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[tools/medcoupling.git] / src / INTERP_KERNEL / SplitterTetra.txx
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@@ -1,9 +1,9 @@
-// Copyright (C) 2007-2013  CEA/DEN, EDF R&D
+// Copyright (C) 2007-2019  CEA/DEN, EDF R&D
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@@ -84,6 +84,32 @@ namespace INTERP_KERNEL
     // create the affine transform
     _t=new TetraAffineTransform(_coords);
   }
+
+  /**
+   * SplitterTetra class computes for a list of cell ids of a given mesh \a srcMesh (badly named) the intersection with a 
+   * single TETRA4 cell given by \a tetraCorners (of length 4) and \a nodesId (of length 4 too). \a nodedIds is given only to establish
+   * if a partial computation of a triangle has already been performed (to increase performance).
+   *
+   * The \a srcMesh can contain polyhedron cells.
+   * 
+   * 
+   * Constructor creating object from the four corners of the tetrahedron.
+   *
+   * \param [in] srcMesh       mesh containing the source elements
+   * \param [in] tetraCorners  array 4*3 doubles containing corners of input tetrahedron (P0X,P0Y,P0Y,P1X,P1Y,P1Z,P2X,P2Y,P2Z,P3X,P3Y,P3Z).
+   */
+  template<class MyMeshType>
+  SplitterTetra<MyMeshType>::SplitterTetra(const MyMeshType& srcMesh, const double tetraCorners[12], const ConnType *conn): _t(0),_src_mesh(srcMesh)
+  {
+    if(!conn)
+      { _conn[0]=0; _conn[1]=1; _conn[2]=2; _conn[3]=3; }
+    else
+      { _conn[0]=conn[0]; _conn[1]=conn[1]; _conn[2]=conn[2]; _conn[3]=conn[3]; }
+    _coords[0]=tetraCorners[0]; _coords[1]=tetraCorners[1]; _coords[2]=tetraCorners[2]; _coords[3]=tetraCorners[3]; _coords[4]=tetraCorners[4]; _coords[5]=tetraCorners[5];
+    _coords[6]=tetraCorners[6]; _coords[7]=tetraCorners[7]; _coords[8]=tetraCorners[8]; _coords[9]=tetraCorners[9]; _coords[10]=tetraCorners[10]; _coords[11]=tetraCorners[11];
+    // create the affine transform
+    _t=new TetraAffineTransform(_coords);
+  }
   
   /**
    * Destructor
@@ -95,7 +121,7 @@ namespace INTERP_KERNEL
   SplitterTetra<MyMeshType>::~SplitterTetra()
   {
     delete _t;
-    for(HashMap< int, double* >::iterator iter = _nodes.begin(); iter != _nodes.end() ; ++iter)
+    for(typename HashMap< ConnType, double* >::iterator iter = _nodes.begin(); iter != _nodes.end() ; ++iter)
       delete[] iter->second;
   }
 
@@ -165,17 +191,17 @@ namespace INTERP_KERNEL
     // get type of cell
     NormalizedCellType normCellType=_src_mesh.getTypeOfElement(OTT<ConnType,numPol>::indFC(element));
     const CellModel& cellModelCell=CellModel::GetCellModel(normCellType);
-    unsigned nbOfNodes4Type=cellModelCell.isDynamic() ? _src_mesh.getNumberOfNodesOfElement(OTT<ConnType,numPol>::indFC(element)) : cellModelCell.getNumberOfNodes();
+    ConnType nbOfNodes4Type=cellModelCell.isDynamic() ? _src_mesh.getNumberOfNodesOfElement(OTT<ConnType,numPol>::indFC(element)) : cellModelCell.getNumberOfNodes();
     // halfspace filtering
     bool isOutside[8] = {true, true, true, true, true, true, true, true};
     bool isTargetOutside = false;
 
     // calculate the coordinates of the nodes
-    int *cellNodes=new int[nbOfNodes4Type];
-    for(int i = 0;i<(int)nbOfNodes4Type;++i)
+    ConnType *cellNodes=new ConnType[nbOfNodes4Type];
+    for(ConnType i = 0;i<nbOfNodes4Type;++i)
       {
         // we could store mapping local -> global numbers too, but not sure it is worth it
-        const int globalNodeNum = getGlobalNumberOfNode(i, OTT<ConnType,numPol>::indFC(element), _src_mesh);
+        const ConnType globalNodeNum = getGlobalNumberOfNode(i, OTT<ConnType,numPol>::indFC(element), _src_mesh);
         cellNodes[i]=globalNodeNum;
         if(_nodes.find(globalNodeNum) == _nodes.end()) 
           {
@@ -184,8 +210,7 @@ namespace INTERP_KERNEL
             //std::cout << std::endl << "*** " << globalNodeNum << std::endl;
             calculateNode(globalNodeNum);
           }
-
-        checkIsOutside(_nodes[globalNodeNum], isOutside);       
+        CheckIsOutside(_nodes[globalNodeNum], isOutside);       
       }
 
     // halfspace filtering check
@@ -207,19 +232,19 @@ namespace INTERP_KERNEL
 
         // get nb of sons of a cell
         const ConnType* rawCellConn = _src_mesh.getConnectivityPtr() + OTT<ConnType,numPol>::conn2C( _src_mesh.getConnectivityIndexPtr()[ element ]);
-        const int rawNbCellNodes = _src_mesh.getConnectivityIndexPtr()[ element+1 ] - _src_mesh.getConnectivityIndexPtr()[ element ];
+        const ConnType rawNbCellNodes = _src_mesh.getConnectivityIndexPtr()[ element+1 ] - _src_mesh.getConnectivityIndexPtr()[ element ];
         unsigned nbOfSons = cellModelCell.getNumberOfSons2(rawCellConn, rawNbCellNodes);
 
         for(unsigned ii = 0 ; ii < nbOfSons; ++ii)
           {
             // get sons connectivity
             NormalizedCellType faceType;
-            int *faceNodes, nbFaceNodes=-1;
+            ConnType *faceNodes, nbFaceNodes=-1;
             if ( cellModelCell.isDynamic() )
               {
-                faceNodes=new int[nbOfNodes4Type];
+                faceNodes=new ConnType[nbOfNodes4Type];
                 nbFaceNodes = cellModelCell.fillSonCellNodalConnectivity2(ii,rawCellConn,rawNbCellNodes,faceNodes,faceType);
-                for ( int i = 0; i < nbFaceNodes; ++i )
+                for ( ConnType i = 0; i < nbFaceNodes; ++i )
                   faceNodes[i] = OTT<ConnType,numPol>::coo2C(faceNodes[i]);
               }
             else
@@ -227,7 +252,8 @@ namespace INTERP_KERNEL
                 faceType = cellModelCell.getSonType(ii);
                 const CellModel& faceModel=CellModel::GetCellModel(faceType);
                 assert(faceModel.getDimension() == 2);
-                faceNodes=new int[faceModel.getNumberOfNodes()];      
+                nbFaceNodes = cellModelCell.getNumberOfNodesConstituentTheSon(ii);
+                faceNodes = new ConnType[nbFaceNodes];
                 cellModelCell.fillSonCellNodalConnectivity(ii,cellNodes,faceNodes);
               }
             // intersect a son with the unit tetra
@@ -300,8 +326,8 @@ namespace INTERP_KERNEL
 
               case NORM_POLYGON:
                 {
-                  int nbTria = nbFaceNodes - 2; // split polygon into nbTria triangles
-                  for ( int iTri = 0; iTri < nbTria; ++iTri )
+                  ConnType nbTria = nbFaceNodes - 2; // split polygon into nbTria triangles
+                  for ( ConnType iTri = 0; iTri < nbTria; ++iTri )
                     {
                       TriangleFaceKey key = TriangleFaceKey(faceNodes[0], faceNodes[1+iTri], faceNodes[2+iTri]);
                       if(_volumes.find(key) == _volumes.end())
@@ -368,7 +394,6 @@ namespace INTERP_KERNEL
   {
     typedef typename MyMeshType::MyConnType ConnType;
     typedef double Vect2[2];
-    typedef double Vect3[3];
     typedef double Triangle2[3][2];
 
     const double *const tri0[3] = {p1, p2, p3};
@@ -557,7 +582,6 @@ namespace INTERP_KERNEL
    * @param polyNodesNbr number of the nodes of the polygon source face
    * @param polyNodes numbers of the nodes of the polygon source face
    * @param polyCoords coordinates of the nodes of the polygon source face
-   * @param polyCoords coordinates of the nodes of the polygon source face
    * @param dimCaracteristic characteristic size of the meshes containing the triangles
    * @param precision precision for double float data used for comparison
    * @param listOfTetraFacesTreated list of tetra faces treated
@@ -565,16 +589,14 @@ namespace INTERP_KERNEL
    */
   template<class MyMeshType>
   double SplitterTetra<MyMeshType>::intersectSourceFace(const NormalizedCellType polyType,
-                                                        const int polyNodesNbr,
-                                                        const int *const polyNodes,
+                                                        const ConnType polyNodesNbr,
+                                                        const ConnType *const polyNodes,
                                                         const double *const *const polyCoords,
                                                         const double dimCaracteristic,
                                                         const double precision,
                                                         std::multiset<TriangleFaceKey>& listOfTetraFacesTreated,
                                                         std::set<TriangleFaceKey>& listOfTetraFacesColinear)
   {
-    typedef typename MyMeshType::MyConnType ConnType;
-
     double totalSurface = 0.0;
 
     // check if we have planar tetra element
@@ -592,16 +614,16 @@ namespace INTERP_KERNEL
     bool isTargetOutside = false;
 
     // calculate the coordinates of the nodes
-    for(int i = 0;i<(int)polyNodesNbr;++i)
+    for(ConnType i = 0;i<polyNodesNbr;++i)
       {
-        const int globalNodeNum = polyNodes[i];
+        const ConnType globalNodeNum = polyNodes[i];
         if(_nodes.find(globalNodeNum) == _nodes.end())
           {
             calculateNode2(globalNodeNum, polyCoords[i]);
           }
 
-        checkIsStrictlyOutside(_nodes[globalNodeNum], isStrictlyOutside, precision);
-        checkIsOutside(_nodes[globalNodeNum], isOutside, precision);
+        CheckIsStrictlyOutside(_nodes[globalNodeNum], isStrictlyOutside, precision);
+        CheckIsOutside(_nodes[globalNodeNum], isOutside, precision);
       }
 
     // halfspace filtering check
@@ -662,8 +684,8 @@ namespace INTERP_KERNEL
                     double planeConstant = dot(planeNormal, coordsTetraTriNode1);
                     if (IsFacesCoplanar(planeNormal, planeConstant, polyCoords, precision))
                       {
-                        int nbrPolyTri = polyNodesNbr - 2; // split polygon into nbrPolyTri triangles
-                        for (int iTri = 0; iTri < nbrPolyTri; ++iTri)
+                        ConnType nbrPolyTri = polyNodesNbr - 2; // split polygon into nbrPolyTri triangles
+                        for (ConnType iTri = 0; iTri < nbrPolyTri; ++iTri)
                           {
                             double volume = CalculateIntersectionSurfaceOfCoplanarTriangles(planeNormal,
                                                                                             planeConstant,
@@ -760,8 +782,8 @@ namespace INTERP_KERNEL
 
                 case NORM_POLYGON:
                   {
-                    int nbrPolyTri = polyNodesNbr - 2; // split polygon into nbrPolyTri triangles
-                    for (int iTri = 0; iTri < nbrPolyTri; ++iTri)
+                    ConnType nbrPolyTri = polyNodesNbr - 2; // split polygon into nbrPolyTri triangles
+                    for (ConnType iTri = 0; iTri < nbrPolyTri; ++iTri)
                       {
                         TriangleFaceKey key = TriangleFaceKey(polyNodes[0], polyNodes[1 + iTri], polyNodes[2 + iTri]);
                         if (_volumes.find(key) == _volumes.end())
@@ -826,7 +848,7 @@ namespace INTERP_KERNEL
     for(int i = 0;i<(int)nbOfNodes4Type;++i)
     {
       _t->apply(nodes[i], tetraCorners[i]);
-      checkIsOutside(nodes[i], isOutside);
+      CheckIsOutside(nodes[i], isOutside);
     }
 
     // halfspace filtering check
@@ -844,7 +866,7 @@ namespace INTERP_KERNEL
     if(!isTargetOutside)
     {
       const CellModel& cellModelCell=CellModel::GetCellModel(NORM_TETRA4);
-      int cellNodes[4] = { 0, 1, 2, 3 }, faceNodes[3];
+      ConnType cellNodes[4] = { 0, 1, 2, 3 }, faceNodes[3];
 
       for(unsigned ii = 0 ; ii < 4 ; ++ii)
       {
@@ -887,9 +909,9 @@ namespace INTERP_KERNEL
   void SplitterTetra2<MyMeshTypeT, MyMeshTypeS>::releaseArrays()
   {
     // free potential sub-mesh nodes that have been allocated
-    typename MyMeshTypeT::MyConnType nbOfNodesT = _node_ids.size();// Issue 0020634.
-    if((int)_nodes.size()>=/*8*/nbOfNodesT)
+    if(_nodes.size()>=/*8*/_node_ids.size())
       {
+        typename MyMeshTypeT::MyConnType nbOfNodesT = static_cast<typename MyMeshTypeT::MyConnType>(_node_ids.size());
         std::vector<const double*>::iterator iter = _nodes.begin() + /*8*/nbOfNodesT;
         while(iter != _nodes.end())
           {
@@ -899,6 +921,47 @@ namespace INTERP_KERNEL
       }
     _nodes.clear();
   }
+  
+  /*!
+   * \param [in] targetCell in C mode.
+   * \param [out] tetra is the output result tetra containers.
+   */
+  template<class MyMeshTypeT, class MyMeshTypeS>
+  void SplitterTetra2<MyMeshTypeT, MyMeshTypeS>::splitTargetCell2(typename MyMeshTypeT::MyConnType targetCell, typename std::vector< SplitterTetra<MyMeshTypeS>* >& tetra)
+  {
+    typedef typename MyMeshTypeT::MyConnType TConnType;
+    const TConnType *refConn(_target_mesh.getConnectivityPtr());
+    const TConnType *cellConn(refConn+_target_mesh.getConnectivityIndexPtr()[targetCell]);
+    INTERP_KERNEL::NormalizedCellType gt(_target_mesh.getTypeOfElement(targetCell));
+    std::vector<TConnType> tetrasNodalConn;
+    std::vector<double> addCoords;
+    const double *coords(_target_mesh.getCoordinatesPtr());
+    SplitIntoTetras(_splitting_pol,gt,cellConn,refConn+_target_mesh.getConnectivityIndexPtr()[targetCell+1],coords,tetrasNodalConn,addCoords);
+    std::size_t nbTetras(tetrasNodalConn.size()/4); tetra.resize(nbTetras);
+    double tmp[12];
+    typename MyMeshTypeS::MyConnType tmp2[4];
+    for(std::size_t i=0;i<nbTetras;i++)
+      {
+        for(int j=0;j<4;j++)
+          {
+            TConnType cellId(tetrasNodalConn[4*i+j]);
+            tmp2[j]=cellId;
+            if(cellId>=0)
+              {
+                tmp[j*3+0]=coords[3*cellId+0];
+                tmp[j*3+1]=coords[3*cellId+1];
+                tmp[j*3+2]=coords[3*cellId+2];
+              }
+            else
+              {
+                tmp[j*3+0]=addCoords[3*(-cellId-1)+0];
+                tmp[j*3+1]=addCoords[3*(-cellId-1)+1];
+                tmp[j*3+2]=addCoords[3*(-cellId-1)+2];
+              }
+          }
+        tetra[i]=new SplitterTetra<MyMeshTypeS>(_src_mesh,tmp,tmp2);
+      }
+  }
 
   /*!
    * @param targetCell in C mode.
@@ -918,7 +981,7 @@ namespace INTERP_KERNEL
         _node_ids.resize(8);
         tetra.reserve(1);
         const double *nodes[4];
-        int conn[4];
+        ConnType conn[4];
         for(int node = 0; node < 4 ; ++node)
           {
             nodes[node]=getCoordsOfNode2(node, OTT<ConnType,numPol>::indFC(targetCell),_target_mesh,conn[node]);
@@ -999,7 +1062,7 @@ namespace INTERP_KERNEL
     for(int i = 0; i < 5; ++i)
       {
         const double* nodes[4];
-        int conn[4];
+        typename MyMeshTypeS::MyConnType conn[4];
         for(int j = 0; j < 4; ++j)
           {
             conn[j] = subZone[ SPLIT_NODES_5[4*i+j] ];
@@ -1023,7 +1086,7 @@ namespace INTERP_KERNEL
     for(int i = 0; i < 6; ++i)
       {
         const double* nodes[4];
-        int conn[4];
+        typename MyMeshTypeS::MyConnType conn[4];
         for(int j = 0; j < 4; ++j)
           {
             conn[j] = subZone[SPLIT_NODES_6[4*i+j]];
@@ -1046,11 +1109,11 @@ namespace INTERP_KERNEL
   {
     // The two nodes of the original mesh cell used in each tetrahedron.
     // The tetrahedra all have nodes (cellCenter, faceCenter, edgeNode1, edgeNode2)
-    // For the correspondance of the nodes, see the GENERAL_48_SUB_NODES table in calculateSubNodes
+    // For the correspondence of the nodes, see the GENERAL_48_SUB_NODES table in calculateSubNodes
     
     // nodes to use for tetrahedron
     const double* nodes[4];
-    int conn[4];
+    typename MyMeshTypeS::MyConnType conn[4];
     // get the cell center
     conn[0] = 14;
     nodes[0] = getCoordsOfSubNode(conn[0]);
@@ -1085,25 +1148,10 @@ namespace INTERP_KERNEL
    */
   template<class MyMeshTypeT, class MyMeshTypeS>
   void SplitterTetra2<MyMeshTypeT, MyMeshTypeS>::calculateGeneral48Tetra(typename std::vector< SplitterTetra<MyMeshTypeS>* >& tetra)
-  {
-    // Define 8 hexahedral subzones as in Grandy, p449
-    // the values correspond to the nodes that correspond to nodes 1,2,3,4,5,6,7,8 in the subcell
-    // For the correspondance of the nodes, see the GENERAL_48_SUB_NODES table in calculateSubNodes
-    static const int subZones[64] = 
-      {
-        0,8,21,12,9,20,26,22,
-        8,1,13,21,20,10,23,26,
-        12,21,16,3,22,26,25,17,
-        21,13,2,16,26,23,18,25,
-        9,20,26,22,4,11,24,14,
-        20,10,23,26,11,5,15,24,
-        22,26,25,17,14,24,19,7,
-        26,23,18,25,24,15,6,19
-      };
-    
+  { 
     for(int i = 0; i < 8; ++i)
       {
-        sixSplit(&subZones[8*i],tetra);
+        sixSplit(GENERAL_48_SUBZONES+8*i,tetra);
       }
   }
   
@@ -1125,7 +1173,7 @@ namespace INTERP_KERNEL
     
     // create tetrahedra
     const double* nodes[4];
-    int conn[4];
+    typename MyMeshTypeS::MyConnType conn[4];
     for(int i = 0; i < 2; ++i)
       {
         for(int j = 0; j < 4; ++j)
@@ -1151,22 +1199,24 @@ namespace INTERP_KERNEL
     // get type of cell and nb of cell nodes
     NormalizedCellType normCellType=_target_mesh.getTypeOfElement(OTT<ConnType,numPol>::indFC(targetCell));
     const CellModel& cellModelCell=CellModel::GetCellModel(normCellType);
-    unsigned nbOfCellNodes=cellModelCell.isDynamic() ? _target_mesh.getNumberOfNodesOfElement(OTT<ConnType,numPol>::indFC(targetCell)) : cellModelCell.getNumberOfNodes();
+    ConnType nbOfCellNodes=cellModelCell.isDynamic() ? _target_mesh.getNumberOfNodesOfElement(OTT<ConnType,numPol>::indFC(targetCell)) : cellModelCell.getNumberOfNodes();
 
     // get nb of cell sons (faces)
     const ConnType* rawCellConn = _target_mesh.getConnectivityPtr() + OTT<ConnType,numPol>::conn2C( _target_mesh.getConnectivityIndexPtr()[ targetCell ]);
-    const int rawNbCellNodes = _target_mesh.getConnectivityIndexPtr()[ targetCell+1 ] - _target_mesh.getConnectivityIndexPtr()[ targetCell ];
+    const ConnType rawNbCellNodes = _target_mesh.getConnectivityIndexPtr()[ targetCell+1 ] - _target_mesh.getConnectivityIndexPtr()[ targetCell ];
     unsigned nbOfSons = cellModelCell.getNumberOfSons2(rawCellConn, rawNbCellNodes);
 
     // indices of nodes of a son
-    static std::vector<int> allNodeIndices; // == 0,1,2,...,nbOfCellNodes-1
-    while ( allNodeIndices.size() < nbOfCellNodes )
-      allNodeIndices.push_back( allNodeIndices.size() );
-    std::vector<int> classicFaceNodes(4);
-    int* faceNodes = cellModelCell.isDynamic() ? &allNodeIndices[0] : &classicFaceNodes[0];
+    static std::vector<ConnType> allNodeIndices; // == 0,1,2,...,nbOfCellNodes-1
+    while ( allNodeIndices.size() < (std::size_t)nbOfCellNodes )
+      allNodeIndices.push_back( static_cast<ConnType>(allNodeIndices.size()) );
+    std::vector<ConnType> classicFaceNodes(4);
+    if(cellModelCell.isQuadratic())
+      throw INTERP_KERNEL::Exception("SplitterTetra2::splitConvex : quadratic 3D cells are not implemented yet !");
+    ConnType* faceNodes = cellModelCell.isDynamic() ? &allNodeIndices[0] : &classicFaceNodes[0];
 
     // nodes of tetrahedron
-    int conn[4];
+    typename MyMeshTypeS::MyConnType conn[4];
     const double* nodes[4];
     nodes[3] = getCoordsOfSubNode2( nbOfCellNodes,conn[3]); // barycenter
 
@@ -1211,7 +1261,7 @@ namespace INTERP_KERNEL
   {
     // retrieve real mesh nodes
     
-    typename MyMeshTypeT::MyConnType nbOfNodesT = _node_ids.size();// Issue 0020634. _node_ids.resize(8);
+    typename MyMeshTypeT::MyConnType nbOfNodesT = static_cast<typename MyMeshTypeT::MyConnType>(_node_ids.size());// Issue 0020634. _node_ids.resize(8);
     for(int node = 0; node < nbOfNodesT ; ++node)
       {
         // calculate only normal nodes
@@ -1238,33 +1288,6 @@ namespace INTERP_KERNEL
 
           case GENERAL_48:
             {
-              // Each sub-node is the barycenter of two other nodes.
-              // For the edges, these lie on the original mesh.
-              // For the faces, these are the edge sub-nodes.
-              // For the cell these are two face sub-nodes.
-              static const int GENERAL_48_SUB_NODES[38] = 
-                {
-                  0,1,   // sub-node 9 (edge)
-                  0,4,   // sub-node 10 (edge)
-                  1,5,   // sub-node 11 (edge)
-                  4,5,   // sub-node 12 (edge)
-                  0,3,   // sub-node 13 (edge)
-                  1,2,   // sub-node 14 (edge)
-                  4,7,   // sub-node 15 (edge)
-                  5,6,   // sub-node 16 (edge)
-                  2,3,   // sub-node 17 (edge)
-                  3,7,   // sub-node 18 (edge)
-                  2,6,   // sub-node 19 (edge)
-                  6,7,   // sub-node 20 (edge)
-                  8,11,  // sub-node 21 (face)
-                  12,13, // sub-node 22 (face)
-                  9,17,  // sub-node 23 (face)
-                  10,18, // sub-node 24 (face)
-                  14,15, // sub-node 25 (face)
-                  16,19, // sub-node 26 (face)
-                  20,25  // sub-node 27 (cell)
-                };
-
               for(int i = 0; i < 19; ++i)
                 {
                   double* barycenter = new double[3];