src/MEDCoupling/MEDCouplingStructuredMesh.cxx

   1 // Copyright (C) 2007-2013  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.
   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 "MEDCouplingStructuredMesh.hxx"
  22 #include "MEDCouplingFieldDouble.hxx"
  23 #include "MEDCouplingMemArray.hxx"
  24 #include "MEDCouplingUMesh.hxx"
  25
  26 #include <numeric>
  27
  28 using namespace ParaMEDMEM;
  29
  30 MEDCouplingStructuredMesh::MEDCouplingStructuredMesh()
  31 {
  32 }
  33
  34 MEDCouplingStructuredMesh::MEDCouplingStructuredMesh(const MEDCouplingStructuredMesh& other, bool deepCopy):MEDCouplingMesh(other)
  35 {
  36 }
  37
  38 MEDCouplingStructuredMesh::~MEDCouplingStructuredMesh()
  39 {
  40 }
  41
  42 std::size_t MEDCouplingStructuredMesh::getHeapMemorySize() const
  43 {
  44   return MEDCouplingMesh::getHeapMemorySize();
  45 }
  46
  47 void MEDCouplingStructuredMesh::copyTinyStringsFrom(const MEDCouplingMesh *other) throw(INTERP_KERNEL::Exception)
  48 {
  49   MEDCouplingMesh::copyTinyStringsFrom(other);
  50 }
  51
  52 bool MEDCouplingStructuredMesh::isEqualIfNotWhy(const MEDCouplingMesh *other, double prec, std::string& reason) const throw(INTERP_KERNEL::Exception)
  53 {
  54   return MEDCouplingMesh::isEqualIfNotWhy(other,prec,reason);
  55 }
  56
  57 INTERP_KERNEL::NormalizedCellType MEDCouplingStructuredMesh::getTypeOfCell(int cellId) const
  58 {
  59   switch(getMeshDimension())
  60     {
  61     case 3:
  62       return INTERP_KERNEL::NORM_HEXA8;
  63     case 2:
  64       return INTERP_KERNEL::NORM_QUAD4;
  65     case 1:
  66       return INTERP_KERNEL::NORM_SEG2;
  67     default:
  68       throw INTERP_KERNEL::Exception("Unexpected dimension for MEDCouplingCurveLinearMesh::getTypeOfCell !");
  69     }
  70 }
  71
  72 std::set<INTERP_KERNEL::NormalizedCellType> MEDCouplingStructuredMesh::getAllGeoTypes() const
  73 {
  74   std::set<INTERP_KERNEL::NormalizedCellType> ret2;
  75   ret2.insert(getTypeOfCell(0));
  76   return ret2;
  77 }
  78
  79 int MEDCouplingStructuredMesh::getNumberOfCellsWithType(INTERP_KERNEL::NormalizedCellType type) const
  80 {
  81   int ret=getNumberOfCells();
  82   if(type==getTypeOfCell(0))
  83     return ret;
  84   const INTERP_KERNEL::CellModel& cm=INTERP_KERNEL::CellModel::GetCellModel(getTypeOfCell(0));
  85   std::ostringstream oss; oss << "MEDCouplingStructuredMesh::getNumberOfCellsWithType : no specified type ! Type available is " << cm.getRepr() << " !";
  86   throw INTERP_KERNEL::Exception(oss.str().c_str());
  87 }
  88
  89 DataArrayInt *MEDCouplingStructuredMesh::giveCellsWithType(INTERP_KERNEL::NormalizedCellType type) const throw(INTERP_KERNEL::Exception)
  90 {
  91   MEDCouplingAutoRefCountObjectPtr<DataArrayInt> ret=DataArrayInt::New();
  92   if(getTypeOfCell(0)==type)
  93     {
  94       ret->alloc(getNumberOfCells(),1);
  95       ret->iota(0);
  96     }
  97   else
  98     ret->alloc(0,1);
  99   return ret.retn();
 100 }
 101
 102 DataArrayInt *MEDCouplingStructuredMesh::computeNbOfNodesPerCell() const throw(INTERP_KERNEL::Exception)
 103 {
 104   int nbCells=getNumberOfCells();
 105   MEDCouplingAutoRefCountObjectPtr<DataArrayInt> ret=DataArrayInt::New();
 106   ret->alloc(nbCells,1);
 107   const INTERP_KERNEL::CellModel& cm=INTERP_KERNEL::CellModel::GetCellModel(getTypeOfCell(0));
 108   ret->fillWithValue((int)cm.getNumberOfNodes());
 109   return ret.retn();
 110 }
 111
 112 DataArrayInt *MEDCouplingStructuredMesh::computeNbOfFacesPerCell() const throw(INTERP_KERNEL::Exception)
 113 {
 114   int nbCells=getNumberOfCells();
 115   MEDCouplingAutoRefCountObjectPtr<DataArrayInt> ret=DataArrayInt::New();
 116   ret->alloc(nbCells,1);
 117   const INTERP_KERNEL::CellModel& cm=INTERP_KERNEL::CellModel::GetCellModel(getTypeOfCell(0));
 118   ret->fillWithValue((int)cm.getNumberOfSons());
 119   return ret.retn();
 120 }
 121
 122 void MEDCouplingStructuredMesh::getNodeIdsOfCell(int cellId, std::vector<int>& conn) const
 123 {
 124   int meshDim=getMeshDimension();
 125   int tmpCell[3],tmpNode[3];
 126   getSplitCellValues(tmpCell);
 127   getSplitNodeValues(tmpNode);
 128   int tmp2[3];
 129   GetPosFromId(cellId,meshDim,tmpCell,tmp2);
 130   switch(meshDim)
 131     {
 132     case 1:
 133       conn.push_back(tmp2[0]); conn.push_back(tmp2[0]+1);
 134       break;
 135     case 2:
 136       conn.push_back(tmp2[1]*tmpCell[1]+tmp2[0]); conn.push_back(tmp2[1]*tmpCell[1]+tmp2[0]+1);
 137       conn.push_back((tmp2[1]+1)*(tmpCell[1]+1)+tmp2[0]+1); conn.push_back((tmp2[1]+1)*(tmpCell[1]+1)+tmp2[0]);
 138       break;
 139     case 3:
 140       conn.push_back(tmp2[1]*tmpCell[1]+tmp2[0]+tmp2[2]*tmpNode[2]); conn.push_back(tmp2[1]*tmpCell[1]+tmp2[0]+1+tmp2[2]*tmpNode[2]);
 141       conn.push_back((tmp2[1]+1)*tmpNode[1]+tmp2[0]+1+tmp2[2]*tmpNode[2]); conn.push_back((tmp2[1]+1)*tmpNode[1]+tmp2[0]+tmp2[2]*tmpNode[2]);
 142       conn.push_back(tmp2[1]*tmpCell[1]+tmp2[0]+(tmp2[2]+1)*tmpNode[2]); conn.push_back(tmp2[1]*tmpCell[1]+tmp2[0]+1+(tmp2[2]+1)*tmpNode[2]);
 143       conn.push_back((tmp2[1]+1)*tmpNode[1]+tmp2[0]+1+(tmp2[2]+1)*tmpNode[2]); conn.push_back((tmp2[1]+1)*tmpNode[1]+tmp2[0]+(tmp2[2]+1)*tmpNode[2]);
 144       break;
 145     default:
 146       throw INTERP_KERNEL::Exception("MEDCouplingStructuredMesh::getNodeIdsOfCell : big problem spacedim must be in 1,2 or 3 !");
 147     };
 148 }
 149
 150 /*!
 151  * See MEDCouplingUMesh::getDistributionOfTypes for more information
 152  */
 153 std::vector<int> MEDCouplingStructuredMesh::getDistributionOfTypes() const throw(INTERP_KERNEL::Exception)
 154 {
 155   //only one type of cell
 156   std::vector<int> ret(3);
 157   ret[0]=getTypeOfCell(0);
 158   ret[1]=getNumberOfCells();
 159   ret[2]=0; //ret[3*k+2]==0 because it has no sense here
 160   return ret;
 161 }
 162
 163 /*!
 164  * See MEDCouplingUMesh::checkTypeConsistencyAndContig for more information
 165  */
 166 DataArrayInt *MEDCouplingStructuredMesh::checkTypeConsistencyAndContig(const std::vector<int>& code, const std::vector<const DataArrayInt *>& idsPerType) const throw(INTERP_KERNEL::Exception)
 167 {
 168   if(code.empty())
 169     throw INTERP_KERNEL::Exception("MEDCouplingCurveLinearMesh::checkTypeConsistencyAndContig : code is empty, should not !");
 170   std::size_t sz=code.size();
 171   if(sz!=3)
 172     throw INTERP_KERNEL::Exception("MEDCouplingCurveLinearMesh::checkTypeConsistencyAndContig : code should be of size 3 exactly !");
 173
 174   int nbCells=getNumberOfCellsWithType((INTERP_KERNEL::NormalizedCellType)code[0]);
 175   if(code[2]==-1)
 176     {
 177       if(code[1]==nbCells)
 178         return 0;
 179       else
 180         throw INTERP_KERNEL::Exception("MEDCouplingCurveLinearMesh::checkTypeConsistencyAndContig : number of cells mismatch !");
 181     }
 182   else
 183     {
 184       if(code[2]<-1)
 185         throw INTERP_KERNEL::Exception("MEDCouplingCurveLinearMesh::checkTypeConsistencyAndContig : code[2]<-1 mismatch !");
 186       if(code[2]>=(int)idsPerType.size())
 187         throw INTERP_KERNEL::Exception("MEDCouplingCurveLinearMesh::checkTypeConsistencyAndContig : code[2]>size idsPerType !");
 188       return idsPerType[code[2]]->deepCpy();
 189     }
 190 }
 191
 192 /*!
 193  * See MEDCouplingUMesh::splitProfilePerType for more information
 194  */
 195 void MEDCouplingStructuredMesh::splitProfilePerType(const DataArrayInt *profile, std::vector<int>& code, std::vector<DataArrayInt *>& idsInPflPerType, std::vector<DataArrayInt *>& idsPerType) const throw(INTERP_KERNEL::Exception)
 196 {
 197   int nbCells=getNumberOfCells();
 198   code.resize(3);
 199   code[0]=(int)getTypeOfCell(0);
 200   code[1]=nbCells;
 201   code[2]=0;
 202   idsInPflPerType.push_back(profile->deepCpy());
 203   idsPerType.push_back(profile->deepCpy());
 204 }
 205
 206 /*!
 207  * Creates a new unstructured mesh (MEDCouplingUMesh) from \a this structured one.
 208  *  \return MEDCouplingUMesh * - a new instance of MEDCouplingUMesh. The caller is to
 209  * delete this array using decrRef() as it is no more needed.
 210  *  \throw If \a this->getMeshDimension() is not among [1,2,3].
 211  */
 212 MEDCouplingUMesh *MEDCouplingStructuredMesh::buildUnstructured() const throw(INTERP_KERNEL::Exception)
 213 {
 214   int meshDim=getMeshDimension();
 215   MEDCouplingUMesh *ret=MEDCouplingUMesh::New(getName(),meshDim);
 216   DataArrayDouble *coords=getCoordinatesAndOwner();
 217   ret->setCoords(coords);
 218   coords->decrRef();
 219   switch(meshDim)
 220     {
 221     case 1:
 222       fill1DUnstructuredMesh(ret);
 223       break;
 224     case 2:
 225       fill2DUnstructuredMesh(ret);
 226       break;
 227     case 3:
 228       fill3DUnstructuredMesh(ret);
 229       break;
 230     default:
 231       throw INTERP_KERNEL::Exception("MEDCouplingStructuredMesh::buildUnstructured : big problem spacedim must be in 1,2 or 3 !");
 232     };
 233   return ret;
 234 }
 235
 236 /*!
 237  * Creates a new MEDCouplingUMesh containing a part of cells of \a this mesh.
 238  * The cells to include to the
 239  * result mesh are specified by an array of cell ids.
 240  *  \param [in] start - an array of cell ids to include to the result mesh.
 241  *  \param [in] end - specifies the end of the array \a start, so that
 242  *              the last value of \a start is \a end[ -1 ].
 243  *  \return MEDCouplingMesh * - a new instance of MEDCouplingUMesh. The caller is to
 244  *         delete this mesh using decrRef() as it is no more needed.
 245  */
 246 MEDCouplingMesh *MEDCouplingStructuredMesh::buildPart(const int *start, const int *end) const
 247 {
 248   MEDCouplingUMesh *um=buildUnstructured();
 249   MEDCouplingMesh *ret=um->buildPart(start,end);
 250   um->decrRef();
 251   return ret;
 252 }
 253
 254 MEDCouplingMesh *MEDCouplingStructuredMesh::buildPartAndReduceNodes(const int *start, const int *end, DataArrayInt*& arr) const
 255 {
 256   MEDCouplingUMesh *um=buildUnstructured();
 257   MEDCouplingMesh *ret=um->buildPartAndReduceNodes(start,end,arr);
 258   um->decrRef();
 259   return ret;
 260 }
 261
 262 DataArrayInt *MEDCouplingStructuredMesh::simplexize(int policy) throw(INTERP_KERNEL::Exception)
 263 {
 264   throw INTERP_KERNEL::Exception("MEDCouplingStructuredMesh::simplexize : not available for Cartesian mesh !");
 265 }
 266
 267 /*!
 268  * Returns a new MEDCouplingFieldDouble holding normal vectors to cells of \a this
 269  * 2D mesh. The computed vectors have 3 components and are normalized.
 270  *  \return MEDCouplingFieldDouble * - a new instance of MEDCouplingFieldDouble on
 271  *          cells and one time. The caller is to delete this field using decrRef() as
 272  *          it is no more needed.
 273  *  \throw If \a this->getMeshDimension() != 2.
 274  */
 275 MEDCouplingFieldDouble *MEDCouplingStructuredMesh::buildOrthogonalField() const
 276 {
 277   if(getMeshDimension()!=2)
 278     throw INTERP_KERNEL::Exception("Expected a MEDCouplingStructuredMesh with meshDim == 2 !");
 279   MEDCouplingFieldDouble *ret=MEDCouplingFieldDouble::New(ON_CELLS,NO_TIME);
 280   DataArrayDouble *array=DataArrayDouble::New();
 281   int nbOfCells=getNumberOfCells();
 282   array->alloc(nbOfCells,3);
 283   double *vals=array->getPointer();
 284   for(int i=0;i<nbOfCells;i++)
 285     { vals[3*i]=0.; vals[3*i+1]=0.; vals[3*i+2]=1.; }
 286   ret->setArray(array);
 287   array->decrRef();
 288   ret->setMesh(this);
 289   return ret;
 290 }
 291
 292 void MEDCouplingStructuredMesh::fill1DUnstructuredMesh(MEDCouplingUMesh *m) const
 293 {
 294   int nbOfCells=-1;
 295   getNodeGridStructure(&nbOfCells);
 296   nbOfCells--;
 297   DataArrayInt *connI=DataArrayInt::New();
 298   connI->alloc(nbOfCells+1,1);
 299   int *ci=connI->getPointer();
 300   DataArrayInt *conn=DataArrayInt::New();
 301   conn->alloc(3*nbOfCells,1);
 302   ci[0]=0;
 303   int *cp=conn->getPointer();
 304   for(int i=0;i<nbOfCells;i++)
 305     {
 306       cp[3*i]=(int)INTERP_KERNEL::NORM_SEG2;
 307       cp[3*i+1]=i;
 308       cp[3*i+2]=i+1;
 309       ci[i+1]=3*(i+1);
 310     }
 311   m->setConnectivity(conn,connI,true);
 312   conn->decrRef();
 313   connI->decrRef();
 314 }
 315
 316 void MEDCouplingStructuredMesh::fill2DUnstructuredMesh(MEDCouplingUMesh *m) const
 317 {
 318   int ns[2];
 319   getNodeGridStructure(ns);
 320   int n1=ns[0]-1;
 321   int n2=ns[1]-1;
 322   DataArrayInt *connI=DataArrayInt::New();
 323   connI->alloc(n1*n2+1,1);
 324   int *ci=connI->getPointer();
 325   DataArrayInt *conn=DataArrayInt::New();
 326   conn->alloc(5*n1*n2,1);
 327   ci[0]=0;
 328   int *cp=conn->getPointer();
 329   int pos=0;
 330   for(int j=0;j<n2;j++)
 331     for(int i=0;i<n1;i++,pos++)
 332       {
 333         cp[5*pos]=(int)INTERP_KERNEL::NORM_QUAD4;
 334         cp[5*pos+1]=i+1+j*(n1+1);
 335         cp[5*pos+2]=i+j*(n1+1);
 336         cp[5*pos+3]=i+(j+1)*(n1+1);
 337         cp[5*pos+4]=i+1+(j+1)*(n1+1);
 338         ci[pos+1]=5*(pos+1);
 339     }
 340   m->setConnectivity(conn,connI,true);
 341   conn->decrRef();
 342   connI->decrRef();
 343 }
 344
 345 void MEDCouplingStructuredMesh::fill3DUnstructuredMesh(MEDCouplingUMesh *m) const
 346 {
 347   int ns[3];
 348   getNodeGridStructure(ns);
 349   int n1=ns[0]-1;
 350   int n2=ns[1]-1;
 351   int n3=ns[2]-1;
 352   DataArrayInt *connI=DataArrayInt::New();
 353   connI->alloc(n1*n2*n3+1,1);
 354   int *ci=connI->getPointer();
 355   DataArrayInt *conn=DataArrayInt::New();
 356   conn->alloc(9*n1*n2*n3,1);
 357   ci[0]=0;
 358   int *cp=conn->getPointer();
 359   int pos=0;
 360   for(int k=0;k<n3;k++)
 361     for(int j=0;j<n2;j++)
 362       for(int i=0;i<n1;i++,pos++)
 363         {
 364           cp[9*pos]=(int)INTERP_KERNEL::NORM_HEXA8;
 365           int tmp=(n1+1)*(n2+1);
 366           cp[9*pos+1]=i+1+j*(n1+1)+k*tmp;
 367           cp[9*pos+2]=i+j*(n1+1)+k*tmp;
 368           cp[9*pos+3]=i+(j+1)*(n1+1)+k*tmp;
 369           cp[9*pos+4]=i+1+(j+1)*(n1+1)+k*tmp;
 370           cp[9*pos+5]=i+1+j*(n1+1)+(k+1)*tmp;
 371           cp[9*pos+6]=i+j*(n1+1)+(k+1)*tmp;
 372           cp[9*pos+7]=i+(j+1)*(n1+1)+(k+1)*tmp;
 373           cp[9*pos+8]=i+1+(j+1)*(n1+1)+(k+1)*tmp;
 374           ci[pos+1]=9*(pos+1);
 375         }
 376   m->setConnectivity(conn,connI,true);
 377   conn->decrRef();
 378   connI->decrRef();
 379 }
 380
 381 /*!
 382  * Returns a cell id by its (i,j,k) index. The cell is located between the i-th and
 383  * ( i + 1 )-th nodes along X axis etc.
 384  *  \param [in] i - a index of node coordinates array along X axis.
 385  *  \param [in] j - a index of node coordinates array along Y axis.
 386  *  \param [in] k - a index of node coordinates array along Z axis.
 387  *  \return int - a cell id in \a this mesh.
 388  */
 389 int MEDCouplingStructuredMesh::getCellIdFromPos(int i, int j, int k) const
 390 {
 391   int tmp[3]={i,j,k};
 392   int tmp2[3];
 393   int meshDim=getMeshDimension();
 394   getSplitCellValues(tmp2);
 395   std::transform(tmp,tmp+meshDim,tmp2,tmp,std::multiplies<int>());
 396   return std::accumulate(tmp,tmp+meshDim,0);
 397 }
 398
 399 /*!
 400  * Returns a node id by its (i,j,k) index.
 401  *  \param [in] i - a index of node coordinates array along X axis.
 402  *  \param [in] j - a index of node coordinates array along Y axis.
 403  *  \param [in] k - a index of node coordinates array along Z axis.
 404  *  \return int - a node id in \a this mesh.
 405  */
 406 int MEDCouplingStructuredMesh::getNodeIdFromPos(int i, int j, int k) const
 407 {
 408   int tmp[3]={i,j,k};
 409   int tmp2[3];
 410   int meshDim=getMeshDimension();
 411   getSplitNodeValues(tmp2);
 412   std::transform(tmp,tmp+meshDim,tmp2,tmp,std::multiplies<int>());
 413   return std::accumulate(tmp,tmp+meshDim,0);
 414 }
 415
 416 void MEDCouplingStructuredMesh::GetPosFromId(int nodeId, int meshDim, const int *split, int *res)
 417 {
 418   int work=nodeId;
 419   for(int i=meshDim-1;i>=0;i--)
 420     {
 421       int pos=work/split[i];
 422       work=work%split[i];
 423       res[i]=pos;
 424     }
 425 }