMesh> _mesh;
209     std::vector< MEDCouplingAutoRefCountObjectPtr<MEDCouplingCartesianAMRPatch> > _patches;
210     std::vector<int> _factors;
211   };
212
213   class MEDCouplingCartesianAMRMeshSub : public MEDCouplingCartesianAMRMeshGen
214   {
215   public:
216     MEDCouplingCartesianAMRMeshSub(MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *father, MEDCouplingIMesh *mesh);
217     MEDCOUPLING_EXPORT const MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *getFather() const;
218     MEDCOUPLING_EXPORT const MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *getGodFather() const;
219     MEDCOUPLING_EXPORT int getAbsoluteLevel() const;
220     MEDCOUPLING_EXPORT void detachFromFather();
221     MEDCOUPLING_EXPORT std::vector< std::pair<int,int> > positionRelativeToGodFather(std::vector<int>& st) const;
222     MEDCOUPLING_EXPORT int getAbsoluteLevelRelativeTo(const MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *ref) const;
223   private:
224     MEDCouplingCartesianAMRMeshSub(const MEDCouplingCartesianAMRMeshSub& other, MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *father);
225     MEDCouplingCartesianAMRMeshSub *deepCpy(MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *father) const;
226     void getPositionRelativeToInternal(const MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *ref, std::vector<int>& ret) const;
227   protected:
228     MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *_father;
229   };
230
231   class MEDCouplingCartesianAMRMesh : public MEDCouplingCartesianAMRMeshGen
232   {
233   public:
234     MEDCOUPLING_EXPORT static MEDCouplingCartesianAMRMesh *New(const std::string& meshName, int spaceDim, const int *nodeStrctStart, const int *nodeStrctStop,
235                                                                const double *originStart, const double *originStop, const double *dxyzStart, const double *dxyzStop);
236     MEDCOUPLING_EXPORT static MEDCouplingCartesianAMRMesh *New(MEDCouplingIMesh *mesh);
237     MEDCOUPLING_EXPORT const MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *getFather() const;
238     MEDCOUPLING_EXPORT const MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *getGodFather() const;
239     MEDCOUPLING_EXPORT int getAbsoluteLevel() const;
240     MEDCOUPLING_EXPORT void detachFromFather();
241     MEDCOUPLING_EXPORT std::vector< std::pair<int,int> > positionRelativeToGodFather(std::vector<int>& st) const;
242     MEDCOUPLING_EXPORT int getAbsoluteLevelRelativeTo(const MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *ref) const;
243     MEDCOUPLING_EXPORT std::vector<MEDCouplingCartesianAMRPatchGen *> retrieveGridsAt(int absoluteLev) const;
244     MEDCouplingCartesianAMRMesh *deepCpy(MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *father) const;
245     MEDCOUPLING_EXPORT void createPatchesFromCriterionML(const std::vector<const INTERP_KERNEL::BoxSplittingOptions *>& bso, const DataArrayDouble *criterion, const std::vector< std::vector<int> >& factors, double eps);
246   private:
247     void getPositionRelativeToInternal(const MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *ref, std::vector<int>& ret) const;
248     MEDCouplingCartesianAMRMesh(const MEDCouplingCartesianAMRMesh& other);
249     MEDCouplingCartesianAMRMesh(const std::string& meshName, int spaceDim, const int *nodeStrctStart, const int *nodeStrctStop,
250                                 const double *originStart, const double *originStop, const double *dxyzStart, const double *dxyzStop);
251     MEDCouplingCartesianAMRMesh(MEDCouplingIMesh *mesh);
252     MEDCOUPLING_EXPORT std::vector<const BigMemoryObject *> getDirectChildrenWithNull() const;
253     ~MEDCouplingCartesianAMRMesh();
254   };
255 }
256
257 #endif
258