src/SketchSolver/SketchSolver_ConstraintManager.h

   1 // File:    SketchSolver_ConstraintManager.h
   2 // Created: 08 May 2014
   3 // Author:  Artem ZHIDKOV
   4
   5 #ifndef SketchSolver_ConstraintManager_Headerfile
   6 #define SketchSolver_ConstraintManager_Headerfile
   7
   8 #include "SketchSolver.h"
   9 #include <SketchSolver_Solver.h>
  10
  11 #include <Events_Listener.h>
  12 #include <SketchPlugin_Constraint.h>
  13
  14 #include <string.h>
  15 #include <slvs.h>
  16
  17 #include <list>
  18 #include <map>
  19 #include <vector>
  20
  21
  22 // Unknown constraint (for error reporting)
  23 #define SLVS_C_UNKNOWN 0
  24 // Unknown entity
  25 #define SLVS_E_UNKNOWN 0
  26
  27 /** \class   SketchSolver_ConstraintManager
  28  *  \ingroup DataModel
  29  *  \brief   Listens the changes of SketchPlugin features and transforms the Constraint
  30  *           feature into the format understandable by SolveSpace library.
  31  *
  32  *  Constraints created for SolveSpace library are divided into the groups.
  33  *  The division order based on connectedness of the features by the constraints.
  34  *  The groups may be fused or separated according to the new constraints.
  35  *
  36  *  \remark This is a singleton.
  37  */
  38 class SketchSolver_ConstraintManager : public Events_Listener
  39 {
  40 public:
  41   /** \brief Main method to create constraint manager
  42    *  \return pointer to the singleton
  43    */
  44   static SketchSolver_ConstraintManager* Instance();
  45
  46   /** \brief Implementation of Event Listener method
  47    *  \param[in] theMessage the data of the event
  48    */
  49   virtual void processEvent(const Events_Message* theMessage);
  50
  51 protected:
  52   SketchSolver_ConstraintManager();
  53   ~SketchSolver_ConstraintManager();
  54
  55   /** \brief Adds or updates a constraint in the suitable group
  56    *  \param[in] theConstraint constraint to be changed
  57    *  \return \c true if the constraint changed successfully
  58    */
  59   bool changeConstraint(boost::shared_ptr<SketchPlugin_Constraint> theConstraint);
  60
  61   /** \brief Removes a constraint from the manager
  62    *  \param[in] theConstraint constraint to be removed
  63    *  \return \c true if the constraint removed successfully
  64    */
  65   bool removeConstraint(boost::shared_ptr<SketchPlugin_Constraint> theConstraint);
  66
  67   /** \brief Adds or updates a workplane in the manager
  68    *  \param[in] theSketch the feature to create or update workplane
  69    *  \return \c true if the workplane cahnged successfully
  70    */
  71   bool changeWorkplane(boost::shared_ptr<SketchPlugin_Sketch> theSketch);
  72
  73   /** \brief Removes a workplane from the manager.
  74    *         All groups based on such workplane will be removed too.
  75    *  \param[in] theSketch the feature to be removed
  76    *  \return \c true if the workplane removed successfully
  77    */
  78   bool removeWorkplane(boost::shared_ptr<SketchPlugin_Sketch> theSketch);
  79
  80   /** \brief Updates entity which is neither workplane nor constraint
  81    *  \param[in] theFeature entity to be updated
  82    */
  83   void updateEntity(boost::shared_ptr<SketchPlugin_Feature> theFeature);
  84
  85   /** \brief Goes through the list of groups and solve the constraints
  86    */
  87   void resolveConstraints();
  88
  89 private:
  90   class SketchSolver_ConstraintGroup;
  91
  92   /** \brief Searches list of groups which interact with specified constraint
  93    *  \param[in]  theConstraint constraint to be found
  94    *  \param[out] theGroups     list of group indexes interacted with constraint
  95    */
  96   void findGroups(boost::shared_ptr<SketchPlugin_Constraint> theConstraint,
  97                   std::vector<Slvs_hGroup>&                  theGroupIDs) const;
  98
  99   /** \brief Searches in the list of groups the workplane which constains specified constraint
 100    *  \param[in] theConstraint constraint to be found
 101    *  \return workplane contains the constraint
 102    */
 103   boost::shared_ptr<SketchPlugin_Sketch> findWorkplaneForConstraint(
 104                   boost::shared_ptr<SketchPlugin_Constraint> theConstraint) const;
 105
 106 private:
 107   static SketchSolver_ConstraintManager*    _self;    ///< Self pointer to implement singleton functionality
 108   std::vector<SketchSolver_ConstraintGroup*> myGroups; ///< Groups of constraints
 109 };
 110
 111
 112 /** \class   SketchSolver_ConstraintGroup
 113  *  \ingroup DataModel
 114  *  \brief   Keeps the group of constraints which based on the same entities
 115  */
 116 class SketchSolver_ConstraintManager::SketchSolver_ConstraintGroup
 117 {
 118 public:
 119   /** \brief New group based on specified workplane
 120    */
 121   SketchSolver_ConstraintGroup(boost::shared_ptr<SketchPlugin_Sketch> theWorkplane);
 122
 123   ~SketchSolver_ConstraintGroup();
 124
 125   /// \brief Returns group's unique identifier
 126   const Slvs_hGroup& getId() const
 127   {return myID;}
 128
 129   /** \brief Adds or updates a constraint in the group
 130    *  \param[in] theConstraint constraint to be changed
 131    *  \return \c true if the constraint added or updated successfully
 132    */
 133   bool changeConstraint(boost::shared_ptr<SketchPlugin_Constraint> theConstraint);
 134
 135   /** \brief Verifies the constraint uses the objects from this group
 136    *  \param[in] theConstraint constraint for verification of interaction
 137    *  \return \c true if the constrained objects are used in current group
 138    */
 139   bool isInteract(boost::shared_ptr<SketchPlugin_Constraint> theConstraint) const;
 140
 141   /** \brief Verifies the specified workplane is the same as a base workplane for this group
 142    *  \param[in] theWorkplane workplane to be compared
 143    *  \return \c true if workplanes are the same
 144    */
 145   bool isBaseWorkplane(boost::shared_ptr<SketchPlugin_Sketch> theWorkplane) const;
 146
 147   boost::shared_ptr<SketchPlugin_Sketch> getWorkplane() const
 148   { return mySketch; }
 149
 150   /** \brief Update parameters of workplane. Should be called when Update event is coming.
 151    *  \return \c true if workplane updated successfully, \c false if workplane parameters are not consistent
 152    */
 153   bool updateWorkplane();
 154
 155   /** \brief If the entity is in this group it will updated
 156    *  \param[in] theEntity attribute, which values should update SolveSpace entity
 157    */
 158   void updateEntityIfPossible(boost::shared_ptr<ModelAPI_Attribute> theEntity);
 159
 160   /** \brief Searches invalid features and constraints in the group and avoids them
 161    *  \return \c true if the group's sketch is invalid and the group should be removed
 162    */
 163   bool updateGroup();
 164
 165   /** \brief Start solution procedure if necessary and update attributes of features
 166    */
 167   void resolveConstraints();
 168
 169 protected:
 170   /** \brief Adds or updates an entity in the group
 171    *
 172    *  The parameters of entity will be parsed and added to the list of SolveSpace parameters.
 173    *  Parameters of certain entity will be placed sequentially in the list.
 174    *
 175    *  \param[in] theEntity the object of constraint
 176    *  \return identifier of changed entity or 0 if entity could not be changed
 177    */
 178   Slvs_hEntity changeEntity(boost::shared_ptr<ModelAPI_Attribute> theEntity);
 179
 180   /** \brief Adds or updates a normal in the group
 181    *
 182    *  Normal is a special entity in SolveSpace, which defines a direction in 3D and
 183    *  a rotation about this direction. So, SolveSpace represents normals as unit quaternions.
 184    *
 185    *  To define a normal there should be specified two coordinate axis
 186    *  on the plane transversed to created normal.
 187    *
 188    *  \param[in] theDirX first coordinate axis of the plane
 189    *  \param[in] theDirY second coordinate axis of the plane
 190    *  \param[in] theNorm attribute for the normal (used to identify newly created entity)
 191    *  \return identifier of created or updated normal
 192    */
 193   Slvs_hEntity changeNormal(boost::shared_ptr<ModelAPI_Attribute> theDirX,
 194                             boost::shared_ptr<ModelAPI_Attribute> theDirY,
 195                             boost::shared_ptr<ModelAPI_Attribute> theNorm);
 196
 197   /** \brief Adds or updates a parameter in the group
 198    *  \param[in] theParam   the value of parameter
 199    *  \param[in] thePrmIter the cell in the list of parameters which should be changed
 200    *                        (the iterator will be increased if it does not reach the end of the list)
 201    *  \return identifier of changed parameter; when the parameter cannot be created, returned ID is 0
 202    */
 203   Slvs_hParam changeParameter(const double& theParam,
 204                               std::vector<Slvs_Param>::const_iterator& thePrmIter);
 205
 206   /** \brief Compute constraint type according to SolveSpace identifiers
 207    *         and verify that constraint parameters are correct
 208    *  \param[in] theConstraint constraint which type should be determined
 209    *  \return identifier of constraint type or SLVS_C_UNKNOWN if the type is wrong
 210    */
 211   int getConstraintType(const boost::shared_ptr<SketchPlugin_Constraint>& theConstraint) const;
 212
 213   /** \brief Change values of attribute by parameters received from SolveSpace solver
 214    *  \param[in,out] theAttribute pointer to the attribute to be changed
 215    *  \param[in]     theEntityID  identifier of SolveSpace entity, which contains updated data
 216    */
 217   void updateAttribute(boost::shared_ptr<ModelAPI_Attribute> theAttribute, const Slvs_hEntity& theEntityID);
 218
 219   /** \brief Adds a constraint for a point which should not be changed during computations
 220    *  \param[in] theEntity the base for the constraint
 221    */
 222   void addTemporaryConstraintWhereDragged(boost::shared_ptr<ModelAPI_Attribute> theEntity);
 223
 224   /** \brief Remove all temporary constraint after computation finished
 225    */
 226   void removeTemporaryConstraints();
 227
 228 private:
 229   /** \brief Creates a workplane from the sketch parameters
 230    *  \param[in] theSketch parameters of workplane are the attributes of this sketch
 231    *  \return \c true if success, \c false if workplane parameters are not consistent
 232    */
 233   bool addWorkplane(boost::shared_ptr<SketchPlugin_Sketch> theSketch);
 234
 235 private:
 236   // SolveSpace entities
 237   Slvs_hGroup                  myID;            ///< the index of the group
 238   Slvs_Entity                  myWorkplane;     ///< Workplane for the current group
 239   std::vector<Slvs_Param>      myParams;        ///< List of parameters of the constraints
 240   Slvs_hParam                  myParamMaxID;    ///< Actual maximal ID of parameters (not equal to myParams size)
 241   std::vector<Slvs_Entity>     myEntities;      ///< List of entities of the constaints
 242   Slvs_hEntity                 myEntityMaxID;   ///< Actual maximal ID of entities (not equal to myEntities size)
 243   std::vector<Slvs_Constraint> myConstraints;   ///< List of constraints in SolveSpace format
 244   Slvs_hConstraint             myConstrMaxID;   ///< Actual maximal ID of constraints (not equal to myConstraints size)
 245   bool                         myNeedToSolve;   ///< Indicator that something changed in the group and constraint system need to be rebuilt
 246
 247   SketchSolver_Solver          myConstrSolver;  ///< Solver for set of equations obtained by constraints
 248
 249   // SketchPlugin entities
 250   boost::shared_ptr<SketchPlugin_Sketch> mySketch; ///< Equivalent to workplane
 251   std::map<boost::shared_ptr<SketchPlugin_Constraint>, Slvs_hConstraint>
 252                                 myConstraintMap;   ///< The map between SketchPlugin and SolveSpace constraints
 253   std::list<Slvs_hConstraint> myTempConstraints;   ///< The list of identifiers of temporary constraints
 254   std::map<boost::shared_ptr<ModelAPI_Attribute>, Slvs_hEntity>
 255                                 myEntityMap;       ///< The map between parameters of constraints and their equivalent SolveSpace entities
 256 };
 257
 258 #endif