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 void MEDCouplingStructuredMesh::getNodeIdsOfCell(int cellId, std::vector<int>& conn) const
 113 {
 114   int meshDim=getMeshDimension();
 115   int tmpCell[3],tmpNode[3];
 116   getSplitCellValues(tmpCell);
 117   getSplitNodeValues(tmpNode);
 118   int tmp2[3];
 119   GetPosFromId(cellId,meshDim,tmpCell,tmp2);
 120   switch(meshDim)
 121     {
 122     case 1:
 123       conn.push_back(tmp2[0]); conn.push_back(tmp2[0]+1);
 124       break;
 125     case 2:
 126       conn.push_back(tmp2[1]*tmpCell[1]+tmp2[0]); conn.push_back(tmp2[1]*tmpCell[1]+tmp2[0]+1);
 127       conn.push_back((tmp2[1]+1)*(tmpCell[1]+1)+tmp2[0]+1); conn.push_back((tmp2[1]+1)*(tmpCell[1]+1)+tmp2[0]);
 128       break;
 129     case 3:
 130       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]);
 131       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]);
 132       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]);
 133       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]);
 134       break;
 135     default:
 136       throw INTERP_KERNEL::Exception("MEDCouplingStructuredMesh::getNodeIdsOfCell : big problem spacedim must be in 1,2 or 3 !");
 137     };
 138 }
 139
 140 /*!
 141  * See MEDCouplingUMesh::getDistributionOfTypes for more information
 142  */
 143 std::vector<int> MEDCouplingStructuredMesh::getDistributionOfTypes() const throw(INTERP_KERNEL::Exception)
 144 {
 145   //only one type of cell
 146   std::vector<int> ret(3);
 147   ret[0]=getTypeOfCell(0);
 148   ret[1]=getNumberOfCells();
 149   ret[2]=0; //ret[3*k+2]==0 because it has no sense here
 150   return ret;
 151 }
 152
 153 /*!
 154  * See MEDCouplingUMesh::checkTypeConsistencyAndContig for more information
 155  */
 156 DataArrayInt *MEDCouplingStructuredMesh::checkTypeConsistencyAndContig(const std::vector<int>& code, const std::vector<const DataArrayInt *>& idsPerType) const throw(INTERP_KERNEL::Exception)
 157 {
 158   if(code.empty())
 159     throw INTERP_KERNEL::Exception("MEDCouplingCurveLinearMesh::checkTypeConsistencyAndContig : code is empty, should not !");
 160   std::size_t sz=code.size();
 161   if(sz!=3)
 162     throw INTERP_KERNEL::Exception("MEDCouplingCurveLinearMesh::checkTypeConsistencyAndContig : code should be of size 3 exactly !");
 163
 164   int nbCells=getNumberOfCellsWithType((INTERP_KERNEL::NormalizedCellType)code[0]);
 165   if(code[2]==-1)
 166     {
 167       if(code[1]==nbCells)
 168         return 0;
 169       else
 170         throw INTERP_KERNEL::Exception("MEDCouplingCurveLinearMesh::checkTypeConsistencyAndContig : number of cells mismatch !");
 171     }
 172   else
 173     {
 174       if(code[2]<-1)
 175         throw INTERP_KERNEL::Exception("MEDCouplingCurveLinearMesh::checkTypeConsistencyAndContig : code[2]<-1 mismatch !");
 176       if(code[2]>=(int)idsPerType.size())
 177         throw INTERP_KERNEL::Exception("MEDCouplingCurveLinearMesh::checkTypeConsistencyAndContig : code[2]>size idsPerType !");
 178       return idsPerType[code[2]]->deepCpy();
 179     }
 180 }
 181
 182 /*!
 183  * See MEDCouplingUMesh::splitProfilePerType for more information
 184  */
 185 void MEDCouplingStructuredMesh::splitProfilePerType(const DataArrayInt *profile, std::vector<int>& code, std::vector<DataArrayInt *>& idsInPflPerType, std::vector<DataArrayInt *>& idsPerType) const throw(INTERP_KERNEL::Exception)
 186 {
 187   int nbCells=getNumberOfCells();
 188   code.resize(3);
 189   code[0]=(int)getTypeOfCell(0);
 190   code[1]=nbCells;
 191   code[2]=0;
 192   idsInPflPerType.push_back(profile->deepCpy());
 193   idsPerType.push_back(profile->deepCpy());
 194 }
 195
 196 /*!
 197  * Creates a new unstructured mesh (MEDCouplingUMesh) from \a this structured one.
 198  *  \return MEDCouplingUMesh * - a new instance of MEDCouplingUMesh. The caller is to
 199  * delete this array using decrRef() as it is no more needed.
 200  *  \throw If \a this->getMeshDimension() is not among [1,2,3].
 201  */
 202 MEDCouplingUMesh *MEDCouplingStructuredMesh::buildUnstructured() const throw(INTERP_KERNEL::Exception)
 203 {
 204   int meshDim=getMeshDimension();
 205   MEDCouplingUMesh *ret=MEDCouplingUMesh::New(getName(),meshDim);
 206   DataArrayDouble *coords=getCoordinatesAndOwner();
 207   ret->setCoords(coords);
 208   coords->decrRef();
 209   switch(meshDim)
 210     {
 211     case 1:
 212       fill1DUnstructuredMesh(ret);
 213       break;
 214     case 2:
 215       fill2DUnstructuredMesh(ret);
 216       break;
 217     case 3:
 218       fill3DUnstructuredMesh(ret);
 219       break;
 220     default:
 221       throw INTERP_KERNEL::Exception("MEDCouplingStructuredMesh::buildUnstructured : big problem spacedim must be in 1,2 or 3 !");
 222     };
 223   return ret;
 224 }
 225
 226 /*!
 227  * Creates a new MEDCouplingUMesh containing a part of cells of \a this mesh.
 228  * The cells to include to the
 229  * result mesh are specified by an array of cell ids.
 230  *  \param [in] start - an array of cell ids to include to the result mesh.
 231  *  \param [in] end - specifies the end of the array \a start, so that
 232  *              the last value of \a start is \a end[ -1 ].
 233  *  \return MEDCouplingMesh * - a new instance of MEDCouplingUMesh. The caller is to
 234  *         delete this mesh using decrRef() as it is no more needed.
 235  */
 236 MEDCouplingMesh *MEDCouplingStructuredMesh::buildPart(const int *start, const int *end) const
 237 {
 238   MEDCouplingUMesh *um=buildUnstructured();
 239   MEDCouplingMesh *ret=um->buildPart(start,end);
 240   um->decrRef();
 241   return ret;
 242 }
 243
 244 MEDCouplingMesh *MEDCouplingStructuredMesh::buildPartAndReduceNodes(const int *start, const int *end, DataArrayInt*& arr) const
 245 {
 246   MEDCouplingUMesh *um=buildUnstructured();
 247   MEDCouplingMesh *ret=um->buildPartAndReduceNodes(start,end,arr);
 248   um->decrRef();
 249   return ret;
 250 }
 251
 252 DataArrayInt *MEDCouplingStructuredMesh::simplexize(int policy) throw(INTERP_KERNEL::Exception)
 253 {
 254   throw INTERP_KERNEL::Exception("MEDCouplingStructuredMesh::simplexize : not available for Cartesian mesh !");
 255 }
 256
 257 /*!
 258  * Returns a new MEDCouplingFieldDouble holding normal vectors to cells of \a this
 259  * 2D mesh. The computed vectors have 3 components and are normalized.
 260  *  \return MEDCouplingFieldDouble * - a new instance of MEDCouplingFieldDouble on
 261  *          cells and one time. The caller is to delete this field using decrRef() as
 262  *          it is no more needed.
 263  *  \throw If \a this->getMeshDimension() != 2.
 264  */
 265 MEDCouplingFieldDouble *MEDCouplingStructuredMesh::buildOrthogonalField() const
 266 {
 267   if(getMeshDimension()!=2)
 268     throw INTERP_KERNEL::Exception("Expected a MEDCouplingStructuredMesh with meshDim == 2 !");
 269   MEDCouplingFieldDouble *ret=MEDCouplingFieldDouble::New(ON_CELLS,NO_TIME);
 270   DataArrayDouble *array=DataArrayDouble::New();
 271   int nbOfCells=getNumberOfCells();
 272   array->alloc(nbOfCells,3);
 273   double *vals=array->getPointer();
 274   for(int i=0;i<nbOfCells;i++)
 275     { vals[3*i]=0.; vals[3*i+1]=0.; vals[3*i+2]=1.; }
 276   ret->setArray(array);
 277   array->decrRef();
 278   ret->setMesh(this);
 279   return ret;
 280 }
 281
 282 void MEDCouplingStructuredMesh::fill1DUnstructuredMesh(MEDCouplingUMesh *m) const
 283 {
 284   int nbOfCells=-1;
 285   getNodeGridStructure(&nbOfCells);
 286   nbOfCells--;
 287   DataArrayInt *connI=DataArrayInt::New();
 288   connI->alloc(nbOfCells+1,1);
 289   int *ci=connI->getPointer();
 290   DataArrayInt *conn=DataArrayInt::New();
 291   conn->alloc(3*nbOfCells,1);
 292   ci[0]=0;
 293   int *cp=conn->getPointer();
 294   for(int i=0;i<nbOfCells;i++)
 295     {
 296       cp[3*i]=(int)INTERP_KERNEL::NORM_SEG2;
 297       cp[3*i+1]=i;
 298       cp[3*i+2]=i+1;
 299       ci[i+1]=3*(i+1);
 300     }
 301   m->setConnectivity(conn,connI,true);
 302   conn->decrRef();
 303   connI->decrRef();
 304 }
 305
 306 void MEDCouplingStructuredMesh::fill2DUnstructuredMesh(MEDCouplingUMesh *m) const
 307 {
 308   int ns[2];
 309   getNodeGridStructure(ns);
 310   int n1=ns[0]-1;
 311   int n2=ns[1]-1;
 312   DataArrayInt *connI=DataArrayInt::New();
 313   connI->alloc(n1*n2+1,1);
 314   int *ci=connI->getPointer();
 315   DataArrayInt *conn=DataArrayInt::New();
 316   conn->alloc(5*n1*n2,1);
 317   ci[0]=0;
 318   int *cp=conn->getPointer();
 319   int pos=0;
 320   for(int j=0;j<n2;j++)
 321     for(int i=0;i<n1;i++,pos++)
 322       {
 323         cp[5*pos]=(int)INTERP_KERNEL::NORM_QUAD4;
 324         cp[5*pos+1]=i+1+j*(n1+1);
 325         cp[5*pos+2]=i+j*(n1+1);
 326         cp[5*pos+3]=i+(j+1)*(n1+1);
 327         cp[5*pos+4]=i+1+(j+1)*(n1+1);
 328         ci[pos+1]=5*(pos+1);
 329     }
 330   m->setConnectivity(conn,connI,true);
 331   conn->decrRef();
 332   connI->decrRef();
 333 }
 334
 335 void MEDCouplingStructuredMesh::fill3DUnstructuredMesh(MEDCouplingUMesh *m) const
 336 {
 337   int ns[3];
 338   getNodeGridStructure(ns);
 339   int n1=ns[0]-1;
 340   int n2=ns[1]-1;
 341   int n3=ns[2]-1;
 342   DataArrayInt *connI=DataArrayInt::New();
 343   connI->alloc(n1*n2*n3+1,1);
 344   int *ci=connI->getPointer();
 345   DataArrayInt *conn=DataArrayInt::New();
 346   conn->alloc(9*n1*n2*n3,1);
 347   ci[0]=0;
 348   int *cp=conn->getPointer();
 349   int pos=0;
 350   for(int k=0;k<n3;k++)
 351     for(int j=0;j<n2;j++)
 352       for(int i=0;i<n1;i++,pos++)
 353         {
 354           cp[9*pos]=(int)INTERP_KERNEL::NORM_HEXA8;
 355           int tmp=(n1+1)*(n2+1);
 356           cp[9*pos+1]=i+1+j*(n1+1)+k*tmp;
 357           cp[9*pos+2]=i+j*(n1+1)+k*tmp;
 358           cp[9*pos+3]=i+(j+1)*(n1+1)+k*tmp;
 359           cp[9*pos+4]=i+1+(j+1)*(n1+1)+k*tmp;
 360           cp[9*pos+5]=i+1+j*(n1+1)+(k+1)*tmp;
 361           cp[9*pos+6]=i+j*(n1+1)+(k+1)*tmp;
 362           cp[9*pos+7]=i+(j+1)*(n1+1)+(k+1)*tmp;
 363           cp[9*pos+8]=i+1+(j+1)*(n1+1)+(k+1)*tmp;
 364           ci[pos+1]=9*(pos+1);
 365         }
 366   m->setConnectivity(conn,connI,true);
 367   conn->decrRef();
 368   connI->decrRef();
 369 }
 370
 371 /*!
 372  * Returns a cell id by its (i,j,k) index. The cell is located between the i-th and
 373  * ( i + 1 )-th nodes along X axis etc.
 374  *  \param [in] i - a index of node coordinates array along X axis.
 375  *  \param [in] j - a index of node coordinates array along Y axis.
 376  *  \param [in] k - a index of node coordinates array along Z axis.
 377  *  \return int - a cell id in \a this mesh.
 378  */
 379 int MEDCouplingStructuredMesh::getCellIdFromPos(int i, int j, int k) const
 380 {
 381   int tmp[3]={i,j,k};
 382   int tmp2[3];
 383   int meshDim=getMeshDimension();
 384   getSplitCellValues(tmp2);
 385   std::transform(tmp,tmp+meshDim,tmp2,tmp,std::multiplies<int>());
 386   return std::accumulate(tmp,tmp+meshDim,0);
 387 }
 388
 389 /*!
 390  * Returns a node id by its (i,j,k) index.
 391  *  \param [in] i - a index of node coordinates array along X axis.
 392  *  \param [in] j - a index of node coordinates array along Y axis.
 393  *  \param [in] k - a index of node coordinates array along Z axis.
 394  *  \return int - a node id in \a this mesh.
 395  */
 396 int MEDCouplingStructuredMesh::getNodeIdFromPos(int i, int j, int k) const
 397 {
 398   int tmp[3]={i,j,k};
 399   int tmp2[3];
 400   int meshDim=getMeshDimension();
 401   getSplitNodeValues(tmp2);
 402   std::transform(tmp,tmp+meshDim,tmp2,tmp,std::multiplies<int>());
 403   return std::accumulate(tmp,tmp+meshDim,0);
 404 }
 405
 406 void MEDCouplingStructuredMesh::GetPosFromId(int nodeId, int meshDim, const int *split, int *res)
 407 {
 408   int work=nodeId;
 409   for(int i=meshDim-1;i>=0;i--)
 410     {
 411       int pos=work/split[i];
 412       work=work%split[i];
 413       res[i]=pos;
 414     }
 415 }