src/SMESH/SMESH_Algo.cxx

   1 //  Copyright (C) 2007-2008  CEA/DEN, EDF R&D, OPEN CASCADE
   2 //
   3 //  Copyright (C) 2003-2007  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.
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  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 //  SMESH SMESH : implementaion of SMESH idl descriptions
  23 //  File   : SMESH_Algo.cxx
  24 //  Author : Paul RASCLE, EDF
  25 //  Module : SMESH
  26 //
  27
  28 #include "SMESH_Algo.hxx"
  29 #include "SMESH_Comment.hxx"
  30 #include "SMESH_Gen.hxx"
  31 #include "SMESH_Mesh.hxx"
  32 #include "SMESH_HypoFilter.hxx"
  33 #include "SMDS_FacePosition.hxx"
  34 #include "SMDS_EdgePosition.hxx"
  35 #include "SMDS_MeshElement.hxx"
  36 #include "SMDS_MeshNode.hxx"
  37 #include "SMESHDS_Mesh.hxx"
  38 #include "SMESHDS_SubMesh.hxx"
  39
  40 #include <BRepAdaptor_Curve.hxx>
  41 #include <BRepLProp.hxx>
  42 #include <BRep_Tool.hxx>
  43 #include <GCPnts_AbscissaPoint.hxx>
  44 #include <GeomAdaptor_Curve.hxx>
  45 #include <Geom_Surface.hxx>
  46 #include <TopExp.hxx>
  47 #include <TopLoc_Location.hxx>
  48 #include <TopTools_ListIteratorOfListOfShape.hxx>
  49 #include <TopTools_ListOfShape.hxx>
  50 #include <TopoDS.hxx>
  51 #include <TopoDS_Edge.hxx>
  52 #include <TopoDS_Face.hxx>
  53 #include <TopoDS_Vertex.hxx>
  54 #include <gp_Pnt.hxx>
  55 #include <gp_Pnt2d.hxx>
  56 #include <gp_Vec.hxx>
  57
  58 #include <Standard_ErrorHandler.hxx>
  59 #include <Standard_Failure.hxx>
  60
  61 #include "utilities.h"
  62
  63 #include <algorithm>
  64
  65 using namespace std;
  66
  67 //=============================================================================
  68 /*!
  69  *
  70  */
  71 //=============================================================================
  72
  73 SMESH_Algo::SMESH_Algo (int hypId, int studyId, SMESH_Gen * gen)
  74   : SMESH_Hypothesis(hypId, studyId, gen)
  75 {
  76   gen->_mapAlgo[hypId] = this;
  77
  78   _onlyUnaryInput = _requireDescretBoundary = _requireShape = true;
  79   _quadraticMesh = false;
  80   _error = COMPERR_OK;
  81 }
  82
  83 //=============================================================================
  84 /*!
  85  *
  86  */
  87 //=============================================================================
  88
  89 SMESH_Algo::~SMESH_Algo()
  90 {
  91 }
  92
  93 //=============================================================================
  94 /*!
  95  * Usually an algoritm has nothing to save
  96  */
  97 //=============================================================================
  98
  99 ostream & SMESH_Algo::SaveTo(ostream & save) { return save; }
 100 istream & SMESH_Algo::LoadFrom(istream & load) { return load; }
 101
 102 //=============================================================================
 103 /*!
 104  *
 105  */
 106 //=============================================================================
 107
 108 const vector < string > &SMESH_Algo::GetCompatibleHypothesis()
 109 {
 110   return _compatibleHypothesis;
 111 }
 112
 113 //=============================================================================
 114 /*!
 115  *  List the hypothesis used by the algorithm associated to the shape.
 116  *  Hypothesis associated to father shape -are- taken into account (see
 117  *  GetAppliedHypothesis). Relevant hypothesis have a name (type) listed in
 118  *  the algorithm. This method could be surcharged by specific algorithms, in
 119  *  case of several hypothesis simultaneously applicable.
 120  */
 121 //=============================================================================
 122
 123 const list <const SMESHDS_Hypothesis *> &
 124 SMESH_Algo::GetUsedHypothesis(SMESH_Mesh &         aMesh,
 125                               const TopoDS_Shape & aShape,
 126                               const bool           ignoreAuxiliary)
 127 {
 128   _usedHypList.clear();
 129   SMESH_HypoFilter filter;
 130   if ( InitCompatibleHypoFilter( filter, ignoreAuxiliary ))
 131   {
 132     aMesh.GetHypotheses( aShape, filter, _usedHypList, true );
 133     if ( ignoreAuxiliary && _usedHypList.size() > 1 )
 134       _usedHypList.clear(); //only one compatible hypothesis allowed
 135   }
 136   return _usedHypList;
 137 }
 138
 139 //=============================================================================
 140 /*!
 141  *  List the relevant hypothesis associated to the shape. Relevant hypothesis
 142  *  have a name (type) listed in the algorithm. Hypothesis associated to
 143  *  father shape -are not- taken into account (see GetUsedHypothesis)
 144  */
 145 //=============================================================================
 146
 147 const list<const SMESHDS_Hypothesis *> &
 148 SMESH_Algo::GetAppliedHypothesis(SMESH_Mesh &         aMesh,
 149                                  const TopoDS_Shape & aShape,
 150                                  const bool           ignoreAuxiliary)
 151 {
 152   _appliedHypList.clear();
 153   SMESH_HypoFilter filter;
 154   if ( InitCompatibleHypoFilter( filter, ignoreAuxiliary ))
 155     aMesh.GetHypotheses( aShape, filter, _appliedHypList, false );
 156
 157   return _appliedHypList;
 158 }
 159
 160 //=============================================================================
 161 /*!
 162  *  Compute length of an edge
 163  */
 164 //=============================================================================
 165
 166 double SMESH_Algo::EdgeLength(const TopoDS_Edge & E)
 167 {
 168   double UMin = 0, UMax = 0;
 169   if (BRep_Tool::Degenerated(E))
 170     return 0;
 171   TopLoc_Location L;
 172   Handle(Geom_Curve) C = BRep_Tool::Curve(E, L, UMin, UMax);
 173   GeomAdaptor_Curve AdaptCurve(C);
 174   double length = GCPnts_AbscissaPoint::Length(AdaptCurve, UMin, UMax);
 175   return length;
 176 }
 177
 178 //================================================================================
 179 /*!
 180  * \brief Find out elements orientation on a geometrical face
 181  * \param theFace - The face correctly oriented in the shape being meshed
 182  * \param theMeshDS - The mesh data structure
 183  * \retval bool - true if the face normal and the normal of first element
 184  *                in the correspoding submesh point in different directions
 185  */
 186 //================================================================================
 187
 188 bool SMESH_Algo::IsReversedSubMesh (const TopoDS_Face&  theFace,
 189                                     SMESHDS_Mesh*       theMeshDS)
 190 {
 191   if ( theFace.IsNull() || !theMeshDS )
 192     return false;
 193
 194   // find out orientation of a meshed face
 195   int faceID = theMeshDS->ShapeToIndex( theFace );
 196   TopoDS_Shape aMeshedFace = theMeshDS->IndexToShape( faceID );
 197   bool isReversed = ( theFace.Orientation() != aMeshedFace.Orientation() );
 198
 199   const SMESHDS_SubMesh * aSubMeshDSFace = theMeshDS->MeshElements( faceID );
 200   if ( !aSubMeshDSFace )
 201     return isReversed;
 202
 203   // find element with node located on face and get its normal
 204   const SMDS_FacePosition* facePos = 0;
 205   int vertexID = 0;
 206   gp_Pnt nPnt[3];
 207   gp_Vec Ne;
 208   bool normalOK = false;
 209   SMDS_ElemIteratorPtr iteratorElem = aSubMeshDSFace->GetElements();
 210   while ( iteratorElem->more() ) // loop on elements on theFace
 211   {
 212     const SMDS_MeshElement* elem = iteratorElem->next();
 213     if ( elem && elem->NbNodes() > 2 ) {
 214       SMDS_ElemIteratorPtr nodesIt = elem->nodesIterator();
 215       const SMDS_FacePosition* fPos = 0;
 216       int i = 0, vID = 0;
 217       while ( nodesIt->more() ) { // loop on nodes
 218         const SMDS_MeshNode* node
 219           = static_cast<const SMDS_MeshNode *>(nodesIt->next());
 220         if ( i == 3 ) i = 2;
 221         nPnt[ i++ ].SetCoord( node->X(), node->Y(), node->Z() );
 222         // check position
 223         const SMDS_PositionPtr& pos = node->GetPosition();
 224         if ( !pos ) continue;
 225         if ( pos->GetTypeOfPosition() == SMDS_TOP_FACE ) {
 226           fPos = dynamic_cast< const SMDS_FacePosition* >( pos.get() );
 227         }
 228         else if ( pos->GetTypeOfPosition() == SMDS_TOP_VERTEX ) {
 229           vID = pos->GetShapeId();
 230         }
 231       }
 232       if ( fPos || ( !normalOK && vID )) {
 233         // compute normal
 234         gp_Vec v01( nPnt[0], nPnt[1] ), v02( nPnt[0], nPnt[2] );
 235         if ( v01.SquareMagnitude() > RealSmall() &&
 236              v02.SquareMagnitude() > RealSmall() )
 237         {
 238           Ne = v01 ^ v02;
 239           normalOK = ( Ne.SquareMagnitude() > RealSmall() );
 240         }
 241         // we need position on theFace or at least on vertex
 242         if ( normalOK ) {
 243           vertexID = vID;
 244           if ((facePos = fPos))
 245             break;
 246         }
 247       }
 248     }
 249   }
 250   if ( !normalOK )
 251     return isReversed;
 252
 253   // node position on face
 254   double u,v;
 255   if ( facePos ) {
 256     u = facePos->GetUParameter();
 257     v = facePos->GetVParameter();
 258   }
 259   else if ( vertexID ) {
 260     TopoDS_Shape V = theMeshDS->IndexToShape( vertexID );
 261     if ( V.IsNull() || V.ShapeType() != TopAbs_VERTEX )
 262       return isReversed;
 263     gp_Pnt2d uv = BRep_Tool::Parameters( TopoDS::Vertex( V ), theFace );
 264     u = uv.X();
 265     v = uv.Y();
 266   }
 267   else
 268   {
 269     return isReversed;
 270   }
 271
 272   // face normal at node position
 273   TopLoc_Location loc;
 274   Handle(Geom_Surface) surf = BRep_Tool::Surface( theFace, loc );
 275   if ( surf.IsNull() || surf->Continuity() < GeomAbs_C1 ) return isReversed;
 276   gp_Vec d1u, d1v;
 277   surf->D1( u, v, nPnt[0], d1u, d1v );
 278   gp_Vec Nf = (d1u ^ d1v).Transformed( loc );
 279
 280   if ( theFace.Orientation() == TopAbs_REVERSED )
 281     Nf.Reverse();
 282
 283   return Ne * Nf < 0.;
 284 }
 285
 286 //================================================================================
 287 /*!
 288  * \brief Just return false as the algorithm does not hold parameters values
 289  */
 290 //================================================================================
 291
 292 bool SMESH_Algo::SetParametersByMesh(const SMESH_Mesh* /*theMesh*/,
 293                                      const TopoDS_Shape& /*theShape*/)
 294 {
 295   return false;
 296 }
 297 bool SMESH_Algo::SetParametersByDefaults(const TDefaults& , const SMESH_Mesh*)
 298 {
 299   return false;
 300 }
 301 //================================================================================
 302 /*!
 303  * \brief Fill vector of node parameters on geometrical edge, including vertex nodes
 304  * \param theMesh - The mesh containing nodes
 305  * \param theEdge - The geometrical edge of interest
 306  * \param theParams - The resulting vector of sorted node parameters
 307  * \retval bool - false if not all parameters are OK
 308  */
 309 //================================================================================
 310
 311 bool SMESH_Algo::GetNodeParamOnEdge(const SMESHDS_Mesh* theMesh,
 312                                     const TopoDS_Edge&  theEdge,
 313                                     vector< double > &  theParams)
 314 {
 315   theParams.clear();
 316
 317   if ( !theMesh || theEdge.IsNull() )
 318     return false;
 319
 320   SMESHDS_SubMesh * eSubMesh = theMesh->MeshElements( theEdge );
 321   if ( !eSubMesh || !eSubMesh->GetElements()->more() )
 322     return false; // edge is not meshed
 323
 324   //int nbEdgeNodes = 0;
 325   set < double > paramSet;
 326   if ( eSubMesh )
 327   {
 328     // loop on nodes of an edge: sort them by param on edge
 329     SMDS_NodeIteratorPtr nIt = eSubMesh->GetNodes();
 330     while ( nIt->more() )
 331     {
 332       const SMDS_MeshNode* node = nIt->next();
 333       const SMDS_PositionPtr& pos = node->GetPosition();
 334       if ( pos->GetTypeOfPosition() != SMDS_TOP_EDGE )
 335         return false;
 336       const SMDS_EdgePosition* epos =
 337         static_cast<const SMDS_EdgePosition*>(node->GetPosition().get());
 338       if ( !paramSet.insert( epos->GetUParameter() ).second )
 339         return false; // equal parameters
 340     }
 341   }
 342   // add vertex nodes params
 343   TopoDS_Vertex V1,V2;
 344   TopExp::Vertices( theEdge, V1, V2);
 345   if ( VertexNode( V1, theMesh ) &&
 346        !paramSet.insert( BRep_Tool::Parameter(V1,theEdge) ).second )
 347     return false; // there are equal parameters
 348   if ( VertexNode( V2, theMesh ) &&
 349        !paramSet.insert( BRep_Tool::Parameter(V2,theEdge) ).second )
 350     return false; // there are equal parameters
 351
 352   // fill the vector
 353   theParams.resize( paramSet.size() );
 354   set < double >::iterator   par    = paramSet.begin();
 355   vector< double >::iterator vecPar = theParams.begin();
 356   for ( ; par != paramSet.end(); ++par, ++vecPar )
 357     *vecPar = *par;
 358
 359   return theParams.size() > 1;
 360 }
 361
 362 //================================================================================
 363 /*!
 364  * \brief Fill vector of node parameters on geometrical edge, including vertex nodes
 365  * \param theMesh - The mesh containing nodes
 366  * \param theEdge - The geometrical edge of interest
 367  * \param theParams - The resulting vector of sorted node parameters
 368  * \retval bool - false if not all parameters are OK
 369  */
 370 //================================================================================
 371
 372 bool SMESH_Algo::GetSortedNodesOnEdge(const SMESHDS_Mesh*                   theMesh,
 373                                       const TopoDS_Edge&                    theEdge,
 374                                       const bool                            ignoreMediumNodes,
 375                                       map< double, const SMDS_MeshNode* > & theNodes)
 376 {
 377   theNodes.clear();
 378
 379   if ( !theMesh || theEdge.IsNull() )
 380     return false;
 381
 382   SMESHDS_SubMesh * eSubMesh = theMesh->MeshElements( theEdge );
 383   if ( !eSubMesh || !eSubMesh->GetElements()->more() )
 384     return false; // edge is not meshed
 385
 386   int nbNodes = 0;
 387   set < double > paramSet;
 388   if ( eSubMesh )
 389   {
 390     // loop on nodes of an edge: sort them by param on edge
 391     SMDS_NodeIteratorPtr nIt = eSubMesh->GetNodes();
 392     while ( nIt->more() )
 393     {
 394       const SMDS_MeshNode* node = nIt->next();
 395       if ( ignoreMediumNodes ) {
 396         SMDS_ElemIteratorPtr elemIt = node->GetInverseElementIterator();
 397         if ( elemIt->more() && elemIt->next()->IsMediumNode( node ))
 398           continue;
 399       }
 400       const SMDS_PositionPtr& pos = node->GetPosition();
 401       if ( pos->GetTypeOfPosition() != SMDS_TOP_EDGE )
 402         return false;
 403       const SMDS_EdgePosition* epos =
 404         static_cast<const SMDS_EdgePosition*>(node->GetPosition().get());
 405       theNodes.insert( make_pair( epos->GetUParameter(), node ));
 406       ++nbNodes;
 407     }
 408   }
 409   // add vertex nodes
 410   TopoDS_Vertex v1, v2;
 411   TopExp::Vertices(theEdge, v1, v2);
 412   const SMDS_MeshNode* n1 = VertexNode( v1, (SMESHDS_Mesh*) theMesh );
 413   const SMDS_MeshNode* n2 = VertexNode( v2, (SMESHDS_Mesh*) theMesh );
 414   Standard_Real f, l;
 415   BRep_Tool::Range(theEdge, f, l);
 416   if ( v1.Orientation() != TopAbs_FORWARD )
 417     std::swap( f, l );
 418   if ( n1 && ++nbNodes )
 419     theNodes.insert( make_pair( f, n1 ));
 420   if ( n2 && ++nbNodes )
 421     theNodes.insert( make_pair( l, n2 ));
 422
 423   return theNodes.size() == nbNodes;
 424 }
 425
 426 //================================================================================
 427 /*!
 428  * \brief Make filter recognize only compatible hypotheses
 429  * \param theFilter - the filter to initialize
 430  * \param ignoreAuxiliary - make filter ignore compatible auxiliary hypotheses
 431  */
 432 //================================================================================
 433
 434 bool SMESH_Algo::InitCompatibleHypoFilter( SMESH_HypoFilter & theFilter,
 435                                            const bool         ignoreAuxiliary) const
 436 {
 437   if ( !_compatibleHypothesis.empty() )
 438   {
 439     theFilter.Init( theFilter.HasName( _compatibleHypothesis[0] ));
 440     for ( int i = 1; i < _compatibleHypothesis.size(); ++i )
 441       theFilter.Or( theFilter.HasName( _compatibleHypothesis[ i ] ));
 442
 443     if ( ignoreAuxiliary )
 444       theFilter.AndNot( theFilter.IsAuxiliary() );
 445
 446     return true;
 447   }
 448   return false;
 449 }
 450
 451 //================================================================================
 452 /*!
 453  * \brief Return continuity of two edges
 454  * \param E1 - the 1st edge
 455  * \param E2 - the 2nd edge
 456  * \retval GeomAbs_Shape - regularity at the junction between E1 and E2
 457  */
 458 //================================================================================
 459
 460 GeomAbs_Shape SMESH_Algo::Continuity(const TopoDS_Edge & E1,
 461                                      const TopoDS_Edge & E2)
 462 {
 463   TopoDS_Vertex V = TopExp::LastVertex (E1, true);
 464   if ( !V.IsSame( TopExp::FirstVertex(E2, true )))
 465     if ( !TopExp::CommonVertex( E1, E2, V ))
 466       return GeomAbs_C0;
 467   Standard_Real u1 = BRep_Tool::Parameter( V, E1 );
 468   Standard_Real u2 = BRep_Tool::Parameter( V, E2 );
 469   BRepAdaptor_Curve C1( E1 ), C2( E2 );
 470   Standard_Real tol = BRep_Tool::Tolerance( V );
 471   Standard_Real angTol = 2e-3;
 472   try {
 473 #if (OCC_VERSION_MAJOR << 16 | OCC_VERSION_MINOR << 8 | OCC_VERSION_MAINTENANCE) > 0x060100
 474     OCC_CATCH_SIGNALS;
 475 #endif
 476     return BRepLProp::Continuity(C1, C2, u1, u2, tol, angTol);
 477   }
 478   catch (Standard_Failure) {
 479   }
 480   return GeomAbs_C0;
 481 }
 482
 483 //================================================================================
 484 /*!
 485  * \brief Return the node built on a vertex
 486  * \param V - the vertex
 487  * \param meshDS - mesh
 488  * \retval const SMDS_MeshNode* - found node or NULL
 489  */
 490 //================================================================================
 491
 492 const SMDS_MeshNode* SMESH_Algo::VertexNode(const TopoDS_Vertex& V,
 493                                             const SMESHDS_Mesh*  meshDS)
 494 {
 495   if ( SMESHDS_SubMesh* sm = meshDS->MeshElements(V) ) {
 496     SMDS_NodeIteratorPtr nIt= sm->GetNodes();
 497     if (nIt->more())
 498       return nIt->next();
 499   }
 500   return 0;
 501 }
 502
 503 //================================================================================
 504 /*!
 505  * \brief Sets event listener to submeshes if necessary
 506  * \param subMesh - submesh where algo is set
 507  *
 508  * After being set, event listener is notified on each event of a submesh.
 509  * By default non listener is set
 510  */
 511 //================================================================================
 512
 513 void SMESH_Algo::SetEventListener(SMESH_subMesh* /*subMesh*/)
 514 {
 515 }
 516
 517 //================================================================================
 518 /*!
 519  * \brief Allow algo to do something after persistent restoration
 520  * \param subMesh - restored submesh
 521  *
 522  * This method is called only if a submesh has HYP_OK algo_state.
 523  */
 524 //================================================================================
 525
 526 void SMESH_Algo::SubmeshRestored(SMESH_subMesh* /*subMesh*/)
 527 {
 528 }
 529
 530 //================================================================================
 531 /*!
 532  * \brief Computes mesh without geometry
 533  * \param aMesh - the mesh
 534  * \param aHelper - helper that must be used for adding elements to \aaMesh
 535  * \retval bool - is a success
 536  */
 537 //================================================================================
 538
 539 bool SMESH_Algo::Compute(SMESH_Mesh & /*aMesh*/, SMESH_MesherHelper* /*aHelper*/)
 540 {
 541   return error( COMPERR_BAD_INPUT_MESH, "Mesh built on shape expected");
 542 }
 543
 544 //================================================================================
 545 /*!
 546  * \brief store error and comment and then return ( error == COMPERR_OK )
 547  */
 548 //================================================================================
 549
 550 bool SMESH_Algo::error(int error, const SMESH_Comment& comment)
 551 {
 552   _error   = error;
 553   _comment = comment;
 554   return ( error == COMPERR_OK );
 555 }
 556
 557 //================================================================================
 558 /*!
 559  * \brief store error and return ( error == COMPERR_OK )
 560  */
 561 //================================================================================
 562
 563 bool SMESH_Algo::error(SMESH_ComputeErrorPtr error)
 564 {
 565   if ( error ) {
 566     _error   = error->myName;
 567     _comment = error->myComment;
 568     _badInputElements = error->myBadElements;
 569     return error->IsOK();
 570   }
 571   return true;
 572 }
 573
 574 //================================================================================
 575 /*!
 576  * \brief return compute error
 577  */
 578 //================================================================================
 579
 580 SMESH_ComputeErrorPtr SMESH_Algo::GetComputeError() const
 581 {
 582   SMESH_ComputeErrorPtr err = SMESH_ComputeError::New( _error, _comment, this );
 583   // hope this method is called by only SMESH_subMesh after this->Compute()
 584   err->myBadElements.splice( err->myBadElements.end(),
 585                              (list<const SMDS_MeshElement*>&) _badInputElements );
 586   return err;
 587 }
 588
 589 //================================================================================
 590 /*!
 591  * \brief initialize compute error
 592  */
 593 //================================================================================
 594
 595 void SMESH_Algo::InitComputeError()
 596 {
 597   _error = COMPERR_OK;
 598   _comment.clear();
 599   list<const SMDS_MeshElement*>::iterator elem = _badInputElements.begin();
 600   for ( ; elem != _badInputElements.end(); ++elem )
 601     if ( (*elem)->GetID() < 1 )
 602       delete *elem;
 603   _badInputElements.clear();
 604 }
 605
 606 //================================================================================
 607 /*!
 608  * \brief store a bad input element preventing computation,
 609  *        which may be a temporary one i.e. not residing the mesh,
 610  *        then it will be deleted by InitComputeError()
 611  */
 612 //================================================================================
 613
 614 void SMESH_Algo::addBadInputElement(const SMDS_MeshElement* elem)
 615 {
 616   if ( elem )
 617     _badInputElements.push_back( elem );
 618 }