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 "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 int getNumberOfCellsRecursiveWithOverlap() const;
  53     MEDCOUPLING_EXPORT int getNumberOfCellsRecursiveWithoutOverlap() const;
  54     MEDCOUPLING_EXPORT int getMaxNumberOfLevelsRelativeToThis() const;
  55     MEDCOUPLING_EXPORT const MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *getMesh() const { return _mesh; }
  56   protected:
  57     MEDCouplingCartesianAMRPatchGen(MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *mesh);
  58     const MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *getMeshSafe() const;
  59     MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *getMeshSafe();
  60   private:
  61     std::vector<const BigMemoryObject *> getDirectChildren() const;
  62   protected:
  63     MEDCouplingAutoRefCountObjectPtr<MEDCouplingCartesianAMRMeshGen> _mesh;
  64   };
  65
  66   /*!
  67    * This class does not inherit from TimeLabel so only const method should exist.
  68    */
  69   class MEDCouplingCartesianAMRPatch : public MEDCouplingCartesianAMRPatchGen
  70   {
  71   public:
  72     MEDCouplingCartesianAMRPatch(MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *mesh, const std::vector< std::pair<int,int> >& bottomLeftTopRight);
  73     // direct forward to _mesh
  74     MEDCOUPLING_EXPORT void addPatch(const std::vector< std::pair<int,int> >& bottomLeftTopRight, const std::vector<int>& factors);
  75     // end of direct forward to _mesh
  76     MEDCOUPLING_EXPORT int getNumberOfOverlapedCellsForFather() const;
  77     MEDCOUPLING_EXPORT bool isInMyNeighborhood(const MEDCouplingCartesianAMRPatch *other, int ghostLev) const;
  78     MEDCOUPLING_EXPORT bool isInMyNeighborhoodExt(const MEDCouplingCartesianAMRPatch *other, int ghostLev) const;
  79     MEDCOUPLING_EXPORT bool isInMyNeighborhoodDiffLev(const MEDCouplingCartesianAMRPatch *other, int ghostLev) const;
  80     // basic set/get
  81     MEDCOUPLING_EXPORT const std::vector< std::pair<int,int> >& getBLTRRange() const { return _bl_tr; }
  82     MEDCOUPLING_EXPORT std::vector<int> computeCellGridSt() const;
  83     MEDCOUPLING_EXPORT static bool IsInMyNeighborhood(int ghostLev, const std::vector< std::pair<int,int> >& p1, const std::vector< std::pair<int,int> >& p2);
  84     //
  85     static std::vector< std::vector< std::pair<const MEDCouplingCartesianAMRPatch *,const MEDCouplingCartesianAMRPatch *> > > FindNeighborsOfSubPatchesOfSameLev(int ghostLev, const MEDCouplingCartesianAMRPatch *p1, const MEDCouplingCartesianAMRPatch *p2);
  86     static void FindNeighborsOfSubPatchesOf(int ghostLev, const MEDCouplingCartesianAMRPatch *p1, const MEDCouplingCartesianAMRPatch *p2, std::vector< std::pair<const MEDCouplingCartesianAMRPatch *,const MEDCouplingCartesianAMRPatch *> >& ret);
  87     static void UpdateNeighborsOfOneWithTwo(int ghostLev, const std::vector<int>& factors, const MEDCouplingCartesianAMRPatch *p1, const MEDCouplingCartesianAMRPatch *p2, DataArrayDouble *dataOnP1, const DataArrayDouble *dataOnP2);
  88     static void UpdateNeighborsOfOneWithTwoExt(int ghostLev, const MEDCouplingCartesianAMRPatch *p1, const MEDCouplingCartesianAMRPatch *p2, DataArrayDouble *dataOnP1, const DataArrayDouble *dataOnP2);
  89     static void UpdateNeighborsOfOneWithTwoMixedLev(int ghostLev, const MEDCouplingCartesianAMRPatch *p1, const MEDCouplingCartesianAMRPatch *p2, DataArrayDouble *dataOnP1, const DataArrayDouble *dataOnP2);
  90   private:
  91     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);
  92   private:
  93     std::size_t getHeapMemorySizeWithoutChildren() const;
  94     static const MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *FindCommonAncestor(const MEDCouplingCartesianAMRPatch *p1, const MEDCouplingCartesianAMRPatch *p2, int& lev);
  95     static std::vector<int> ComputeOffsetFromTwoToOne(const MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *comAncestor, int lev, const MEDCouplingCartesianAMRPatch *p1, const MEDCouplingCartesianAMRPatch *p2);
  96     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);
  97   public:
  98     static void ApplyFactorsOnCompactFrmt(std::vector< std::pair<int,int> >& partBeforeFact, const std::vector<int>& factors);
  99     static void ApplyGhostOnCompactFrmt(std::vector< std::pair<int,int> >& partBeforeFact, int ghostSize);
 100     static void ApplyAllGhostOnCompactFrmt(std::vector< std::pair<int,int> >& partBeforeFact, int ghostSize);
 101   private:
 102     //! bottom left/top right cell range relative to \a _father
 103     std::vector< std::pair<int,int> > _bl_tr;
 104   };
 105
 106   /*!
 107    * This class does not inherit from TimeLabel so only const method should exist.
 108    */
 109   class MEDCouplingCartesianAMRPatchGF : public MEDCouplingCartesianAMRPatchGen
 110   {
 111   public:
 112     MEDCouplingCartesianAMRPatchGF(MEDCouplingCartesianAMRMesh *mesh);
 113   private:
 114     std::size_t getHeapMemorySizeWithoutChildren() const;
 115   };
 116
 117   class MEDCouplingDataForGodFather : public RefCountObject
 118   {
 119     friend class MEDCouplingCartesianAMRMesh;
 120   public:
 121     MEDCOUPLING_EXPORT virtual void synchronizeFineToCoarse() = 0;
 122     MEDCOUPLING_EXPORT virtual void synchronizeCoarseToFine() = 0;
 123     MEDCOUPLING_EXPORT virtual void synchronizeAllGhostZones() = 0;
 124     MEDCOUPLING_EXPORT virtual void alloc() = 0;
 125     MEDCOUPLING_EXPORT virtual void dealloc() = 0;
 126   protected:
 127     MEDCouplingDataForGodFather(MEDCouplingCartesianAMRMesh *gf);
 128     void checkGodFatherFrozen() const;
 129   protected:
 130     virtual bool changeGodFather(MEDCouplingCartesianAMRMesh *gf);
 131   protected:
 132     MEDCouplingCartesianAMRMesh *_gf;
 133     TimeLabelConstOverseer _tlc;
 134   };
 135   /// @endcond
 136
 137   /*!
 138    * This class is the base class dedicated to AMR using Adaptative Hierarchical Overlapped image Grid.
 139    * This class does \b NOT inherit from MEDCouplingMesh because this class overlaps image grid structured meshes to perform adaptative mesh refinement.
 140    * But this class aggregates MEDCouplingMesh instances !
 141    */
 142   class MEDCouplingCartesianAMRMeshGen : public RefCountObject, public TimeLabel
 143   {
 144   public:
 145     MEDCOUPLING_EXPORT int getSpaceDimension() const;
 146     MEDCOUPLING_EXPORT const std::vector<int>& getFactors() const { return _factors; }
 147     MEDCOUPLING_EXPORT void setFactors(const std::vector<int>& newFactors);
 148     MEDCOUPLING_EXPORT int getMaxNumberOfLevelsRelativeToThis() const;
 149     MEDCOUPLING_EXPORT int getNumberOfCellsAtCurrentLevel() const;
 150     MEDCOUPLING_EXPORT int getNumberOfCellsAtCurrentLevelGhost(int ghostLev) const;
 151     MEDCOUPLING_EXPORT int getNumberOfCellsRecursiveWithOverlap() const;
 152     MEDCOUPLING_EXPORT int getNumberOfCellsRecursiveWithoutOverlap() const;
 153     MEDCOUPLING_EXPORT const MEDCouplingIMesh *getImageMesh() const { return _mesh; }
 154     //
 155     MEDCOUPLING_EXPORT const MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *getFather() const;
 156     MEDCOUPLING_EXPORT const MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *getGodFather() const;
 157     MEDCOUPLING_EXPORT int getAbsoluteLevel() const;
 158     MEDCOUPLING_EXPORT std::vector<MEDCouplingCartesianAMRPatchGen *> retrieveGridsAt(int absoluteLev) const;
 159     MEDCOUPLING_EXPORT void detachFromFather();
 160     MEDCOUPLING_EXPORT void addPatch(const std::vector< std::pair<int,int> >& bottomLeftTopRight, const std::vector<int>& factors);
 161     MEDCOUPLING_EXPORT void createPatchesFromCriterion(const INTERP_KERNEL::BoxSplittingOptions& bso, const std::vector<bool>& criterion, const std::vector<int>& factors);
 162     MEDCOUPLING_EXPORT void createPatchesFromCriterion(const INTERP_KERNEL::BoxSplittingOptions& bso, const DataArrayByte *criterion, const std::vector<int>& factors);
 163     MEDCOUPLING_EXPORT void createPatchesFromCriterion(const INTERP_KERNEL::BoxSplittingOptions& bso, const DataArrayDouble *criterion, const std::vector<int>& factors, double eps);
 164     MEDCOUPLING_EXPORT void removeAllPatches();
 165     MEDCOUPLING_EXPORT void removePatch(int patchId);
 166     MEDCOUPLING_EXPORT int getNumberOfPatches() const;
 167     MEDCOUPLING_EXPORT int getPatchIdFromChildMesh(const MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *mesh) const;
 168     MEDCOUPLING_EXPORT std::vector< const MEDCouplingCartesianAMRPatch *> getPatches() const;
 169     MEDCOUPLING_EXPORT const MEDCouplingCartesianAMRPatch *getPatch(int patchId) const;
 170     MEDCOUPLING_EXPORT bool isPatchInNeighborhoodOf(int patchId1, int patchId2, int ghostLev) const;
 171     MEDCOUPLING_EXPORT DataArrayDouble *createCellFieldOnPatch(int patchId, const DataArrayDouble *cellFieldOnThis) const;
 172     // coarse to fine
 173     MEDCOUPLING_EXPORT void fillCellFieldOnPatch(int patchId, const DataArrayDouble *cellFieldOnThis, DataArrayDouble *cellFieldOnPatch) const;
 174     MEDCOUPLING_EXPORT void fillCellFieldOnPatchGhost(int patchId, const DataArrayDouble *cellFieldOnThis, DataArrayDouble *cellFieldOnPatch, int ghostLev) const;
 175     MEDCOUPLING_EXPORT void fillCellFieldOnPatchOnlyOnGhostZone(int patchId, const DataArrayDouble *cellFieldOnThis, DataArrayDouble *cellFieldOnPatch, int ghostLev) const;
 176     // coarse to fine + fine to fine
 177     MEDCOUPLING_EXPORT void fillCellFieldOnPatchGhostAdv(int patchId, const DataArrayDouble *cellFieldOnThis, int ghostLev, const std::vector<const DataArrayDouble *>& arrsOnPatches) const;
 178     // fine to fine
 179     MEDCOUPLING_EXPORT void fillCellFieldOnPatchOnlyGhostAdv(int patchId, int ghostLev, const std::vector<const DataArrayDouble *>& arrsOnPatches) const;
 180     MEDCOUPLING_EXPORT void fillCellFieldOnPatchOnlyOnGhostZoneWith(int ghostLev, const MEDCouplingCartesianAMRPatch *patchToBeModified, const MEDCouplingCartesianAMRPatch *neighborPatch, DataArrayDouble *cellFieldOnPatch, const DataArrayDouble *cellFieldNeighbor) const;
 181     // fine to coarse
 182     MEDCOUPLING_EXPORT void fillCellFieldComingFromPatch(int patchId, const DataArrayDouble *cellFieldOnPatch, DataArrayDouble *cellFieldOnThis) const;
 183     MEDCOUPLING_EXPORT void fillCellFieldComingFromPatchGhost(int patchId, const DataArrayDouble *cellFieldOnPatch, DataArrayDouble *cellFieldOnThis, int ghostLev) const;
 184     //
 185     MEDCOUPLING_EXPORT DataArrayInt *findPatchesInTheNeighborhoodOf(int patchId, int ghostLev) const;
 186     //
 187     MEDCOUPLING_EXPORT MEDCouplingUMesh *buildUnstructured() const;
 188     MEDCOUPLING_EXPORT MEDCoupling1SGTUMesh *buildMeshFromPatchEnvelop() const;
 189     MEDCOUPLING_EXPORT MEDCoupling1SGTUMesh *buildMeshOfDirectChildrenOnly() const;
 190     MEDCOUPLING_EXPORT MEDCouplingFieldDouble *buildCellFieldOnRecurseWithoutOverlapWithoutGhost(int ghostSz, const std::vector<const DataArrayDouble *>& recurseArrs) const;
 191     MEDCOUPLING_EXPORT DataArrayDouble *extractGhostFrom(int ghostSz, const DataArrayDouble *arr) const;
 192     MEDCOUPLING_EXPORT std::vector<int> getPatchIdsInTheNeighborhoodOf(int patchId, int ghostLev) const;
 193   protected:
 194     MEDCouplingCartesianAMRMeshGen(const std::string& meshName, int spaceDim, const int *nodeStrctStart, const int *nodeStrctStop,
 195                                    const double *originStart, const double *originStop, const double *dxyzStart, const double *dxyzStop);
 196     MEDCouplingCartesianAMRMeshGen(MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *father, MEDCouplingIMesh *mesh);
 197     void checkPatchId(int patchId) const;
 198     void checkFactorsAndIfNotSetAssign(const std::vector<int>& factors);
 199     void retrieveGridsAtInternal(int lev, std::vector< MEDCouplingAutoRefCountObjectPtr<MEDCouplingCartesianAMRPatchGen> >& grids) const;
 200     static int GetGhostLevelInFineRef(int ghostLev, const std::vector<int>& factors);
 201     std::vector<const DataArrayDouble *> extractSubTreeFromGlobalFlatten(const MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *head, const std::vector<const DataArrayDouble *>& all) const;
 202   protected:
 203     MEDCOUPLING_EXPORT std::size_t getHeapMemorySizeWithoutChildren() const;
 204     MEDCOUPLING_EXPORT std::vector<const BigMemoryObject *> getDirectChildren() const;
 205     MEDCOUPLING_EXPORT void updateTime() const;
 206   private:
 207     MEDCouplingCartesianAMRMeshGen *_father;
 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   };
 218
 219   class MEDCouplingCartesianAMRMesh : public MEDCouplingCartesianAMRMeshGen
 220   {
 221   public:
 222     MEDCOUPLING_EXPORT static MEDCouplingCartesianAMRMesh *New(const std::string& meshName, int spaceDim, const int *nodeStrctStart, const int *nodeStrctStop,
 223                                                                const double *originStart, const double *originStop, const double *dxyzStart, const double *dxyzStop);
 224     MEDCOUPLING_EXPORT const MEDCouplingDataForGodFather *getDataConst() const { return _data; }
 225     MEDCOUPLING_EXPORT MEDCouplingDataForGodFather *getData() { return _data; }
 226     MEDCOUPLING_EXPORT void setData(MEDCouplingDataForGodFather *data);
 227     MEDCOUPLING_EXPORT void allocData() const;
 228     MEDCOUPLING_EXPORT void deallocData() const;
 229   private:
 230     MEDCouplingCartesianAMRMesh(const std::string& meshName, int spaceDim, const int *nodeStrctStart, const int *nodeStrctStop,
 231                                 const double *originStart, const double *originStop, const double *dxyzStart, const double *dxyzStop);
 232     MEDCOUPLING_EXPORT std::vector<const BigMemoryObject *> getDirectChildren() const;
 233     void checkData() const;
 234     ~MEDCouplingCartesianAMRMesh();
 235   private:
 236     mutable MEDCouplingAutoRefCountObjectPtr<MEDCouplingDataForGodFather> _data;
 237   };
 238 }
 239
 240 #endif
 241