src/MEFISTO2/Rn.h

   1 // MEFISTO :  library to compute 2D triangulation from segmented boundaries
   2 //
   3 // Copyright (C) 2006-2021  CEA/DEN, EDF R&D, OPEN CASCADE
   4 //
   5 // This library is free software; you can redistribute it and/or
   6 // modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   7 // License as published by the Free Software Foundation; either
   8 // version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
   9 //
  10 // This library is distributed in the hope that it will be useful,
  11 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  13 // Lesser General Public License for more details.
  14 //
  15 // You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  16 // License along with this library; if not, write to the Free Software
  17 // Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
  18 //
  19 // See http://www.salome-platform.org/ or email : webmaster.salome@opencascade.com
  20 //
  21 //  File   : Rn.h
  22 //  Module : SMESH
  23 //  Authors: Frederic HECHT & Alain PERRONNET
  24 //  Date   : 13 novembre 2006
  25
  26 #ifndef Rn__h
  27 #define Rn__h
  28
  29 #include <gp_Pnt.hxx>      //Dans OpenCascade
  30 #include <gp_Vec.hxx>      //Dans OpenCascade
  31 #include <gp_Dir.hxx>      //Dans OpenCascade
  32
  33 //+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
  34 // BUT:   Definir les espaces affines R R2 R3 R4 soit Rn pour n=1,2,3,4
  35 //+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
  36 // AUTEUR : Frederic HECHT      ANALYSE NUMERIQUE UPMC  PARIS   OCTOBRE   2000
  37 // MODIFS : Alain    PERRONNET  ANALYSE NUMERIQUE UPMC  PARIS   NOVEMBRE  2000
  38 //...............................................................................
  39 #include <iostream>
  40 #include <cmath>
  41
  42
  43 template<class T> inline T Abs (const T &a){return a <0 ? -a : a;}
  44 template<class T> inline void Echange (T& a,T& b) {T c=a;a=b;b=c;}
  45
  46 template<class T> inline T Min (const T &a,const T &b)  {return a < b ? a : b;}
  47 template<class T> inline T Max (const T &a,const T & b) {return a > b ? a : b;}
  48
  49 template<class T> inline T Max (const T &a,const T & b,const T & c){return Max(Max(a,b),c);}
  50 template<class T> inline T Min (const T &a,const T & b,const T & c){return Min(Min(a,b),c);}
  51
  52 template<class T> inline T Max (const T &a,const T & b,const T & c,const T & d)
  53  {return Max(Max(a,b),Max(c,d));}
  54 template<class T> inline T Min (const T &a,const T & b,const T & c,const T & d)
  55  {return Min(Min(a,b),Min(c,d));}
  56
  57 //le type Nom des entites geometriques P L S V O
  58 //===========
  59 typedef char Nom[1+24];
  60
  61 //le type N des nombres entiers positifs
  62 //=========
  63 #ifndef PCLINUX64
  64 typedef unsigned long int N;
  65 #else
  66 typedef unsigned int N;
  67 #endif
  68
  69 //le type Z des nombres entiers relatifs
  70 //=========
  71 #ifndef PCLINUX64
  72 typedef long int Z;
  73 #else
  74 typedef int Z;
  75 #endif
  76
  77 //le type R des nombres "reels"
  78 //=========
  79 typedef double R;
  80
  81 //le type XPoint  des coordonnees d'un pixel dans une fenetre
  82 //==============
  83 //typedef struct { short int x,y } XPoint;  //en fait ce type est defini dans X11-Window
  84                                             // #include <X11/Xlib.h>
  85 //la classe R2
  86 //============
  87 class R2
  88 {
  89   friend std::ostream& operator << (std::ostream& f, const R2 & P)
  90   { f << P.x << ' ' << P.y ; return f; }
  91   friend std::istream& operator >> (std::istream& f, R2 & P)
  92   { f >> P.x >> P.y ; return f; }
  93
  94   friend std::ostream& operator << (std::ostream& f, const R2 * P)
  95   { f << P->x << ' ' << P->y ; return f; }
  96   friend std::istream& operator >> (std::istream& f, R2 * P)
  97   { f >> P->x >> P->y ; return f; }
  98
  99 public:
 100   R x,y;  //les donnees
 101
 102   R2 () :x(0),y(0) {}              //les constructeurs
 103   R2 (R a,R b)   :x(a),y(b)  {}
 104   R2 (R2 A,R2 B) :x(B.x-A.x),y(B.y-A.y)  {} //vecteur defini par 2 points
 105
 106   R2  operator+(R2 P) const {return R2(x+P.x,y+P.y);}     // Q+P possible
 107   R2  operator+=(R2 P)  {x += P.x;y += P.y; return *this;}// Q+=P;
 108   R2  operator-(R2 P) const {return R2(x-P.x,y-P.y);}     // Q-P
 109   R2  operator-=(R2 P) {x -= P.x;y -= P.y; return *this;} // Q-=P;
 110   R2  operator-()const  {return R2(-x,-y);}               // -Q
 111   R2  operator+()const  {return *this;}                   // +Q
 112   R   operator,(R2 P)const {return x*P.x+y*P.y;} // produit scalaire (Q,P)
 113   R   operator^(R2 P)const {return x*P.y-y*P.x;} // produit vectoriel Q^P
 114   R2  operator*(R c)const {return R2(x*c,y*c);}  // produit a droite  P*c
 115   R2  operator*=(R c)  {x *= c; y *= c; return *this;}
 116   R2  operator/(R c)const {return R2(x/c,y/c);}  // division par un reel
 117   R2  operator/=(R c)  {x /= c; y /= c; return *this;}
 118   R & operator[](int i) {return (&x)[i];}        // la coordonnee i
 119   R2  orthogonal() {return R2(-y,x);}    //le vecteur orthogonal dans R2
 120   friend R2 operator*(R c,R2 P) {return P*c;}    // produit a gauche c*P
 121 };
 122
 123
 124 //la classe R3
 125 //============
 126 class R3
 127 {
 128   friend std::ostream& operator << (std::ostream& f, const R3 & P)
 129   { f << P.x << ' ' << P.y << ' ' << P.z ; return f; }
 130   friend std::istream& operator >> (std::istream& f, R3 & P)
 131   { f >> P.x >> P.y >> P.z ; return f; }
 132
 133   friend std::ostream& operator << (std::ostream& f, const R3 * P)
 134   { f << P->x << ' ' << P->y << ' ' << P->z ; return f; }
 135   friend std::istream& operator >> (std::istream& f, R3 * P)
 136   { f >> P->x >> P->y >> P->z ; return f; }
 137
 138 public:
 139   R  x,y,z;  //les 3 coordonnees
 140
 141   R3 () :x(0),y(0),z(0) {}  //les constructeurs
 142   R3 (R a,R b,R c):x(a),y(b),z(c)  {}                  //Point ou Vecteur (a,b,c)
 143   R3 (R3 A,R3 B):x(B.x-A.x),y(B.y-A.y),z(B.z-A.z)  {}  //Vecteur AB
 144
 145   R3 (gp_Pnt P) : x(P.X()), y(P.Y()), z(P.Z()) {}      //Point     d'OpenCascade
 146   R3 (gp_Vec V) : x(V.X()), y(V.Y()), z(V.Z()) {}      //Vecteur   d'OpenCascade
 147   R3 (gp_Dir P) : x(P.X()), y(P.Y()), z(P.Z()) {}      //Direction d'OpenCascade
 148
 149   R3   operator+(R3 P)const  {return R3(x+P.x,y+P.y,z+P.z);}
 150   R3   operator+=(R3 P)  {x += P.x; y += P.y; z += P.z; return *this;}
 151   R3   operator-(R3 P)const  {return R3(x-P.x,y-P.y,z-P.z);}
 152   R3   operator-=(R3 P)  {x -= P.x; y -= P.y; z -= P.z; return *this;}
 153   R3   operator-()const  {return R3(-x,-y,-z);}
 154   R3   operator+()const  {return *this;}
 155   R    operator,(R3 P)const {return  x*P.x+y*P.y+z*P.z;} // produit scalaire
 156   R3   operator^(R3 P)const {return R3(y*P.z-z*P.y ,P.x*z-x*P.z, x*P.y-y*P.x);} // produit vectoriel
 157   R3   operator*(R c)const {return R3(x*c,y*c,z*c);}
 158   R3   operator*=(R c)  {x *= c; y *= c; z *= c; return *this;}
 159   R3   operator/(R c)const {return R3(x/c,y/c,z/c);}
 160   R3   operator/=(R c)  {x /= c; y /= c; z /= c; return *this;}
 161   R  & operator[](int i) {return (&x)[i];}
 162   friend R3 operator*(R c,R3 P) {return P*c;}
 163
 164   R3   operator=(gp_Pnt P) {return R3(P.X(),P.Y(),P.Z());}
 165   R3   operator=(gp_Dir P) {return R3(P.X(),P.Y(),P.Z());}
 166
 167   friend gp_Pnt gp_pnt(R3 xyz) { return gp_Pnt(xyz.x,xyz.y,xyz.z); }
 168   //friend gp_Pnt operator=() { return gp_Pnt(x,y,z); }
 169   friend gp_Dir gp_dir(R3 xyz) { return gp_Dir(xyz.x,xyz.y,xyz.z); }
 170
 171   bool  DansPave( R3 & xyzMin, R3 & xyzMax )
 172     { return xyzMin.x<=x && x<=xyzMax.x &&
 173              xyzMin.y<=y && y<=xyzMax.y &&
 174              xyzMin.z<=z && z<=xyzMax.z; }
 175 };
 176
 177 //la classe R4
 178 //============
 179 class R4: public R3
 180 {
 181   friend std::ostream& operator <<(std::ostream& f, const R4 & P )
 182   { f << P.x << ' ' << P.y << ' ' << P.z << ' ' << P.omega; return f; }
 183   friend std::istream& operator >>(std::istream& f,  R4 & P)
 184   { f >> P.x >>  P.y >>  P.z >> P.omega ; return f; }
 185
 186   friend std::ostream& operator <<(std::ostream& f, const R4 * P )
 187   { f << P->x << ' ' << P->y << ' ' << P->z << ' ' << P->omega; return f; }
 188   friend std::istream& operator >>(std::istream& f,  R4 * P)
 189   { f >> P->x >>  P->y >>  P->z >> P->omega ; return f; }
 190
 191 public:
 192   R  omega;  //la donnee du poids supplementaire
 193
 194   R4 () :omega(1.0) {}  //les constructeurs
 195   R4 (R a,R b,R c,R d):R3(a,b,c),omega(d) {}
 196   R4 (R4 A,R4 B) :R3(B.x-A.x,B.y-A.y,B.z-A.z),omega(B.omega-A.omega) {}
 197
 198   R4   operator+(R4 P)const  {return R4(x+P.x,y+P.y,z+P.z,omega+P.omega);}
 199   R4   operator+=(R4 P)  {x += P.x;y += P.y;z += P.z;omega += P.omega;return *this;}
 200   R4   operator-(R4 P)const  {return R4(x-P.x,y-P.y,z-P.z,omega-P.omega);}
 201   R4   operator-=(R4 P) {x -= P.x;y -= P.y;z -= P.z;omega -= P.omega;return *this;}
 202   R4   operator-()const  {return R4(-x,-y,-z,-omega);}
 203   R4   operator+()const  {return *this;}
 204   R    operator,(R4 P)const {return  x*P.x+y*P.y+z*P.z+omega*P.omega;} // produit scalaire
 205   R4   operator*(R c)const {return R4(x*c,y*c,z*c,omega*c);}
 206   R4   operator*=(R c)  {x *= c; y *= c; z *= c; omega *= c; return *this;}
 207   R4   operator/(R c)const {return R4(x/c,y/c,z/c,omega/c);}
 208   R4   operator/=(R c)  {x /= c; y /= c; z /= c; omega /= c; return *this;}
 209   R  & operator[](int i) {return (&x)[i];}
 210   friend R4 operator*(R c,R4 P) {return P*c;}
 211 };
 212
 213 //quelques fonctions supplementaires sur ces classes
 214 //==================================================
 215 inline R Aire2d(const R2 A,const R2 B,const R2 C){return (B-A)^(C-A);}
 216 inline R Angle2d(R2 P){ return atan2(P.y,P.x);}
 217
 218 inline R Norme2_2(const R2 & A){ return (A,A);}
 219 inline R Norme2(const R2 & A){ return sqrt((A,A));}
 220 inline R NormeInfinie(const R2 & A){return Max(Abs(A.x),Abs(A.y));}
 221
 222 inline R Norme2_2(const R3 & A){ return (A,A);}
 223 inline R Norme2(const R3 & A){ return sqrt((A,A));}
 224 inline R NormeInfinie(const R3 & A){return Max(Abs(A.x),Abs(A.y),Abs(A.z));}
 225
 226 inline R Norme2_2(const R4 & A){ return (A,A);}
 227 inline R Norme2(const R4 & A){ return sqrt((A,A));}
 228 inline R NormeInfinie(const R4 & A){return Max(Abs(A.x),Abs(A.y),Abs(A.z),Abs(A.omega));}
 229
 230 inline R2 XY(R3 P) {return R2(P.x, P.y);}  //restriction a R2 d'un R3 par perte de z
 231 inline R3 Min(R3 P, R3 Q)
 232 {return R3(P.x<Q.x ? P.x : Q.x, P.y<Q.y ? P.y : Q.y, P.z<Q.z ? P.z : Q.z);} //Pt de xyz Min
 233 inline R3 Max(R3 P, R3 Q)
 234 {return R3(P.x>Q.x ? P.x : Q.x, P.y>Q.y ? P.y : Q.y, P.z>Q.z ? P.z : Q.z);} //Pt de xyz Max
 235
 236 #endif