src/MEDCoupling/MEDCouplingCartesianAMRMesh.hxx

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   2 //
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  12 //
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  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 "MCAuto.hxx"
  28 #include "MCType.hxx"
  29
  30 #include "BoxSplittingOptions.hxx"
  31 #include "InterpKernelException.hxx"
  32
  33 namespace MEDCoupling
  34 {
  35   class MEDCouplingIMesh;
  36   class MEDCouplingUMesh;
  37   class DataArrayIdType;
  38   class DataArrayByte;
  39   class DataArrayDouble;
  40   class MEDCoupling1SGTUMesh;
  41   class MEDCouplingFieldDouble;
  42   class MEDCouplingCartesianAMRMesh;
  43   class MEDCouplingCartesianAMRMeshGen;
  44
  45   /// @cond INTERNAL
  46
  47   /*!
  48    * This class does not inherit from TimeLabel so only const method should exist.
  49    */
  50   class MEDCouplingCartesianAMRPatchGen : public RefCountObject
  51   {
  52   public:
  53     MEDCOUPLING_EXPORT virtual MEDCouplingCartesianAMRPatchGen *deepCopy(MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *father) const = 0;
  54     MEDCOUPLING_EXPORT mcIdType getNumberOfCellsRecursiveWithOverlap() const;
  55     MEDCOUPLING_EXPORT mcIdType getNumberOfCellsRecursiveWithoutOverlap() const;
  56     MEDCOUPLING_EXPORT mcIdType getMaxNumberOfLevelsRelativeToThis() const;
  57     MEDCOUPLING_EXPORT const MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *getMesh() const { return _mesh; }
  58   protected:
  59     MEDCouplingCartesianAMRPatchGen(const MEDCouplingCartesianAMRPatchGen& other, MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *father);
  60     MEDCouplingCartesianAMRPatchGen(MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *mesh);
  61     const MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *getMeshSafe() const;
  62     MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *getMeshSafe();
  63   private:
  64     std::vector<const BigMemoryObject *> getDirectChildrenWithNull() const;
  65   protected:
  66     MCAuto<MEDCouplingCartesianAMRMeshGen> _mesh;
  67   };
  68
  69   /*!
  70    * This class does not inherit from TimeLabel so only const method should exist.
  71    */
  72   class MEDCouplingCartesianAMRPatch : public MEDCouplingCartesianAMRPatchGen
  73   {
  74   public:
  75     MEDCouplingCartesianAMRPatch(MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *mesh, const std::vector< std::pair<mcIdType,mcIdType> >& bottomLeftTopRight);
  76     std::string getClassName() const override { return std::string("MEDCouplingCartesianAMRPatch"); }
  77     MEDCouplingCartesianAMRPatch *deepCopy(MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *father) const;
  78     // direct forward to _mesh
  79     MEDCOUPLING_EXPORT void addPatch(const std::vector< std::pair<mcIdType,mcIdType> >& bottomLeftTopRight, const std::vector<mcIdType>& factors);
  80     // end of direct forward to _mesh
  81     MEDCOUPLING_EXPORT mcIdType getNumberOfOverlapedCellsForFather() const;
  82     MEDCOUPLING_EXPORT bool isInMyNeighborhood(const MEDCouplingCartesianAMRPatch *other, mcIdType ghostLev) const;
  83     MEDCOUPLING_EXPORT bool isInMyNeighborhoodExt(const MEDCouplingCartesianAMRPatch *other, mcIdType ghostLev) const;
  84     MEDCOUPLING_EXPORT bool isInMyNeighborhoodDiffLev(const MEDCouplingCartesianAMRPatch *other, mcIdType ghostLev) const;
  85     // basic set/get
  86     MEDCOUPLING_EXPORT const std::vector< std::pair<mcIdType,mcIdType> >& getBLTRRange() const { return _bl_tr; }
  87     MEDCOUPLING_EXPORT std::vector< std::pair<mcIdType,mcIdType> > getBLTRRangeRelativeToGF() const;
  88     MEDCOUPLING_EXPORT std::vector<mcIdType> computeCellGridSt() const;
  89     MEDCOUPLING_EXPORT static bool IsInMyNeighborhood(mcIdType ghostLev, const std::vector< std::pair<mcIdType,mcIdType> >& p1, const std::vector< std::pair<mcIdType,mcIdType> >& p2);
  90     //
  91     static std::vector< std::vector< std::pair<const MEDCouplingCartesianAMRPatch *,const MEDCouplingCartesianAMRPatch *> > > FindNeighborsOfSubPatchesOfSameLev(mcIdType ghostLev, const MEDCouplingCartesianAMRPatch *p1, const MEDCouplingCartesianAMRPatch *p2);
  92     static void FindNeighborsOfSubPatchesOf(mcIdType ghostLev, const MEDCouplingCartesianAMRPatch *p1, const MEDCouplingCartesianAMRPatch *p2, std::vector< std::pair<const MEDCouplingCartesianAMRPatch *,const MEDCouplingCartesianAMRPatch *> >& ret);
  93     static void UpdateNeighborsOfOneWithTwo(mcIdType ghostLev, const std::vector<mcIdType>& factors, const MEDCouplingCartesianAMRPatch *p1, const MEDCouplingCartesianAMRPatch *p2, DataArrayDouble *dataOnP1, const DataArrayDouble *dataOnP2);
  94     static void UpdateNeighborsOfOneWithTwoExt(mcIdType ghostLev, const MEDCouplingCartesianAMRPatch *p1, const MEDCouplingCartesianAMRPatch *p2, DataArrayDouble *dataOnP1, const DataArrayDouble *dataOnP2);
  95     static void UpdateNeighborsOfOneWithTwoMixedLev(mcIdType ghostLev, const MEDCouplingCartesianAMRPatch *p1, const MEDCouplingCartesianAMRPatch *p2, DataArrayDouble *dataOnP1, const DataArrayDouble *dataOnP2, bool isConservative);
  96   private:
  97     static void ComputeZonesOfTwoRelativeToOneDiffLev(mcIdType ghostLev, const MEDCouplingCartesianAMRPatch *p1, const MEDCouplingCartesianAMRPatch *p2, std::vector< std::pair<mcIdType,mcIdType> >& p1Zone, std::vector< std::pair<mcIdType,mcIdType> >& p2Zone, std::vector<mcIdType>& factToApplyOn2);
  98   private:
  99     std::size_t getHeapMemorySizeWithoutChildren() const;
 100     static const MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *FindCommonAncestor(const MEDCouplingCartesianAMRPatch *p1, const MEDCouplingCartesianAMRPatch *p2, mcIdType& lev);
 101     static std::vector<mcIdType> ComputeOffsetFromTwoToOne(const MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *comAncestor, mcIdType lev, const MEDCouplingCartesianAMRPatch *p1, const MEDCouplingCartesianAMRPatch *p2);
 102     static void UpdateNeighborsOfOneWithTwoInternal(mcIdType ghostLev, const std::vector<mcIdType>& factors, const std::vector< std::pair<mcIdType,mcIdType> >&p1 ,const std::vector< std::pair<mcIdType,mcIdType> >&p2, DataArrayDouble *dataOnP1, const DataArrayDouble *dataOnP2);
 103   public:
 104     static void ApplyFactorsOnCompactFrmt(std::vector< std::pair<mcIdType,mcIdType> >& partBeforeFact, const std::vector<mcIdType>& factors);
 105     static void ApplyAllGhostOnCompactFrmt(std::vector< std::pair<mcIdType,mcIdType> >& partBeforeFact, mcIdType ghostSize);
 106   private:
 107     MEDCouplingCartesianAMRPatch(const MEDCouplingCartesianAMRPatch& other, MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *father);
 108   private:
 109     //! bottom left/top right cell range relative to \a _father
 110     std::vector< std::pair<mcIdType,mcIdType> > _bl_tr;
 111   };
 112
 113   /*!
 114    * This class does not inherit from TimeLabel so only const method should exist.
 115    */
 116   class MEDCouplingCartesianAMRPatchGF : public MEDCouplingCartesianAMRPatchGen
 117   {
 118   public:
 119     MEDCouplingCartesianAMRPatchGF(MEDCouplingCartesianAMRMesh *mesh);
 120     std::string getClassName() const override { return std::string("MEDCouplingCartesianAMRPatchGF"); }
 121     MEDCouplingCartesianAMRPatchGF *deepCopy(MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *father) const;
 122   private:
 123     std::size_t getHeapMemorySizeWithoutChildren() const;
 124   private:
 125     MEDCouplingCartesianAMRPatchGF(const MEDCouplingCartesianAMRPatchGF& other, MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *father);
 126   };
 127
 128   /// @endcond
 129
 130   /*!
 131    * This class is the base class dedicated to AMR using Adaptative Hierarchical Overlapped image Grid.
 132    * This class does \b NOT inherit from MEDCouplingMesh because this class overlaps image grid structured meshes to perform adaptative mesh refinement.
 133    * But this class aggregates MEDCouplingMesh instances !
 134    */
 135   class MEDCouplingCartesianAMRMeshGen : public RefCountObject, public TimeLabel
 136   {
 137   public:
 138     MEDCOUPLING_EXPORT virtual MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *deepCopy(MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *father) const = 0;
 139     MEDCOUPLING_EXPORT int getSpaceDimension() const;
 140     MEDCOUPLING_EXPORT const std::vector<mcIdType>& getFactors() const { return _factors; }
 141     MEDCOUPLING_EXPORT void setFactors(const std::vector<mcIdType>& newFactors);
 142     MEDCOUPLING_EXPORT mcIdType getMaxNumberOfLevelsRelativeToThis() const;
 143     MEDCOUPLING_EXPORT mcIdType getNumberOfCellsAtCurrentLevel() const;
 144     MEDCOUPLING_EXPORT mcIdType getNumberOfCellsAtCurrentLevelGhost(mcIdType ghostLev) const;
 145     MEDCOUPLING_EXPORT mcIdType getNumberOfCellsRecursiveWithOverlap() const;
 146     MEDCOUPLING_EXPORT mcIdType getNumberOfCellsRecursiveWithoutOverlap() const;
 147     MEDCOUPLING_EXPORT const MEDCouplingIMesh *getImageMesh() const { return _mesh; }
 148     //
 149     MEDCOUPLING_EXPORT virtual const MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *getFather() const = 0;
 150     MEDCOUPLING_EXPORT virtual const MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *getGodFather() const = 0;
 151     MEDCOUPLING_EXPORT virtual mcIdType getAbsoluteLevel() const = 0;
 152     MEDCOUPLING_EXPORT virtual void detachFromFather() = 0;
 153     MEDCOUPLING_EXPORT virtual std::vector< std::pair<mcIdType,mcIdType> > positionRelativeToGodFather(std::vector<mcIdType>& st) const = 0;
 154     MEDCOUPLING_EXPORT virtual mcIdType getAbsoluteLevelRelativeTo(const MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *ref) const = 0;
 155     MEDCOUPLING_EXPORT std::vector<mcIdType> getPositionRelativeTo(const MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *ref) const;
 156     MEDCOUPLING_EXPORT const MEDCouplingCartesianAMRPatch *getPatchAtPosition(const std::vector<mcIdType>& pos) const;
 157     MEDCOUPLING_EXPORT const MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *getMeshAtPosition(const std::vector<mcIdType>& pos) const;
 158     MEDCOUPLING_EXPORT virtual std::vector<MEDCouplingCartesianAMRPatchGen *> retrieveGridsAt(mcIdType absoluteLev) const;
 159     MEDCOUPLING_EXPORT void addPatch(const std::vector< std::pair<mcIdType,mcIdType> >& bottomLeftTopRight, const std::vector<mcIdType>& factors);
 160     MEDCOUPLING_EXPORT void removeAllPatches();
 161     MEDCOUPLING_EXPORT void removePatch(mcIdType patchId);
 162     MEDCOUPLING_EXPORT mcIdType getNumberOfPatches() const;
 163     MEDCOUPLING_EXPORT void createPatchesFromCriterion(const INTERP_KERNEL::BoxSplittingOptions& bso, const std::vector<bool>& criterion, const std::vector<mcIdType>& factors);
 164     MEDCOUPLING_EXPORT void createPatchesFromCriterion(const INTERP_KERNEL::BoxSplittingOptions& bso, const DataArrayByte *criterion, const std::vector<mcIdType>& factors);
 165     MEDCOUPLING_EXPORT void createPatchesFromCriterion(const INTERP_KERNEL::BoxSplittingOptions& bso, const DataArrayDouble *criterion, const std::vector<mcIdType>& factors, double eps);
 166     MEDCOUPLING_EXPORT mcIdType getPatchIdFromChildMesh(const MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *mesh) const;
 167     MEDCOUPLING_EXPORT std::vector< const MEDCouplingCartesianAMRPatch *> getPatches() const;
 168     MEDCOUPLING_EXPORT const MEDCouplingCartesianAMRPatch *getPatch(mcIdType patchId) const;
 169     MEDCOUPLING_EXPORT bool isPatchInNeighborhoodOf(mcIdType patchId1, mcIdType patchId2, mcIdType ghostLev) const;
 170     MEDCOUPLING_EXPORT DataArrayDouble *createCellFieldOnPatch(mcIdType patchId, const DataArrayDouble *cellFieldOnThis) const;
 171     // coarse to fine
 172     MEDCOUPLING_EXPORT void fillCellFieldOnPatch(mcIdType patchId, const DataArrayDouble *cellFieldOnThis, DataArrayDouble *cellFieldOnPatch, bool isConservative=true) const;
 173     MEDCOUPLING_EXPORT void fillCellFieldOnPatchGhost(mcIdType patchId, const DataArrayDouble *cellFieldOnThis, DataArrayDouble *cellFieldOnPatch, mcIdType ghostLev, bool isConservative=true) const;
 174     MEDCOUPLING_EXPORT void fillCellFieldOnPatchOnlyOnGhostZone(mcIdType patchId, const DataArrayDouble *cellFieldOnThis, DataArrayDouble *cellFieldOnPatch, mcIdType ghostLev) const;
 175     // coarse to fine + fine to fine
 176     MEDCOUPLING_EXPORT void fillCellFieldOnPatchGhostAdv(mcIdType patchId, const DataArrayDouble *cellFieldOnThis, mcIdType ghostLev, const std::vector<const DataArrayDouble *>& arrsOnPatches, bool isConservative=true) const;
 177     // fine to fine
 178     MEDCOUPLING_EXPORT void fillCellFieldOnPatchOnlyGhostAdv(mcIdType patchId, mcIdType ghostLev, const std::vector<const DataArrayDouble *>& arrsOnPatches) const;
 179     MEDCOUPLING_EXPORT void fillCellFieldOnPatchOnlyOnGhostZoneWith(mcIdType ghostLev, const MEDCouplingCartesianAMRPatch *patchToBeModified, const MEDCouplingCartesianAMRPatch *neighborPatch, DataArrayDouble *cellFieldOnPatch, const DataArrayDouble *cellFieldNeighbor) const;
 180     // fine to coarse
 181     MEDCOUPLING_EXPORT void fillCellFieldComingFromPatch(mcIdType patchId, const DataArrayDouble *cellFieldOnPatch, DataArrayDouble *cellFieldOnThis, bool isConservative=true) const;
 182     MEDCOUPLING_EXPORT void fillCellFieldComingFromPatchGhost(mcIdType patchId, const DataArrayDouble *cellFieldOnPatch, DataArrayDouble *cellFieldOnThis, mcIdType ghostLev, bool isConservative=true) const;
 183     //
 184     MEDCOUPLING_EXPORT DataArrayIdType *findPatchesInTheNeighborhoodOf(mcIdType patchId, mcIdType ghostLev) const;
 185     //
 186     MEDCOUPLING_EXPORT MEDCouplingUMesh *buildUnstructured() const;
 187     MEDCOUPLING_EXPORT MEDCoupling1SGTUMesh *buildMeshFromPatchEnvelop() const;
 188     MEDCOUPLING_EXPORT MEDCoupling1SGTUMesh *buildMeshOfDirectChildrenOnly() const;
 189     MEDCOUPLING_EXPORT MEDCouplingFieldDouble *buildCellFieldOnRecurseWithoutOverlapWithoutGhost(mcIdType ghostSz, const std::vector<const DataArrayDouble *>& recurseArrs) const;
 190     MEDCOUPLING_EXPORT DataArrayDouble *extractGhostFrom(mcIdType ghostSz, const DataArrayDouble *arr) const;
 191     MEDCOUPLING_EXPORT std::vector<mcIdType> getPatchIdsInTheNeighborhoodOf(mcIdType patchId, mcIdType ghostLev) const;
 192     MEDCOUPLING_EXPORT std::string buildPythonDumpOfThis() const;
 193   protected:
 194     MEDCouplingCartesianAMRMeshGen(const MEDCouplingCartesianAMRMeshGen& other);
 195     MEDCouplingCartesianAMRMeshGen(const std::string& meshName, int spaceDim, const mcIdType *nodeStrctStart, const mcIdType *nodeStrctStop,
 196                                    const double *originStart, const double *originStop, const double *dxyzStart, const double *dxyzStop);
 197     MEDCouplingCartesianAMRMeshGen(MEDCouplingIMesh *mesh);
 198     void checkPatchId(mcIdType patchId) const;
 199     void checkFactorsAndIfNotSetAssign(const std::vector<mcIdType>& factors);
 200     void retrieveGridsAtInternal(mcIdType lev, std::vector< MCAuto<MEDCouplingCartesianAMRPatchGen> >& grids) const;
 201     static mcIdType GetGhostLevelInFineRef(mcIdType ghostLev, const std::vector<mcIdType>& factors);
 202     std::vector<const DataArrayDouble *> extractSubTreeFromGlobalFlatten(const MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *head, const std::vector<const DataArrayDouble *>& all) const;
 203     void dumpPatchesOf(const std::string& varName, std::ostream& oss) const;
 204   public:
 205     virtual void getPositionRelativeToInternal(const MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *ref, std::vector<mcIdType>& ret) const = 0;
 206   protected:
 207     MEDCOUPLING_EXPORT std::size_t getHeapMemorySizeWithoutChildren() const;
 208     MEDCOUPLING_EXPORT std::vector<const BigMemoryObject *> getDirectChildrenWithNull() const;
 209     MEDCOUPLING_EXPORT void updateTime() const;
 210   protected:
 211     MCAuto<MEDCouplingIMesh> _mesh;
 212     std::vector< MCAuto<MEDCouplingCartesianAMRPatch> > _patches;
 213     std::vector<mcIdType> _factors;
 214   };
 215
 216   class MEDCouplingCartesianAMRMeshSub : public MEDCouplingCartesianAMRMeshGen
 217   {
 218   public:
 219     MEDCouplingCartesianAMRMeshSub(MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *father, MEDCouplingIMesh *mesh);
 220     MEDCOUPLING_EXPORT std::string getClassName() const override { return std::string("MEDCouplingCartesianAMRMeshSub"); }
 221     MEDCOUPLING_EXPORT const MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *getFather() const;
 222     MEDCOUPLING_EXPORT const MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *getGodFather() const;
 223     MEDCOUPLING_EXPORT mcIdType getAbsoluteLevel() const;
 224     MEDCOUPLING_EXPORT void detachFromFather();
 225     MEDCOUPLING_EXPORT std::vector< std::pair<mcIdType,mcIdType> > positionRelativeToGodFather(std::vector<mcIdType>& st) const;
 226     MEDCOUPLING_EXPORT mcIdType getAbsoluteLevelRelativeTo(const MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *ref) const;
 227   private:
 228     MEDCouplingCartesianAMRMeshSub(const MEDCouplingCartesianAMRMeshSub& other, MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *father);
 229     MEDCouplingCartesianAMRMeshSub *deepCopy(MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *father) const;
 230     void getPositionRelativeToInternal(const MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *ref, std::vector<mcIdType>& ret) const;
 231   protected:
 232     MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *_father;
 233   };
 234
 235   class MEDCouplingCartesianAMRMesh : public MEDCouplingCartesianAMRMeshGen
 236   {
 237   public:
 238     MEDCOUPLING_EXPORT static MEDCouplingCartesianAMRMesh *New(const std::string& meshName, int spaceDim, const mcIdType *nodeStrctStart, const mcIdType *nodeStrctStop,
 239                                                                const double *originStart, const double *originStop, const double *dxyzStart, const double *dxyzStop);
 240     MEDCOUPLING_EXPORT static MEDCouplingCartesianAMRMesh *New(MEDCouplingIMesh *mesh);
 241     MEDCOUPLING_EXPORT std::string getClassName() const override { return std::string("MEDCouplingCartesianAMRMesh"); }
 242     MEDCOUPLING_EXPORT const MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *getFather() const;
 243     MEDCOUPLING_EXPORT const MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *getGodFather() const;
 244     MEDCOUPLING_EXPORT mcIdType getAbsoluteLevel() const;
 245     MEDCOUPLING_EXPORT void detachFromFather();
 246     MEDCOUPLING_EXPORT std::vector< std::pair<mcIdType,mcIdType> > positionRelativeToGodFather(std::vector<mcIdType>& st) const;
 247     MEDCOUPLING_EXPORT mcIdType getAbsoluteLevelRelativeTo(const MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *ref) const;
 248     MEDCOUPLING_EXPORT std::vector<MEDCouplingCartesianAMRPatchGen *> retrieveGridsAt(mcIdType absoluteLev) const;
 249     MEDCouplingCartesianAMRMesh *deepCopy(MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *father) const;
 250     MEDCOUPLING_EXPORT void createPatchesFromCriterionML(const std::vector<const INTERP_KERNEL::BoxSplittingOptions *>& bso, const DataArrayDouble *criterion, const std::vector< std::vector<mcIdType> >& factors, double eps);
 251   private:
 252     void getPositionRelativeToInternal(const MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *ref, std::vector<mcIdType>& ret) const;
 253     MEDCouplingCartesianAMRMesh(const MEDCouplingCartesianAMRMesh& other);
 254     MEDCouplingCartesianAMRMesh(const std::string& meshName, int spaceDim, const mcIdType *nodeStrctStart, const mcIdType *nodeStrctStop,
 255                                 const double *originStart, const double *originStop, const double *dxyzStart, const double *dxyzStop);
 256     MEDCouplingCartesianAMRMesh(MEDCouplingIMesh *mesh);
 257     MEDCOUPLING_EXPORT std::vector<const BigMemoryObject *> getDirectChildrenWithNull() const;
 258     ~MEDCouplingCartesianAMRMesh();
 259   };
 260 }
 261
 262 #endif
 263