src/MEFISTO2/Rn.h

   1 //  MEFISTO :  library to compute 2D triangulation from segmented boundaries
   2 //
   3 //  Copyright (C) 2006  Laboratoire J.-L. Lions UPMC Paris
   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.
   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.ann.jussieu.fr/~perronne or email Perronnet@ann.jussieu.fr
  20 //                                          or email Hecht@ann.jussieu.fr
  21 //
  22 //
  23 //  File   : Rn.h
  24 //  Module : SMESH
  25 //  Authors: Frederic HECHT & Alain PERRONNET
  26 //  Date   : 13 novembre 2006
  27
  28 #ifndef Rn__h
  29 #define Rn__h
  30
  31 #include <gp_Pnt.hxx>      //Dans OpenCascade
  32 #include <gp_Vec.hxx>      //Dans OpenCascade
  33 #include <gp_Dir.hxx>      //Dans OpenCascade
  34
  35 //+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
  36 // BUT:   Definir les espaces affines R R2 R3 R4 soit Rn pour n=1,2,3,4
  37 //+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
  38 // AUTEUR : Frederic HECHT      ANALYSE NUMERIQUE UPMC  PARIS   OCTOBRE   2000
  39 // MODIFS : Alain    PERRONNET  ANALYSE NUMERIQUE UPMC  PARIS   NOVEMBRE  2000
  40 //...............................................................................
  41 #include <iostream>
  42 #include <cmath>
  43
  44
  45 template<class T> inline T Abs (const T &a){return a <0 ? -a : a;}
  46 template<class T> inline void Echange (T& a,T& b) {T c=a;a=b;b=c;}
  47
  48 template<class T> inline T Min (const T &a,const T &b)  {return a < b ? a : b;}
  49 template<class T> inline T Max (const T &a,const T & b) {return a > b ? a : b;}
  50
  51 template<class T> inline T Max (const T &a,const T & b,const T & c){return Max(Max(a,b),c);}
  52 template<class T> inline T Min (const T &a,const T & b,const T & c){return Min(Min(a,b),c);}
  53
  54 template<class T> inline T Max (const T &a,const T & b,const T & c,const T & d)
  55  {return Max(Max(a,b),Max(c,d));}
  56 template<class T> inline T Min (const T &a,const T & b,const T & c,const T & d)
  57  {return Min(Min(a,b),Min(c,d));}
  58
  59 //le type Nom des entites geometriques P L S V O
  60 //===========
  61 typedef char Nom[1+24];
  62
  63 //le type N des nombres entiers positifs
  64 //=========
  65 #ifndef PCLINUX64
  66 typedef unsigned long int N;
  67 #else
  68 typedef unsigned int N;
  69 #endif
  70
  71 //le type Z des nombres entiers relatifs
  72 //=========
  73 #ifndef PCLINUX64
  74 typedef long int Z;
  75 #else
  76 typedef int Z;
  77 #endif
  78
  79 //le type R des nombres "reels"
  80 //=========
  81 typedef double R;
  82
  83 //le type XPoint  des coordonnees d'un pixel dans une fenetre
  84 //==============
  85 //typedef struct { short int x,y } XPoint;  //en fait ce type est defini dans X11-Window
  86                                             // #include <X11/Xlib.h>
  87 //la classe R2
  88 //============
  89 class R2
  90 {
  91   friend std::ostream& operator << (std::ostream& f, const R2 & P)
  92   { f << P.x << ' ' << P.y ; return f; }
  93   friend std::istream& operator >> (std::istream& f, R2 & P)
  94   { f >> P.x >> P.y ; return f; }
  95
  96   friend std::ostream& operator << (std::ostream& f, const R2 * P)
  97   { f << P->x << ' ' << P->y ; return f; }
  98   friend std::istream& operator >> (std::istream& f, R2 * P)
  99   { f >> P->x >> P->y ; return f; }
 100
 101 public:
 102   R x,y;  //les donnees
 103
 104   R2 () :x(0),y(0) {}              //les constructeurs
 105   R2 (R a,R b)   :x(a),y(b)  {}
 106   R2 (R2 A,R2 B) :x(B.x-A.x),y(B.y-A.y)  {} //vecteur defini par 2 points
 107
 108   R2  operator+(R2 P) const {return R2(x+P.x,y+P.y);}     // Q+P possible
 109   R2  operator+=(R2 P)  {x += P.x;y += P.y; return *this;}// Q+=P;
 110   R2  operator-(R2 P) const {return R2(x-P.x,y-P.y);}     // Q-P
 111   R2  operator-=(R2 P) {x -= P.x;y -= P.y; return *this;} // Q-=P;
 112   R2  operator-()const  {return R2(-x,-y);}               // -Q
 113   R2  operator+()const  {return *this;}                   // +Q
 114   R   operator,(R2 P)const {return x*P.x+y*P.y;} // produit scalaire (Q,P)
 115   R   operator^(R2 P)const {return x*P.y-y*P.x;} // produit vectoriel Q^P
 116   R2  operator*(R c)const {return R2(x*c,y*c);}  // produit a droite  P*c
 117   R2  operator*=(R c)  {x *= c; y *= c; return *this;}
 118   R2  operator/(R c)const {return R2(x/c,y/c);}  // division par un reel
 119   R2  operator/=(R c)  {x /= c; y /= c; return *this;}
 120   R & operator[](int i) {return (&x)[i];}        // la coordonnee i
 121   R2  orthogonal() {return R2(-y,x);}    //le vecteur orthogonal dans R2
 122   friend R2 operator*(R c,R2 P) {return P*c;}    // produit a gauche c*P
 123 };
 124
 125
 126 //la classe R3
 127 //============
 128 class R3
 129 {
 130   friend std::ostream& operator << (std::ostream& f, const R3 & P)
 131   { f << P.x << ' ' << P.y << ' ' << P.z ; return f; }
 132   friend std::istream& operator >> (std::istream& f, R3 & P)
 133   { f >> P.x >> P.y >> P.z ; return f; }
 134
 135   friend std::ostream& operator << (std::ostream& f, const R3 * P)
 136   { f << P->x << ' ' << P->y << ' ' << P->z ; return f; }
 137   friend std::istream& operator >> (std::istream& f, R3 * P)
 138   { f >> P->x >> P->y >> P->z ; return f; }
 139
 140 public:
 141   R  x,y,z;  //les 3 coordonnees
 142
 143   R3 () :x(0),y(0),z(0) {}  //les constructeurs
 144   R3 (R a,R b,R c):x(a),y(b),z(c)  {}                  //Point ou Vecteur (a,b,c)
 145   R3 (R3 A,R3 B):x(B.x-A.x),y(B.y-A.y),z(B.z-A.z)  {}  //Vecteur AB
 146
 147   R3 (gp_Pnt P) : x(P.X()), y(P.Y()), z(P.Z()) {}      //Point     d'OpenCascade
 148   R3 (gp_Vec V) : x(V.X()), y(V.Y()), z(V.Z()) {}      //Vecteur   d'OpenCascade
 149   R3 (gp_Dir P) : x(P.X()), y(P.Y()), z(P.Z()) {}      //Direction d'OpenCascade
 150
 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-(R3 P)const  {return R3(x-P.x,y-P.y,z-P.z);}
 154   R3   operator-=(R3 P)  {x -= P.x; y -= P.y; z -= P.z; return *this;}
 155   R3   operator-()const  {return R3(-x,-y,-z);}
 156   R3   operator+()const  {return *this;}
 157   R    operator,(R3 P)const {return  x*P.x+y*P.y+z*P.z;} // produit scalaire
 158   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
 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   R3   operator/(R c)const {return R3(x/c,y/c,z/c);}
 162   R3   operator/=(R c)  {x /= c; y /= c; z /= c; return *this;}
 163   R  & operator[](int i) {return (&x)[i];}
 164   friend R3 operator*(R c,R3 P) {return P*c;}
 165
 166   R3   operator=(gp_Pnt P) {return R3(P.X(),P.Y(),P.Z());}
 167   R3   operator=(gp_Dir P) {return R3(P.X(),P.Y(),P.Z());}
 168
 169   friend gp_Pnt gp_pnt(R3 xyz) { return gp_Pnt(xyz.x,xyz.y,xyz.z); }
 170   //friend gp_Pnt operator=() { return gp_Pnt(x,y,z); }
 171   friend gp_Dir gp_dir(R3 xyz) { return gp_Dir(xyz.x,xyz.y,xyz.z); }
 172
 173   bool  DansPave( R3 & xyzMin, R3 & xyzMax )
 174     { return xyzMin.x<=x && x<=xyzMax.x &&
 175              xyzMin.y<=y && y<=xyzMax.y &&
 176              xyzMin.z<=z && z<=xyzMax.z; }
 177 };
 178
 179 //la classe R4
 180 //============
 181 class R4: public R3
 182 {
 183   friend std::ostream& operator <<(std::ostream& f, const R4 & P )
 184   { f << P.x << ' ' << P.y << ' ' << P.z << ' ' << P.omega; return f; }
 185   friend istream& operator >>(istream& f,  R4 & P)
 186   { f >> P.x >>  P.y >>  P.z >> P.omega ; return f; }
 187
 188   friend std::ostream& operator <<(std::ostream& f, const R4 * P )
 189   { f << P->x << ' ' << P->y << ' ' << P->z << ' ' << P->omega; return f; }
 190   friend istream& operator >>(istream& f,  R4 * P)
 191   { f >> P->x >>  P->y >>  P->z >> P->omega ; return f; }
 192
 193 public:
 194   R  omega;  //la donnee du poids supplementaire
 195
 196   R4 () :omega(1.0) {}  //les constructeurs
 197   R4 (R a,R b,R c,R d):R3(a,b,c),omega(d) {}
 198   R4 (R4 A,R4 B) :R3(B.x-A.x,B.y-A.y,B.z-A.z),omega(B.omega-A.omega) {}
 199
 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-(R4 P)const  {return R4(x-P.x,y-P.y,z-P.z,omega-P.omega);}
 203   R4   operator-=(R4 P) {x -= P.x;y -= P.y;z -= P.z;omega -= P.omega;return *this;}
 204   R4   operator-()const  {return R4(-x,-y,-z,-omega);}
 205   R4   operator+()const  {return *this;}
 206   R    operator,(R4 P)const {return  x*P.x+y*P.y+z*P.z+omega*P.omega;} // produit scalaire
 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   R4   operator/(R c)const {return R4(x/c,y/c,z/c,omega/c);}
 210   R4   operator/=(R c)  {x /= c; y /= c; z /= c; omega /= c; return *this;}
 211   R  & operator[](int i) {return (&x)[i];}
 212   friend R4 operator*(R c,R4 P) {return P*c;}
 213 };
 214
 215 //quelques fonctions supplementaires sur ces classes
 216 //==================================================
 217 inline R Aire2d(const R2 A,const R2 B,const R2 C){return (B-A)^(C-A);}
 218 inline R Angle2d(R2 P){ return atan2(P.y,P.x);}
 219
 220 inline R Norme2_2(const R2 & A){ return (A,A);}
 221 inline R Norme2(const R2 & A){ return sqrt((A,A));}
 222 inline R NormeInfinie(const R2 & A){return Max(Abs(A.x),Abs(A.y));}
 223
 224 inline R Norme2_2(const R3 & A){ return (A,A);}
 225 inline R Norme2(const R3 & A){ return sqrt((A,A));}
 226 inline R NormeInfinie(const R3 & A){return Max(Abs(A.x),Abs(A.y),Abs(A.z));}
 227
 228 inline R Norme2_2(const R4 & A){ return (A,A);}
 229 inline R Norme2(const R4 & A){ return sqrt((A,A));}
 230 inline R NormeInfinie(const R4 & A){return Max(Abs(A.x),Abs(A.y),Abs(A.z),Abs(A.omega));}
 231
 232 inline R2 XY(R3 P) {return R2(P.x, P.y);}  //restriction a R2 d'un R3 par perte de z
 233 inline R3 Min(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 Min
 235 inline R3 Max(R3 P, R3 Q)
 236 {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
 237
 238 #endif