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 #include <Standard_Failure.hxx>
  35 #include <Standard_ErrorHandler.hxx>
  36
  37 Function::Function( const int conv )
  38 : myConv( conv )
  39 {
  40 }
  41
  42 Function::~Function()
  43 {
  44 }
  45
  46 bool Function::value( const double, double& f ) const
  47 {
  48   bool ok = true;
  49   if( myConv==0 )
  50   {
  51     try {
  52       OCC_CATCH_SIGNALS;
  53       f = pow( 10, f );
  54     }
  55     catch(Standard_Failure)
  56     {
  57       Handle(Standard_Failure) aFail = Standard_Failure::Caught();
  58       f = 0.0;
  59       ok = false;
  60     }
  61   }
  62   else if( myConv==1 && f<0.0 )
  63     f = 0.0;
  64
  65   return ok;
  66 }
  67
  68 FunctionIntegral::FunctionIntegral( const Function* f, const double st )
  69 : Function( -1 ),
  70   myFunc( const_cast<Function*>( f ) ),
  71   myStart( st )
  72 {
  73 }
  74
  75 FunctionIntegral::~FunctionIntegral()
  76 {
  77 }
  78
  79 bool FunctionIntegral::value( const double t, double& f ) const
  80 {
  81   f = myFunc ? myFunc->integral( myStart, t ) : 0;
  82   return myFunc!=0 && Function::value( t, f );
  83 }
  84
  85 double FunctionIntegral::integral( const double, const double ) const
  86 {
  87   return 0;
  88 }
  89
  90 FunctionTable::FunctionTable( const std::vector<double>& data, const int conv )
  91 : Function( conv )
  92 {
  93   myData = data;
  94 }
  95
  96 FunctionTable::~FunctionTable()
  97 {
  98 }
  99
 100 bool FunctionTable::value( const double t, double& f ) const
 101 {
 102   int i1, i2;
 103   if( !findBounds( t, i1, i2 ) )
 104     return false;
 105
 106   double
 107     x1 = myData[2*i1], y1 = myData[2*i1+1],
 108     x2 = myData[2*i2], y2 = myData[2*i2+1];
 109
 110   Function::value( x1, y1 );
 111   Function::value( x2, y2 );
 112
 113   f = y1 + ( y2-y1 ) * ( t-x1 ) / ( x2-x1 );
 114   return true;
 115 }
 116
 117 double FunctionTable::integral( const int i ) const
 118 {
 119   if( i>=0 && i<myData.size()-1 )
 120     return integral( i, myData[2*(i+1)]-myData[2*i] );
 121   else
 122     return 0;
 123 }
 124
 125 double FunctionTable::integral( const int i, const double d ) const
 126 {
 127   double f1,f2, res = 0.0;
 128   if( value( myData[2*i]+d, f1 ) )
 129     if(!value(myData[2*i], f2))
 130       f2 = myData[2*i+1];
 131   res = (f2+f1) * d / 2.0;
 132   return res;
 133 }
 134
 135 double FunctionTable::integral( const double a, const double b ) const
 136 {
 137   int x1s, x1f, x2s, x2f;
 138   findBounds( a, x1s, x1f );
 139   findBounds( b, x2s, x2f );
 140   double J = 0;
 141   for( int i=x1s; i<x2s; i++ )
 142     J+=integral( i );
 143   J-=integral( x1s, a-myData[2*x1s] );
 144   J+=integral( x2s, b-myData[2*x2s] );
 145   return J;
 146 }
 147
 148 bool FunctionTable::findBounds( const double x, int& x_ind_1, int& x_ind_2 ) const
 149 {
 150   int n = myData.size() / 2;
 151   if( n==0 || x<myData[0] )
 152   {
 153     x_ind_1 = x_ind_2 = 0;
 154     return false;
 155   }
 156
 157   for( int i=0; i<n-1; i++ )
 158     if( myData[2*i]<=x && x<=myData[2*(i+1)] )
 159     {
 160       x_ind_1 = i;
 161       x_ind_2 = i+1;
 162       return true;
 163     }
 164   x_ind_1 = n-1;
 165   x_ind_2 = n-1;
 166   return false;
 167 }
 168
 169 FunctionExpr::FunctionExpr( const char* str, const int conv )
 170 : Function( conv ),
 171   myVars( 1, 1 ),
 172   myValues( 1, 1 )
 173 {
 174   bool ok = true;
 175   try {
 176     OCC_CATCH_SIGNALS;
 177     myExpr = ExprIntrp_GenExp::Create();
 178     myExpr->Process( ( Standard_CString )str );
 179   }
 180   catch(Standard_Failure)
 181   {
 182     Handle(Standard_Failure) aFail = Standard_Failure::Caught();
 183     ok = false;
 184   }
 185
 186   if( !ok || !myExpr->IsDone() )
 187     myExpr.Nullify();
 188
 189   myVars.ChangeValue( 1 ) = new Expr_NamedUnknown( "t" );
 190 }
 191
 192 FunctionExpr::~FunctionExpr()
 193 {
 194 }
 195
 196 Standard_Boolean FunctionExpr::Value( Standard_Real T, Standard_Real& F )
 197 {
 198   double f;
 199   Standard_Boolean res = value( T, f );
 200   F = f;
 201   return res;
 202 }
 203
 204 bool FunctionExpr::value( const double t, double& f ) const
 205 {
 206   if( myExpr.IsNull() )
 207     return false;
 208
 209   ( ( TColStd_Array1OfReal& )myValues ).ChangeValue( 1 ) = t;
 210   bool ok = true;
 211   try {
 212     OCC_CATCH_SIGNALS;
 213     f = myExpr->Expression()->Evaluate( myVars, myValues );
 214   }
 215   catch(Standard_Failure) {
 216     Handle(Standard_Failure) aFail = Standard_Failure::Caught();
 217     f = 0.0;
 218     ok = false;
 219   }
 220
 221   ok = Function::value( t, f ) && ok;
 222   return ok;
 223 }
 224
 225 double FunctionExpr::integral( const double a, const double b ) const
 226 {
 227   double res = 0.0;
 228   try {
 229     OCC_CATCH_SIGNALS;
 230     math_GaussSingleIntegration _int( ( math_Function& )*this, a, b, 20 );
 231     if( _int.IsDone() )
 232       res = _int.Value();
 233   }
 234   catch(Standard_Failure)
 235   {
 236     res = 0.0;
 237     MESSAGE( "Exception in integral calculating" );
 238   }
 239   return res;
 240 }
 241
 242 double dihotomySolve( Function& f, const double val, const double _start, const double _fin, const double eps, bool& ok )
 243 {
 244   double start = _start, fin = _fin, start_val, fin_val; bool ok1, ok2;
 245   ok1 = f.value( start, start_val );
 246   ok2 = f.value( fin, fin_val );
 247
 248   if( !ok1 || !ok2 )
 249   {
 250     ok = false;
 251     return 0.0;
 252   }
 253
 254   bool start_pos = start_val>=val, fin_pos = fin_val>=val;
 255   ok = true;
 256
 257   while( fin-start>eps )
 258   {
 259     double mid = ( start+fin )/2.0, mid_val;
 260     ok = f.value( mid, mid_val );
 261     if( !ok )
 262       return 0.0;
 263
 264     //char buf[1024];
 265     //sprintf( buf, "start=%f\nfin=%f\nmid_val=%f\n", float( start ), float( fin ), float( mid_val ) );
 266     //MESSAGE( buf );
 267
 268     bool mid_pos = mid_val>=val;
 269     if( start_pos!=mid_pos )
 270     {
 271       fin_pos = mid_pos;
 272       fin = mid;
 273     }
 274     else if( fin_pos!=mid_pos )
 275     {
 276       start_pos = mid_pos;
 277       start = mid;
 278     }
 279     else
 280     {
 281       ok = false;
 282       break;
 283     }
 284   }
 285   return (start+fin)/2.0;
 286 }
 287
 288 bool buildDistribution( const TCollection_AsciiString& f, const int conv, const double start, const double end,
 289                         const int nbSeg, vector<double>& data, const double eps )
 290 {
 291   FunctionExpr F( f.ToCString(), conv );
 292   return buildDistribution( F, start, end, nbSeg, data, eps );
 293 }
 294
 295 bool buildDistribution( const std::vector<double>& f, const int conv, const double start, const double end,
 296                         const int nbSeg, vector<double>& data, const double eps )
 297 {
 298   FunctionTable F( f, conv );
 299   return buildDistribution( F, start, end, nbSeg, data, eps );
 300 }
 301
 302 bool buildDistribution( const Function& func, const double start, const double end, const int nbSeg,
 303                         vector<double>& data, const double eps )
 304 {
 305   if( nbSeg<=0 )
 306     return false;
 307
 308   data.resize( nbSeg+1 );
 309   data[0] = start;
 310   double J = func.integral( start, end ) / nbSeg;
 311   if( J<1E-10 )
 312     return false;
 313
 314   bool ok;
 315   //MESSAGE( "distribution:" );
 316   //char buf[1024];
 317   for( int i=1; i<nbSeg; i++ )
 318   {
 319     FunctionIntegral f_int( &func, data[i-1] );
 320     data[i] = dihotomySolve( f_int, J, data[i-1], end, eps, ok );
 321     //sprintf( buf, "%f\n", float( data[i] ) );
 322     //MESSAGE( buf );
 323     if( !ok )
 324       return false;
 325   }
 326
 327   data[nbSeg] = end;
 328   return true;
 329 }