src/MEDCoupling/MEDCouplingGaussLocalization.cxx

   1 // Copyright (C) 2007-2021  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 (CEA/DEN)
  20
  21 #include "MEDCouplingGaussLocalization.hxx"
  22 #include "InterpKernelGaussCoords.hxx"
  23 #include "MEDCoupling1GTUMesh.hxx"
  24 #include "MEDCouplingUMesh.hxx"
  25 #include "CellModel.hxx"
  26
  27 #include <cmath>
  28 #include <numeric>
  29 #include <sstream>
  30 #include <iterator>
  31 #include <algorithm>
  32
  33 using namespace MEDCoupling;
  34
  35 MEDCouplingGaussLocalization::MEDCouplingGaussLocalization(INTERP_KERNEL::NormalizedCellType type, const std::vector<double>& refCoo,
  36                                                            const std::vector<double>& gsCoo, const std::vector<double>& w)
  37 :_type(type),_ref_coord(refCoo),_gauss_coord(gsCoo),_weight(w)
  38 {
  39   // Will potentially throw (and then release memory for above objects _ref_coord etc ...)
  40   checkConsistencyLight();
  41 }
  42
  43 MEDCouplingGaussLocalization::MEDCouplingGaussLocalization(INTERP_KERNEL::NormalizedCellType typ)
  44 :_type(typ)
  45 {
  46   // Will potentially throw
  47   INTERP_KERNEL::CellModel::GetCellModel(_type);
  48 }
  49
  50 void MEDCouplingGaussLocalization::setType(INTERP_KERNEL::NormalizedCellType typ)
  51 {
  52   INTERP_KERNEL::CellModel::GetCellModel(typ);//throws if not found. This is a check
  53   _type=typ;
  54 }
  55
  56 void MEDCouplingGaussLocalization::checkConsistencyLight() const
  57 {
  58   const INTERP_KERNEL::CellModel& cm=INTERP_KERNEL::CellModel::GetCellModel(_type);
  59   int nbNodes=cm.getNumberOfNodes();
  60   int dim=cm.getDimension();
  61   if(!cm.isDynamic())
  62     {
  63       if(ToIdType(_ref_coord.size())!=nbNodes*dim)
  64         {
  65           std::ostringstream oss; oss << "Invalid size of refCoo : expecting to be : " << nbNodes << " (nbNodePerCell) * " << dim << " (dim) !";
  66           throw INTERP_KERNEL::Exception(oss.str().c_str());
  67         }
  68     }
  69   if(_gauss_coord.size()!=dim*_weight.size())
  70     {
  71       std::ostringstream oss; oss << "Invalid gsCoo size and weight size : gsCoo.size() must be equal to _weight.size() * " << dim << " (dim) !";
  72       throw INTERP_KERNEL::Exception(oss.str().c_str());
  73     }
  74 }
  75
  76 int MEDCouplingGaussLocalization::getDimension() const
  77 {
  78   if(_weight.empty())
  79     return -1;
  80   return (int)_gauss_coord.size()/(int)_weight.size();
  81 }
  82
  83 int MEDCouplingGaussLocalization::getNumberOfPtsInRefCell() const
  84 {
  85   int dim=getDimension();
  86   if(dim==0)
  87     return -1;
  88   return (int)_ref_coord.size()/dim;
  89 }
  90
  91 std::string MEDCouplingGaussLocalization::getStringRepr() const
  92 {
  93   std::ostringstream oss;
  94   oss << "CellType : " << INTERP_KERNEL::CellModel::GetCellModel(_type).getRepr() << std::endl;
  95   oss << "Ref coords : "; std::copy(_ref_coord.begin(),_ref_coord.end(),std::ostream_iterator<double>(oss,", ")); oss << std::endl;
  96   oss << "Localization coords : "; std::copy(_gauss_coord.begin(),_gauss_coord.end(),std::ostream_iterator<double>(oss,", ")); oss << std::endl;
  97   oss << "Weight : "; std::copy(_weight.begin(),_weight.end(),std::ostream_iterator<double>(oss,", ")); oss << std::endl;
  98   return oss.str();
  99 }
 100
 101 std::size_t MEDCouplingGaussLocalization::getMemorySize() const
 102 {
 103   std::size_t ret=0;
 104   ret+=_ref_coord.capacity()*sizeof(double);
 105   ret+=_gauss_coord.capacity()*sizeof(double);
 106   ret+=_weight.capacity()*sizeof(double);
 107   return ret;
 108 }
 109
 110 bool MEDCouplingGaussLocalization::isEqual(const MEDCouplingGaussLocalization& other, double eps) const
 111 {
 112   if(_type!=other._type)
 113     return false;
 114   if(!AreAlmostEqual(_ref_coord,other._ref_coord,eps))
 115     return false;
 116   if(!AreAlmostEqual(_gauss_coord,other._gauss_coord,eps))
 117     return false;
 118   if(!AreAlmostEqual(_weight,other._weight,eps))
 119     return false;
 120   return true;
 121 }
 122
 123 double MEDCouplingGaussLocalization::getRefCoord(int ptIdInCell, int comp) const
 124 {
 125   const INTERP_KERNEL::CellModel& cm=INTERP_KERNEL::CellModel::GetCellModel(_type);
 126   int nbNodes=cm.getNumberOfNodes();
 127   int dim=cm.getDimension();
 128   if(ptIdInCell<0 || ptIdInCell>=nbNodes)
 129     throw INTERP_KERNEL::Exception("ptIdInCell specified is invalid : must be in [0;nbNodesPerCell) !");
 130   if(comp<0 || comp>=dim)
 131     throw INTERP_KERNEL::Exception("comp specified is invalid : must be in [0:dimOfCell) !");
 132   return _ref_coord[ptIdInCell*dim+comp];
 133 }
 134
 135 double MEDCouplingGaussLocalization::getGaussCoord(int gaussPtIdInCell, int comp) const
 136 {
 137   int dim=checkCoherencyOfRequest(gaussPtIdInCell,comp);
 138   return _gauss_coord[gaussPtIdInCell*dim+comp];
 139 }
 140
 141 double MEDCouplingGaussLocalization::getWeight(int gaussPtIdInCell, double newVal) const
 142 {
 143   checkCoherencyOfRequest(gaussPtIdInCell,0);
 144   return _weight[gaussPtIdInCell];
 145 }
 146
 147 /*!
 148  * Completely useless method for end user. Only for CORBA MPI serialization/unserialization.
 149  * push at the end of tinyInfo its basic serialization info. The size of pushed data is always the same.
 150  * @param tinyInfo inout parameter.
 151  */
 152 void MEDCouplingGaussLocalization::pushTinySerializationIntInfo(std::vector<mcIdType>& tinyInfo) const
 153 {
 154   tinyInfo.push_back(ToIdType(_type));
 155   tinyInfo.push_back(getNumberOfPtsInRefCell());
 156   tinyInfo.push_back(getNumberOfGaussPt());
 157 }
 158
 159 /*!
 160  * Completely useless method for end user. Only for CORBA MPI serialization/unserialization.
 161  * push at the end of tinyInfo its basic serialization info. The size of pushed data is \b NOT always the same contrary to pushTinySerializationIntInfo.
 162  * @param tinyInfo inout parameter.
 163  */
 164 void MEDCouplingGaussLocalization::pushTinySerializationDblInfo(std::vector<double>& tinyInfo) const
 165 {
 166   tinyInfo.insert(tinyInfo.end(),_ref_coord.begin(),_ref_coord.end());
 167   tinyInfo.insert(tinyInfo.end(),_gauss_coord.begin(),_gauss_coord.end());
 168   tinyInfo.insert(tinyInfo.end(),_weight.begin(),_weight.end());
 169 }
 170
 171 /*!
 172  * This method operates the exact inverse operation than MEDCouplingGaussLocalization::pushTinySerializationDblInfo method. This is one of the last step of unserialization process.
 173  * This method should be called on an object resized by buildNewInstanceFromTinyInfo static method.
 174  * This method takes in argument a pointer 'vals' that point to the begin of double data pushed remotely by pushTinySerializationDblInfo method.
 175  * This method returns the pointer 'vals' with an offset of size what it has been read in this method.
 176  */
 177 const double *MEDCouplingGaussLocalization::fillWithValues(const double *vals)
 178 {
 179   const double *work=vals;
 180   std::copy(work,work+_ref_coord.size(),_ref_coord.begin());
 181   work+=_ref_coord.size();
 182   std::copy(work,work+_gauss_coord.size(),_gauss_coord.begin());
 183   work+=_gauss_coord.size();
 184   std::copy(work,work+_weight.size(),_weight.begin());
 185   work+=_weight.size();
 186   return work;
 187 }
 188
 189 /*!
 190  * Given points in \a ptsInRefCoo in the reference coordinates of \a this (in _ref_coord attribute)
 191  * this method computes their coordinates in real world for each cells in \a mesh.
 192  * So the returned array will contain nbCells* \a ptsInRefCoo->getNumberOfTuples() tuples and the number of component
 193  * will be equal to the dimension of \a this.
 194  *
 195  * This method ignores Gauss points in \a this and only those in \a ptsInRefCoo are considered here.
 196  */
 197 MCAuto<DataArrayDouble> MEDCouplingGaussLocalization::localizePtsInRefCooForEachCell(const DataArrayDouble *ptsInRefCoo, const MEDCouplingUMesh *mesh) const
 198 {
 199   if(!ptsInRefCoo || !mesh)
 200     throw INTERP_KERNEL::Exception("MEDCouplingGaussLocalization::localizePtsInRefCooForEachCell : null pointer !");
 201   ptsInRefCoo->checkAllocated();
 202   mesh->checkConsistencyLight();
 203   //
 204   mcIdType nbCells=mesh->getNumberOfCells();
 205   const double *coords(mesh->getCoords()->begin());
 206   const mcIdType *connI(mesh->getNodalConnectivityIndex()->begin()),*conn(mesh->getNodalConnectivity()->begin());
 207   //
 208   mcIdType nbPts(ptsInRefCoo->getNumberOfTuples());
 209   INTERP_KERNEL::NormalizedCellType typ(getType());
 210   int dim(INTERP_KERNEL::CellModel::GetCellModel(typ).getDimension()),outDim(mesh->getSpaceDimension());
 211   MCAuto<DataArrayDouble> ret(DataArrayDouble::New());
 212   ret->alloc(nbPts*nbCells,outDim);
 213   double *retPtr(ret->getPointer());
 214   if(dim!=ToIdType(ptsInRefCoo->getNumberOfComponents()))
 215     throw INTERP_KERNEL::Exception("MEDCouplingGaussLocalization::localizePtsInRefCooForEachCell : number of components of input coo is not equal to dim of element !");
 216   INTERP_KERNEL::GaussCoords calculator;
 217   calculator.addGaussInfo(typ,dim, ptsInRefCoo->begin(),nbPts,&_ref_coord[0],getNumberOfPtsInRefCell());
 218   //
 219   for(mcIdType i=0;i<nbCells;i++,retPtr+=nbPts*outDim)
 220     calculator.calculateCoords(getType(),coords,outDim,conn+connI[i]+1,retPtr);
 221   return ret;
 222 }
 223
 224 /*!
 225  * This method returns an unstructured mesh that represents the reference cell.
 226  */
 227 MCAuto<MEDCouplingUMesh> MEDCouplingGaussLocalization::buildRefCell() const
 228 {
 229   MCAuto<DataArrayDouble> coo(DataArrayDouble::New());
 230   const INTERP_KERNEL::CellModel& cm(INTERP_KERNEL::CellModel::GetCellModel(getType()));
 231   if(getDimension()!=ToIdType(cm.getDimension()))
 232     throw INTERP_KERNEL::Exception("BuildRefCell : dimension mistmatch !");
 233   coo->alloc(cm.getNumberOfNodes(),getDimension());
 234   std::copy(_ref_coord.begin(),_ref_coord.end(),coo->getPointer());
 235   MCAuto<MEDCoupling1SGTUMesh> ret(MEDCoupling1SGTUMesh::New("",getType()));
 236   ret->setCoords(coo);
 237   MCAuto<DataArrayIdType> conn(DataArrayIdType::New());
 238   conn->alloc(cm.getNumberOfNodes(),1);
 239   conn->iota();
 240   ret->setNodalConnectivity(conn);
 241   return MCAuto<MEDCouplingUMesh>(ret->buildUnstructured());
 242 }
 243
 244 /*!
 245  * This method sets the comp_th component of ptIdInCell_th point coordinate of reference element of type this->_type.
 246  * @throw if not 0<=ptIdInCell<nbOfNodePerCell or if not 0<=comp<dim
 247  */
 248 void MEDCouplingGaussLocalization::setRefCoord(int ptIdInCell, int comp, double newVal)
 249 {
 250   const INTERP_KERNEL::CellModel& cm=INTERP_KERNEL::CellModel::GetCellModel(_type);
 251   int nbNodes=cm.getNumberOfNodes();
 252   int dim=cm.getDimension();
 253   if(ptIdInCell<0 || ptIdInCell>=nbNodes)
 254     throw INTERP_KERNEL::Exception("ptIdInCell specified is invalid : must be in [0;nbNodesPerCell) !");
 255   if(comp<0 || comp>=dim)
 256     throw INTERP_KERNEL::Exception("comp specified is invalid : must be in [0:dimOfCell) !");
 257   _ref_coord[ptIdInCell*dim+comp]=newVal;
 258 }
 259
 260 void MEDCouplingGaussLocalization::setGaussCoord(int gaussPtIdInCell, int comp, double newVal)
 261 {
 262   int dim=checkCoherencyOfRequest(gaussPtIdInCell,comp);
 263   _gauss_coord[gaussPtIdInCell*dim+comp]=newVal;
 264 }
 265
 266 void MEDCouplingGaussLocalization::setWeight(int gaussPtIdInCell, double newVal)
 267 {
 268   checkCoherencyOfRequest(gaussPtIdInCell,0);
 269   _weight[gaussPtIdInCell]=newVal;
 270 }
 271
 272 void MEDCouplingGaussLocalization::setRefCoords(const std::vector<double>& refCoo)
 273 {
 274   _ref_coord=refCoo;
 275 }
 276
 277 void MEDCouplingGaussLocalization::setGaussCoords(const std::vector<double>& gsCoo)
 278 {
 279   _gauss_coord=gsCoo;
 280 }
 281
 282 void MEDCouplingGaussLocalization::setWeights(const std::vector<double>& w)
 283 {
 284   _weight=w;
 285 }
 286
 287 /*!
 288  * The format of 'tinyData' parameter is the same than pushed in method MEDCouplingGaussLocalization::pushTinySerializationIntInfo.
 289  */
 290 MEDCouplingGaussLocalization MEDCouplingGaussLocalization::BuildNewInstanceFromTinyInfo(mcIdType dim, const std::vector<mcIdType>& tinyData)
 291 {
 292   std::vector<double> v1(dim*tinyData[1]),v2(dim*tinyData[2]),v3(tinyData[2]);
 293   return MEDCouplingGaussLocalization((INTERP_KERNEL::NormalizedCellType)tinyData[0],v1,v2,v3);
 294 }
 295
 296 int MEDCouplingGaussLocalization::checkCoherencyOfRequest(mcIdType gaussPtIdInCell, int comp) const
 297 {
 298   const INTERP_KERNEL::CellModel& cm=INTERP_KERNEL::CellModel::GetCellModel(_type);
 299   int dim=cm.getDimension();
 300   mcIdType nbGsPts=getNumberOfGaussPt();
 301   if(gaussPtIdInCell<0 || gaussPtIdInCell>=nbGsPts)
 302     throw INTERP_KERNEL::Exception("gaussPtIdInCell specified is invalid : must be in [0:nbGsPts) !");
 303   if(comp<0 || comp>=dim)
 304     throw INTERP_KERNEL::Exception("comp specified is invalid : must be in [0:dimOfCell) !");
 305   return dim;
 306 }
 307
 308 bool MEDCouplingGaussLocalization::AreAlmostEqual(const std::vector<double>& v1, const std::vector<double>& v2, double eps)
 309 {
 310   std::size_t sz=v1.size();
 311   if(sz!=v2.size())
 312     return false;
 313   std::vector<double> tmp(sz);
 314   std::transform(v1.begin(),v1.end(),v2.begin(),tmp.begin(),std::minus<double>());
 315   std::transform(tmp.begin(),tmp.end(),tmp.begin(),[](double c){return fabs(c);});
 316   return *std::max_element(tmp.begin(),tmp.end())<eps;
 317 }