src/MEDCoupling/MEDCouplingGaussLocalization.cxx

   1 // Copyright (C) 2007-2019  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 try:_type(type),_ref_coord(refCoo),_gauss_coord(gsCoo),_weight(w)
  38 {
  39   checkConsistencyLight();
  40 }
  41 catch(INTERP_KERNEL::Exception& e)
  42 {
  43     _type=INTERP_KERNEL::NORM_ERROR;
  44     _ref_coord.clear();
  45     _gauss_coord.clear();
  46     _weight.clear();
  47     throw e;
  48 }
  49
  50 MEDCouplingGaussLocalization::MEDCouplingGaussLocalization(INTERP_KERNEL::NormalizedCellType typ)
  51 try:_type(typ)
  52 {
  53   INTERP_KERNEL::CellModel::GetCellModel(_type);
  54 }
  55 catch(INTERP_KERNEL::Exception& e)
  56 {
  57     _type=INTERP_KERNEL::NORM_ERROR;
  58     throw e;
  59 }
  60
  61 void MEDCouplingGaussLocalization::setType(INTERP_KERNEL::NormalizedCellType typ)
  62 {
  63   INTERP_KERNEL::CellModel::GetCellModel(typ);//throws if not found. This is a check
  64   _type=typ;
  65 }
  66
  67 void MEDCouplingGaussLocalization::checkConsistencyLight() const
  68 {
  69   const INTERP_KERNEL::CellModel& cm=INTERP_KERNEL::CellModel::GetCellModel(_type);
  70   int nbNodes=cm.getNumberOfNodes();
  71   int dim=cm.getDimension();
  72   if(!cm.isDynamic())
  73     {
  74       if(ToIdType(_ref_coord.size())!=nbNodes*dim)
  75         {
  76           std::ostringstream oss; oss << "Invalid size of refCoo : expecting to be : " << nbNodes << " (nbNodePerCell) * " << dim << " (dim) !";
  77           throw INTERP_KERNEL::Exception(oss.str().c_str());
  78         }
  79     }
  80   if(_gauss_coord.size()!=dim*_weight.size())
  81     {
  82       std::ostringstream oss; oss << "Invalid gsCoo size and weight size : gsCoo.size() must be equal to _weight.size() * " << dim << " (dim) !";
  83       throw INTERP_KERNEL::Exception(oss.str().c_str());
  84     }
  85 }
  86
  87 int MEDCouplingGaussLocalization::getDimension() const
  88 {
  89   if(_weight.empty())
  90     return -1;
  91   return (int)_gauss_coord.size()/(int)_weight.size();
  92 }
  93
  94 int MEDCouplingGaussLocalization::getNumberOfPtsInRefCell() const
  95 {
  96   int dim=getDimension();
  97   if(dim==0)
  98     return -1;
  99   return (int)_ref_coord.size()/dim;
 100 }
 101
 102 std::string MEDCouplingGaussLocalization::getStringRepr() const
 103 {
 104   std::ostringstream oss;
 105   oss << "CellType : " << INTERP_KERNEL::CellModel::GetCellModel(_type).getRepr() << std::endl;
 106   oss << "Ref coords : "; std::copy(_ref_coord.begin(),_ref_coord.end(),std::ostream_iterator<double>(oss,", ")); oss << std::endl;
 107   oss << "Localization coords : "; std::copy(_gauss_coord.begin(),_gauss_coord.end(),std::ostream_iterator<double>(oss,", ")); oss << std::endl;
 108   oss << "Weight : "; std::copy(_weight.begin(),_weight.end(),std::ostream_iterator<double>(oss,", ")); oss << std::endl;
 109   return oss.str();
 110 }
 111
 112 std::size_t MEDCouplingGaussLocalization::getMemorySize() const
 113 {
 114   std::size_t ret=0;
 115   ret+=_ref_coord.capacity()*sizeof(double);
 116   ret+=_gauss_coord.capacity()*sizeof(double);
 117   ret+=_weight.capacity()*sizeof(double);
 118   return ret;
 119 }
 120
 121 bool MEDCouplingGaussLocalization::isEqual(const MEDCouplingGaussLocalization& other, double eps) const
 122 {
 123   if(_type!=other._type)
 124     return false;
 125   if(!AreAlmostEqual(_ref_coord,other._ref_coord,eps))
 126     return false;
 127   if(!AreAlmostEqual(_gauss_coord,other._gauss_coord,eps))
 128     return false;
 129   if(!AreAlmostEqual(_weight,other._weight,eps))
 130     return false;
 131   return true;
 132 }
 133
 134 double MEDCouplingGaussLocalization::getRefCoord(int ptIdInCell, int comp) const
 135 {
 136   const INTERP_KERNEL::CellModel& cm=INTERP_KERNEL::CellModel::GetCellModel(_type);
 137   int nbNodes=cm.getNumberOfNodes();
 138   int dim=cm.getDimension();
 139   if(ptIdInCell<0 || ptIdInCell>=nbNodes)
 140     throw INTERP_KERNEL::Exception("ptIdInCell specified is invalid : must be in [0;nbNodesPerCell) !");
 141   if(comp<0 || comp>=dim)
 142     throw INTERP_KERNEL::Exception("comp specified is invalid : must be in [0:dimOfCell) !");
 143   return _ref_coord[ptIdInCell*dim+comp];
 144 }
 145
 146 double MEDCouplingGaussLocalization::getGaussCoord(int gaussPtIdInCell, int comp) const
 147 {
 148   int dim=checkCoherencyOfRequest(gaussPtIdInCell,comp);
 149   return _gauss_coord[gaussPtIdInCell*dim+comp];
 150 }
 151
 152 double MEDCouplingGaussLocalization::getWeight(int gaussPtIdInCell, double newVal) const
 153 {
 154   checkCoherencyOfRequest(gaussPtIdInCell,0);
 155   return _weight[gaussPtIdInCell];
 156 }
 157
 158 /*!
 159  * Completely useless method for end user. Only for CORBA MPI serialization/unserialization.
 160  * push at the end of tinyInfo its basic serialization info. The size of pushed data is always the same.
 161  * @param tinyInfo inout parameter.
 162  */
 163 void MEDCouplingGaussLocalization::pushTinySerializationIntInfo(std::vector<mcIdType>& tinyInfo) const
 164 {
 165   tinyInfo.push_back(ToIdType(_type));
 166   tinyInfo.push_back(getNumberOfPtsInRefCell());
 167   tinyInfo.push_back(getNumberOfGaussPt());
 168 }
 169
 170 /*!
 171  * Completely useless method for end user. Only for CORBA MPI serialization/unserialization.
 172  * push at the end of tinyInfo its basic serialization info. The size of pushed data is \b NOT always the same contrary to pushTinySerializationIntInfo.
 173  * @param tinyInfo inout parameter.
 174  */
 175 void MEDCouplingGaussLocalization::pushTinySerializationDblInfo(std::vector<double>& tinyInfo) const
 176 {
 177   tinyInfo.insert(tinyInfo.end(),_ref_coord.begin(),_ref_coord.end());
 178   tinyInfo.insert(tinyInfo.end(),_gauss_coord.begin(),_gauss_coord.end());
 179   tinyInfo.insert(tinyInfo.end(),_weight.begin(),_weight.end());
 180 }
 181
 182 /*!
 183  * This method operates the exact inverse operation than MEDCouplingGaussLocalization::pushTinySerializationDblInfo method. This is one of the last step of unserialization process.
 184  * This method should be called on an object resized by buildNewInstanceFromTinyInfo static method.
 185  * This method takes in argument a pointer 'vals' that point to the begin of double data pushed remotely by pushTinySerializationDblInfo method.
 186  * This method returns the pointer 'vals' with an offset of size what it has been read in this method.
 187  */
 188 const double *MEDCouplingGaussLocalization::fillWithValues(const double *vals)
 189 {
 190   const double *work=vals;
 191   std::copy(work,work+_ref_coord.size(),_ref_coord.begin());
 192   work+=_ref_coord.size();
 193   std::copy(work,work+_gauss_coord.size(),_gauss_coord.begin());
 194   work+=_gauss_coord.size();
 195   std::copy(work,work+_weight.size(),_weight.begin());
 196   work+=_weight.size();
 197   return work;
 198 }
 199
 200 /*!
 201  * Given points in \a ptsInRefCoo in the reference coordinates of \a this (in _ref_coord attribute)
 202  * this method computes their coordinates in real world for each cells in \a mesh.
 203  * So the returned array will contain nbCells* \a ptsInRefCoo->getNumberOfTuples() tuples and the number of component
 204  * will be equal to the dimension of \a this.
 205  *
 206  * This method ignores Gauss points in \a this and only those in \a ptsInRefCoo are considered here.
 207  */
 208 MCAuto<DataArrayDouble> MEDCouplingGaussLocalization::localizePtsInRefCooForEachCell(const DataArrayDouble *ptsInRefCoo, const MEDCouplingUMesh *mesh) const
 209 {
 210   if(!ptsInRefCoo || !mesh)
 211     throw INTERP_KERNEL::Exception("MEDCouplingGaussLocalization::localizePtsInRefCooForEachCell : null pointer !");
 212   ptsInRefCoo->checkAllocated();
 213   mesh->checkConsistencyLight();
 214   //
 215   mcIdType nbCells=mesh->getNumberOfCells();
 216   const double *coords(mesh->getCoords()->begin());
 217   const mcIdType *connI(mesh->getNodalConnectivityIndex()->begin()),*conn(mesh->getNodalConnectivity()->begin());
 218   //
 219   mcIdType nbPts(ptsInRefCoo->getNumberOfTuples());
 220   INTERP_KERNEL::NormalizedCellType typ(getType());
 221   int dim(INTERP_KERNEL::CellModel::GetCellModel(typ).getDimension()),outDim(mesh->getSpaceDimension());
 222   MCAuto<DataArrayDouble> ret(DataArrayDouble::New());
 223   ret->alloc(nbPts*nbCells,outDim);
 224   double *retPtr(ret->getPointer());
 225   if(dim!=ToIdType(ptsInRefCoo->getNumberOfComponents()))
 226     throw INTERP_KERNEL::Exception("MEDCouplingGaussLocalization::localizePtsInRefCooForEachCell : number of components of input coo is not equal to dim of element !");
 227   const std::vector<double>& wg(getWeights());
 228   INTERP_KERNEL::GaussCoords calculator;
 229   calculator.addGaussInfo(typ,dim, ptsInRefCoo->begin(),nbPts,&_ref_coord[0],getNumberOfPtsInRefCell());
 230   //
 231   for(mcIdType i=0;i<nbCells;i++,retPtr+=nbPts*outDim)
 232     calculator.calculateCoords(getType(),coords,outDim,conn+connI[i]+1,retPtr);
 233   return ret;
 234 }
 235
 236 /*!
 237  * This method returns an unstructured mesh that represents the reference cell.
 238  */
 239 MCAuto<MEDCouplingUMesh> MEDCouplingGaussLocalization::buildRefCell() const
 240 {
 241   MCAuto<DataArrayDouble> coo(DataArrayDouble::New());
 242   const INTERP_KERNEL::CellModel& cm(INTERP_KERNEL::CellModel::GetCellModel(getType()));
 243   if(getDimension()!=ToIdType(cm.getDimension()))
 244     throw INTERP_KERNEL::Exception("BuildRefCell : dimension mistmatch !");
 245   coo->alloc(cm.getNumberOfNodes(),getDimension());
 246   std::copy(_ref_coord.begin(),_ref_coord.end(),coo->getPointer());
 247   MCAuto<MEDCoupling1SGTUMesh> ret(MEDCoupling1SGTUMesh::New("",getType()));
 248   ret->setCoords(coo);
 249   MCAuto<DataArrayIdType> conn(DataArrayIdType::New());
 250   conn->alloc(cm.getNumberOfNodes(),1);
 251   conn->iota();
 252   ret->setNodalConnectivity(conn);
 253   return MCAuto<MEDCouplingUMesh>(ret->buildUnstructured());
 254 }
 255
 256 /*!
 257  * This method sets the comp_th component of ptIdInCell_th point coordinate of reference element of type this->_type.
 258  * @throw if not 0<=ptIdInCell<nbOfNodePerCell or if not 0<=comp<dim
 259  */
 260 void MEDCouplingGaussLocalization::setRefCoord(int ptIdInCell, int comp, double newVal)
 261 {
 262   const INTERP_KERNEL::CellModel& cm=INTERP_KERNEL::CellModel::GetCellModel(_type);
 263   int nbNodes=cm.getNumberOfNodes();
 264   int dim=cm.getDimension();
 265   if(ptIdInCell<0 || ptIdInCell>=nbNodes)
 266     throw INTERP_KERNEL::Exception("ptIdInCell specified is invalid : must be in [0;nbNodesPerCell) !");
 267   if(comp<0 || comp>=dim)
 268     throw INTERP_KERNEL::Exception("comp specified is invalid : must be in [0:dimOfCell) !");
 269   _ref_coord[ptIdInCell*dim+comp]=newVal;
 270 }
 271
 272 void MEDCouplingGaussLocalization::setGaussCoord(int gaussPtIdInCell, int comp, double newVal)
 273 {
 274   int dim=checkCoherencyOfRequest(gaussPtIdInCell,comp);
 275   _gauss_coord[gaussPtIdInCell*dim+comp]=newVal;
 276 }
 277
 278 void MEDCouplingGaussLocalization::setWeight(int gaussPtIdInCell, double newVal)
 279 {
 280   checkCoherencyOfRequest(gaussPtIdInCell,0);
 281   _weight[gaussPtIdInCell]=newVal;
 282 }
 283
 284 void MEDCouplingGaussLocalization::setRefCoords(const std::vector<double>& refCoo)
 285 {
 286   _ref_coord=refCoo;
 287 }
 288
 289 void MEDCouplingGaussLocalization::setGaussCoords(const std::vector<double>& gsCoo)
 290 {
 291   _gauss_coord=gsCoo;
 292 }
 293
 294 void MEDCouplingGaussLocalization::setWeights(const std::vector<double>& w)
 295 {
 296   _weight=w;
 297 }
 298
 299 /*!
 300  * The format of 'tinyData' parameter is the same than pushed in method MEDCouplingGaussLocalization::pushTinySerializationIntInfo.
 301  */
 302 MEDCouplingGaussLocalization MEDCouplingGaussLocalization::BuildNewInstanceFromTinyInfo(mcIdType dim, const std::vector<mcIdType>& tinyData)
 303 {
 304   std::vector<double> v1(dim*tinyData[1]),v2(dim*tinyData[2]),v3(tinyData[2]);
 305   return MEDCouplingGaussLocalization((INTERP_KERNEL::NormalizedCellType)tinyData[0],v1,v2,v3);
 306 }
 307
 308 int MEDCouplingGaussLocalization::checkCoherencyOfRequest(mcIdType gaussPtIdInCell, int comp) const
 309 {
 310   const INTERP_KERNEL::CellModel& cm=INTERP_KERNEL::CellModel::GetCellModel(_type);
 311   int dim=cm.getDimension();
 312   mcIdType nbGsPts=getNumberOfGaussPt();
 313   if(gaussPtIdInCell<0 || gaussPtIdInCell>=nbGsPts)
 314     throw INTERP_KERNEL::Exception("gaussPtIdInCell specified is invalid : must be in [0:nbGsPts) !");
 315   if(comp<0 || comp>=dim)
 316     throw INTERP_KERNEL::Exception("comp specified is invalid : must be in [0:dimOfCell) !");
 317   return dim;
 318 }
 319
 320 bool MEDCouplingGaussLocalization::AreAlmostEqual(const std::vector<double>& v1, const std::vector<double>& v2, double eps)
 321 {
 322   std::size_t sz=v1.size();
 323   if(sz!=v2.size())
 324     return false;
 325   std::vector<double> tmp(sz);
 326   std::transform(v1.begin(),v1.end(),v2.begin(),tmp.begin(),std::minus<double>());
 327   std::transform(tmp.begin(),tmp.end(),tmp.begin(),std::ptr_fun<double,double>(fabs));
 328   return *std::max_element(tmp.begin(),tmp.end())<eps;
 329 }