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   double
 121     x1 = myData[2*i1], y1 = myData[2*i1+1],
 122     x2 = myData[2*i2], y2 = myData[2*i2+1];
 123
 124   Function::value( x1, y1 );
 125   Function::value( x2, y2 );
 126
 127   f = y1 + ( y2-y1 ) * ( t-x1 ) / ( x2-x1 );
 128   return true;
 129 }
 130
 131 double FunctionTable::integral( const int i ) const
 132 {
 133   if( i>=0 && i<myData.size()-1 )
 134     return integral( i, myData[2*(i+1)]-myData[2*i] );
 135   else
 136     return 0;
 137 }
 138
 139 double FunctionTable::integral( const int i, const double d ) const
 140 {
 141   double f1,f2, res = 0.0;
 142   if( value( myData[2*i]+d, f1 ) )
 143     if(!value(myData[2*i], f2))
 144       f2 = myData[2*i+1];
 145   res = (f2+f1) * d / 2.0;
 146   return res;
 147 }
 148
 149 double FunctionTable::integral( const double a, const double b ) const
 150 {
 151   int x1s, x1f, x2s, x2f;
 152   findBounds( a, x1s, x1f );
 153   findBounds( b, x2s, x2f );
 154   double J = 0;
 155   for( int i=x1s; i<x2s; i++ )
 156     J+=integral( i );
 157   J-=integral( x1s, a-myData[2*x1s] );
 158   J+=integral( x2s, b-myData[2*x2s] );
 159   return J;
 160 }
 161
 162 bool FunctionTable::findBounds( const double x, int& x_ind_1, int& x_ind_2 ) const
 163 {
 164   int n = myData.size() / 2;
 165   if( n==0 || x<myData[0] )
 166   {
 167     x_ind_1 = x_ind_2 = 0;
 168     return false;
 169   }
 170
 171   for( int i=0; i<n-1; i++ )
 172     if( myData[2*i]<=x && x<=myData[2*(i+1)] )
 173     {
 174       x_ind_1 = i;
 175       x_ind_2 = i+1;
 176       return true;
 177     }
 178   x_ind_1 = n-1;
 179   x_ind_2 = n-1;
 180   return false;
 181 }
 182
 183 FunctionExpr::FunctionExpr( const char* str, const int conv )
 184 : Function( conv ),
 185   myVars( 1, 1 ),
 186   myValues( 1, 1 )
 187 {
 188   bool ok = true;
 189 #ifdef NO_CAS_CATCH
 190   try {
 191     OCC_CATCH_SIGNALS;
 192 #else
 193   CASCatch_TRY {
 194 #endif
 195     myExpr = ExprIntrp_GenExp::Create();
 196     myExpr->Process( ( Standard_CString )str );
 197 #ifdef NO_CAS_CATCH
 198   } catch(Standard_Failure) {
 199 #else
 200   } CASCatch_CATCH(Standard_Failure) {
 201 #endif
 202     Handle(Standard_Failure) aFail = Standard_Failure::Caught();
 203     ok = false;
 204   }
 205
 206   if( !ok || !myExpr->IsDone() )
 207     myExpr.Nullify();
 208
 209   myVars.ChangeValue( 1 ) = new Expr_NamedUnknown( "t" );
 210 }
 211
 212 FunctionExpr::~FunctionExpr()
 213 {
 214 }
 215
 216 Standard_Boolean FunctionExpr::Value( const Standard_Real T, Standard_Real& F )
 217 {
 218   double f;
 219   Standard_Boolean res = value( T, f );
 220   F = f;
 221   return res;
 222 }
 223
 224 bool FunctionExpr::value( const double t, double& f ) const
 225 {
 226   if( myExpr.IsNull() )
 227     return false;
 228
 229   ( ( TColStd_Array1OfReal& )myValues ).ChangeValue( 1 ) = t;
 230   bool ok = true;
 231 #ifdef NO_CAS_CATCH
 232   try {
 233     OCC_CATCH_SIGNALS;
 234 #else
 235   CASCatch_TRY {
 236 #endif
 237     f = myExpr->Expression()->Evaluate( myVars, myValues );
 238 #ifdef NO_CAS_CATCH
 239   } catch(Standard_Failure) {
 240 #else
 241   } CASCatch_CATCH(Standard_Failure) {
 242 #endif
 243     Handle(Standard_Failure) aFail = Standard_Failure::Caught();
 244     f = 0.0;
 245     ok = false;
 246   }
 247
 248   ok = Function::value( t, f ) && ok;
 249   return ok;
 250 }
 251
 252 double FunctionExpr::integral( const double a, const double b ) const
 253 {
 254   double res = 0.0;
 255 #ifdef NO_CAS_CATCH
 256   try {
 257     OCC_CATCH_SIGNALS;
 258 #else
 259   CASCatch_TRY {
 260 #endif
 261     math_GaussSingleIntegration _int
 262       ( *static_cast<math_Function*>( const_cast<FunctionExpr*> (this) ), a, b, 20 );
 263     if( _int.IsDone() )
 264       res = _int.Value();
 265 #ifdef NO_CAS_CATCH
 266   } catch(Standard_Failure) {
 267 #else
 268   } CASCatch_CATCH(Standard_Failure) {
 269 #endif
 270     res = 0.0;
 271     MESSAGE( "Exception in integral calculating" );
 272   }
 273   return res;
 274 }
 275
 276 double dihotomySolve( Function& f, const double val, const double _start, const double _fin, const double eps, bool& ok )
 277 {
 278   double start = _start, fin = _fin, start_val, fin_val; bool ok1, ok2;
 279   ok1 = f.value( start, start_val );
 280   ok2 = f.value( fin, fin_val );
 281
 282   if( !ok1 || !ok2 )
 283   {
 284     ok = false;
 285     return 0.0;
 286   }
 287
 288   bool start_pos = start_val>=val, fin_pos = fin_val>=val;
 289   ok = true;
 290
 291   while( fin-start>eps )
 292   {
 293     double mid = ( start+fin )/2.0, mid_val;
 294     ok = f.value( mid, mid_val );
 295     if( !ok )
 296       return 0.0;
 297
 298     //char buf[1024];
 299     //sprintf( buf, "start=%f\nfin=%f\nmid_val=%f\n", float( start ), float( fin ), float( mid_val ) );
 300     //MESSAGE( buf );
 301
 302     bool mid_pos = mid_val>=val;
 303     if( start_pos!=mid_pos )
 304     {
 305       fin_pos = mid_pos;
 306       fin = mid;
 307     }
 308     else if( fin_pos!=mid_pos )
 309     {
 310       start_pos = mid_pos;
 311       start = mid;
 312     }
 313     else
 314     {
 315       ok = false;
 316       break;
 317     }
 318   }
 319   return (start+fin)/2.0;
 320 }
 321
 322 bool buildDistribution( const TCollection_AsciiString& f, const int conv, const double start, const double end,
 323                         const int nbSeg, vector<double>& data, const double eps )
 324 {
 325   FunctionExpr F( f.ToCString(), conv );
 326   return buildDistribution( F, start, end, nbSeg, data, eps );
 327 }
 328
 329 bool buildDistribution( const std::vector<double>& f, const int conv, const double start, const double end,
 330                         const int nbSeg, vector<double>& data, const double eps )
 331 {
 332   FunctionTable F( f, conv );
 333   return buildDistribution( F, start, end, nbSeg, data, eps );
 334 }
 335
 336 bool buildDistribution( const Function& func, const double start, const double end, const int nbSeg,
 337                         vector<double>& data, const double eps )
 338 {
 339   if( nbSeg<=0 )
 340     return false;
 341
 342   data.resize( nbSeg+1 );
 343   data[0] = start;
 344   double J = func.integral( start, end ) / nbSeg;
 345   if( J<1E-10 )
 346     return false;
 347
 348   bool ok;
 349   //MESSAGE( "distribution:" );
 350   //char buf[1024];
 351   for( int i=1; i<nbSeg; i++ )
 352   {
 353     FunctionIntegral f_int( &func, data[i-1] );
 354     data[i] = dihotomySolve( f_int, J, data[i-1], end, eps, ok );
 355     //sprintf( buf, "%f\n", float( data[i] ) );
 356     //MESSAGE( buf );
 357     if( !ok )
 358       return false;
 359   }
 360
 361   data[nbSeg] = end;
 362   return true;
 363 }