src/StdMeshers/StdMeshers_Distribution.cxx

   1 //  SMESH StdMeshers : implementaion of point distribution algorithm
   2 //
   3 //  Copyright (C) 2003  OPEN CASCADE, EADS/CCR, LIP6, CEA/DEN,
   4 //  CEDRAT, EDF R&D, LEG, PRINCIPIA R&D, BUREAU VERITAS
   5 //
   6 //  This library is free software; you can redistribute it and/or
   7 //  modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   8 //  License as published by the Free Software Foundation; either
   9 //  version 2.1 of the License.
  10 //
  11 //  This library is distributed in the hope that it will be useful,
  12 //  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13 //  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  14 //  Lesser General Public License for more details.
  15 //
  16 //  You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  17 //  License along with this library; if not, write to the Free Software
  18 //  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
  19 //
  20 // See http://www.salome-platform.org/ or email : webmaster.salome@opencascade.com
  21 //
  22 //
  23 //
  24 //  File   : StdMeshers_Distribution.cxx
  25 //  Author : Alexandre SOLOVYOV
  26 //  Module : SMESH
  27 //  $Header$
  28
  29 #include "StdMeshers_Distribution.hxx"
  30
  31 #include <math_GaussSingleIntegration.hxx>
  32 #include <utilities.h>
  33
  34 #if (OCC_VERSION_MAJOR << 16 | OCC_VERSION_MINOR << 8 | OCC_VERSION_MAINTENANCE) > 0x060100
  35 #define NO_CAS_CATCH
  36 #endif
  37
  38 #include <Standard_Failure.hxx>
  39
  40 #ifdef NO_CAS_CATCH
  41 #include <Standard_ErrorHandler.hxx>
  42 #else
  43 #include "CASCatch.hxx"
  44 #endif
  45
  46 Function::Function( const int conv )
  47 : myConv( conv )
  48 {
  49 }
  50
  51 Function::~Function()
  52 {
  53 }
  54
  55 bool Function::value( const double, double& f ) const
  56 {
  57   bool ok = true;
  58   if (myConv == 0) {
  59 #ifdef NO_CAS_CATCH
  60     try {
  61       OCC_CATCH_SIGNALS;
  62 #else
  63     CASCatch_TRY {
  64 #endif
  65       f = pow( 10, f );
  66 #ifdef NO_CAS_CATCH
  67     } catch(Standard_Failure) {
  68 #else
  69     } CASCatch_CATCH(Standard_Failure) {
  70 #endif
  71       Handle(Standard_Failure) aFail = Standard_Failure::Caught();
  72       f = 0.0;
  73       ok = false;
  74     }
  75   }
  76   else if( myConv==1 && f<0.0 )
  77     f = 0.0;
  78
  79   return ok;
  80 }
  81
  82 FunctionIntegral::FunctionIntegral( const Function* f, const double st )
  83 : Function( -1 ),
  84   myFunc( const_cast<Function*>( f ) ),
  85   myStart( st )
  86 {
  87 }
  88
  89 FunctionIntegral::~FunctionIntegral()
  90 {
  91 }
  92
  93 bool FunctionIntegral::value( const double t, double& f ) const
  94 {
  95   f = myFunc ? myFunc->integral( myStart, t ) : 0;
  96   return myFunc!=0 && Function::value( t, f );
  97 }
  98
  99 double FunctionIntegral::integral( const double, const double ) const
 100 {
 101   return 0;
 102 }
 103
 104 FunctionTable::FunctionTable( const std::vector<double>& data, const int conv )
 105 : Function( conv )
 106 {
 107   myData = data;
 108 }
 109
 110 FunctionTable::~FunctionTable()
 111 {
 112 }
 113
 114 bool FunctionTable::value( const double t, double& f ) const
 115 {
 116   int i1, i2;
 117   if( !findBounds( t, i1, i2 ) )
 118     return false;
 119
 120   if( i1==i2 ) {
 121     f = myData[ 2*i1+1 ];
 122     return true;
 123   }
 124
 125   double
 126     x1 = myData[2*i1], y1 = myData[2*i1+1],
 127     x2 = myData[2*i2], y2 = myData[2*i2+1];
 128
 129   Function::value( x1, y1 );
 130   Function::value( x2, y2 );
 131
 132   f = y1 + ( y2-y1 ) * ( t-x1 ) / ( x2-x1 );
 133   return true;
 134 }
 135
 136 double FunctionTable::integral( const int i ) const
 137 {
 138   if( i>=0 && i<myData.size()-1 )
 139     return integral( i, myData[2*(i+1)]-myData[2*i] );
 140   else
 141     return 0;
 142 }
 143
 144 double FunctionTable::integral( const int i, const double d ) const
 145 {
 146   double f1,f2, res = 0.0;
 147   if( value( myData[2*i]+d, f1 ) )
 148     if(!value(myData[2*i], f2))
 149       f2 = myData[2*i+1];
 150   res = (f2+f1) * d / 2.0;
 151   return res;
 152 }
 153
 154 double FunctionTable::integral( const double a, const double b ) const
 155 {
 156   int x1s, x1f, x2s, x2f;
 157   findBounds( a, x1s, x1f );
 158   findBounds( b, x2s, x2f );
 159   double J = 0;
 160   for( int i=x1s; i<x2s; i++ )
 161     J+=integral( i );
 162   J-=integral( x1s, a-myData[2*x1s] );
 163   J+=integral( x2s, b-myData[2*x2s] );
 164   return J;
 165 }
 166
 167 bool FunctionTable::findBounds( const double x, int& x_ind_1, int& x_ind_2 ) const
 168 {
 169   int n = myData.size() / 2;
 170   if( n==0 || x<myData[0] )
 171   {
 172     x_ind_1 = x_ind_2 = 0;
 173     return false;
 174   }
 175
 176   for( int i=0; i<n-1; i++ )
 177     if( myData[2*i]<=x && x<myData[2*(i+1)] )
 178     {
 179       x_ind_1 = i;
 180       x_ind_2 = i+1;
 181       return true;
 182     }
 183   x_ind_1 = n-1;
 184   x_ind_2 = n-1;
 185   return ( fabs( x - myData[2*x_ind_2] ) < 1.e-10 );
 186 }
 187
 188 FunctionExpr::FunctionExpr( const char* str, const int conv )
 189 : Function( conv ),
 190   myVars( 1, 1 ),
 191   myValues( 1, 1 )
 192 {
 193   bool ok = true;
 194 #ifdef NO_CAS_CATCH
 195   try {
 196     OCC_CATCH_SIGNALS;
 197 #else
 198   CASCatch_TRY {
 199 #endif
 200     myExpr = ExprIntrp_GenExp::Create();
 201     myExpr->Process( ( Standard_CString )str );
 202 #ifdef NO_CAS_CATCH
 203   } catch(Standard_Failure) {
 204 #else
 205   } CASCatch_CATCH(Standard_Failure) {
 206 #endif
 207     Handle(Standard_Failure) aFail = Standard_Failure::Caught();
 208     ok = false;
 209   }
 210
 211   if( !ok || !myExpr->IsDone() )
 212     myExpr.Nullify();
 213
 214   myVars.ChangeValue( 1 ) = new Expr_NamedUnknown( "t" );
 215 }
 216
 217 FunctionExpr::~FunctionExpr()
 218 {
 219 }
 220
 221 Standard_Boolean FunctionExpr::Value( Standard_Real T, Standard_Real& F )
 222 {
 223   double f;
 224   Standard_Boolean res = value( T, f );
 225   F = f;
 226   return res;
 227 }
 228
 229 bool FunctionExpr::value( const double t, double& f ) const
 230 {
 231   if( myExpr.IsNull() )
 232     return false;
 233
 234   ( ( TColStd_Array1OfReal& )myValues ).ChangeValue( 1 ) = t;
 235   bool ok = true;
 236 #ifdef NO_CAS_CATCH
 237   try {
 238     OCC_CATCH_SIGNALS;
 239 #else
 240   CASCatch_TRY {
 241 #endif
 242     f = myExpr->Expression()->Evaluate( myVars, myValues );
 243 #ifdef NO_CAS_CATCH
 244   } catch(Standard_Failure) {
 245 #else
 246   } CASCatch_CATCH(Standard_Failure) {
 247 #endif
 248     Handle(Standard_Failure) aFail = Standard_Failure::Caught();
 249     f = 0.0;
 250     ok = false;
 251   }
 252
 253   ok = Function::value( t, f ) && ok;
 254   return ok;
 255 }
 256
 257 double FunctionExpr::integral( const double a, const double b ) const
 258 {
 259   double res = 0.0;
 260 #ifdef NO_CAS_CATCH
 261   try {
 262     OCC_CATCH_SIGNALS;
 263 #else
 264   CASCatch_TRY {
 265 #endif
 266     math_GaussSingleIntegration _int
 267       ( *static_cast<math_Function*>( const_cast<FunctionExpr*> (this) ), a, b, 20 );
 268     if( _int.IsDone() )
 269       res = _int.Value();
 270 #ifdef NO_CAS_CATCH
 271   } catch(Standard_Failure) {
 272 #else
 273   } CASCatch_CATCH(Standard_Failure) {
 274 #endif
 275     res = 0.0;
 276     MESSAGE( "Exception in integral calculating" );
 277   }
 278   return res;
 279 }
 280
 281 double dihotomySolve( Function& f, const double val, const double _start, const double _fin, const double eps, bool& ok )
 282 {
 283   double start = _start, fin = _fin, start_val, fin_val; bool ok1, ok2;
 284   ok1 = f.value( start, start_val );
 285   ok2 = f.value( fin, fin_val );
 286
 287   if( !ok1 || !ok2 )
 288   {
 289     ok = false;
 290     return 0.0;
 291   }
 292
 293   bool start_pos = start_val>=val, fin_pos = fin_val>=val;
 294   ok = true;
 295
 296   while( fin-start>eps )
 297   {
 298     double mid = ( start+fin )/2.0, mid_val;
 299     ok = f.value( mid, mid_val );
 300     if( !ok )
 301       return 0.0;
 302
 303     //char buf[1024];
 304     //sprintf( buf, "start=%f\nfin=%f\nmid_val=%f\n", float( start ), float( fin ), float( mid_val ) );
 305     //MESSAGE( buf );
 306
 307     bool mid_pos = mid_val>=val;
 308     if( start_pos!=mid_pos )
 309     {
 310       fin_pos = mid_pos;
 311       fin = mid;
 312     }
 313     else if( fin_pos!=mid_pos )
 314     {
 315       start_pos = mid_pos;
 316       start = mid;
 317     }
 318     else
 319     {
 320       ok = false;
 321       break;
 322     }
 323   }
 324   return (start+fin)/2.0;
 325 }
 326
 327 bool buildDistribution( const TCollection_AsciiString& f, const int conv, const double start, const double end,
 328                         const int nbSeg, vector<double>& data, const double eps )
 329 {
 330   FunctionExpr F( f.ToCString(), conv );
 331   return buildDistribution( F, start, end, nbSeg, data, eps );
 332 }
 333
 334 bool buildDistribution( const std::vector<double>& f, const int conv, const double start, const double end,
 335                         const int nbSeg, vector<double>& data, const double eps )
 336 {
 337   FunctionTable F( f, conv );
 338   return buildDistribution( F, start, end, nbSeg, data, eps );
 339 }
 340
 341 bool buildDistribution( const Function& func, const double start, const double end, const int nbSeg,
 342                         vector<double>& data, const double eps )
 343 {
 344   if( nbSeg<=0 )
 345     return false;
 346
 347   data.resize( nbSeg+1 );
 348   data[0] = start;
 349   double J = func.integral( start, end ) / nbSeg;
 350   if( J<1E-10 )
 351     return false;
 352
 353   bool ok;
 354   //MESSAGE( "distribution:" );
 355   //char buf[1024];
 356   for( int i=1; i<nbSeg; i++ )
 357   {
 358     FunctionIntegral f_int( &func, data[i-1] );
 359     data[i] = dihotomySolve( f_int, J, data[i-1], end, eps, ok );
 360     //sprintf( buf, "%f\n", float( data[i] ) );
 361     //MESSAGE( buf );
 362     if( !ok )
 363       return false;
 364   }
 365
 366   data[nbSeg] = end;
 367   return true;
 368 }