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23033: EDF 10568 SMESH: wrong header when exporting 2D to gmf
[modules/smesh.git] / src / SMESH / SMESH_Algo.hxx
index de6c671626fb8b8c44c5226e6eb1711af0b568d5..3462f0a0db212570b83314350624f59ed18981a0 100644 (file)
-//=============================================================================
-// File      : SMESH_Algo.hxx
-// Created   : sam mai 18 09:20:46 CEST 2002
-// Author    : Paul RASCLE, EDF
-// Project   : SALOME
-// Copyright : EDF 2002
-// $Header$
-//=============================================================================
+// Copyright (C) 2007-2015  CEA/DEN, EDF R&D, OPEN CASCADE
+//
+// Copyright (C) 2003-2007  OPEN CASCADE, EADS/CCR, LIP6, CEA/DEN,
+// CEDRAT, EDF R&D, LEG, PRINCIPIA R&D, BUREAU VERITAS
+//
+// This library is free software; you can redistribute it and/or
+// modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
+// License as published by the Free Software Foundation; either
+// version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
+//
+// This library is distributed in the hope that it will be useful,
+// but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+// MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
+// Lesser General Public License for more details.
+//
+// You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
+// License along with this library; if not, write to the Free Software
+// Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307 USA
+//
+// See http://www.salome-platform.org/ or email : webmaster.salome@opencascade.com
+//
 
+//  SMESH SMESH : implementaion of SMESH idl descriptions
+//  File   : SMESH_Algo.hxx
+//  Author : Paul RASCLE, EDF
+//  Module : SMESH
+//
 #ifndef _SMESH_ALGO_HXX_
 #define _SMESH_ALGO_HXX_
 
+#include "SMESH_SMESH.hxx"
+
+#include "SMDSAbs_ElementType.hxx"
+#include "SMESH_Comment.hxx"
+#include "SMESH_ComputeError.hxx"
 #include "SMESH_Hypothesis.hxx"
 
 #include <TopoDS_Shape.hxx>
 #include <TopoDS_Edge.hxx>
+#include <GeomAbs_Shape.hxx>
 
 #include <string>
 #include <vector>
 #include <list>
+#include <map>
+#include <set>
 
-class SMESH_gen;
+class SMDS_MeshNode;
+class SMESHDS_Mesh;
+class SMESHDS_SubMesh;
+class SMESH_Gen;
+class SMESH_HypoFilter;
 class SMESH_Mesh;
+class SMESH_MesherHelper;
+class SMESH_ProxyMesh;
+class SMESH_subMesh;
+class TopoDS_Face;
+class TopoDS_Shape;
+class TopoDS_Vertex;
+class TopoDS_Wire;
+class gp_XYZ;
+
+typedef std::map< SMESH_subMesh*, std::vector<int> >           MapShapeNbElems;
+typedef std::map< SMESH_subMesh*, std::vector<int> >::iterator MapShapeNbElemsItr;
 
-class SMESH_Algo:
-  public SMESH_Hypothesis
+// ==================================================================================
+/*!
+ * \brief Root of all algorithms
+ *
+ *  Methods of the class are grouped into several parts:
+ *  - main lifecycle methods, like Compute()
+ *  - methods describing features of the algorithm, like NeedShape()
+ *  - methods related to dependencies between sub-meshes imposed by the algorith
+ *  - static utilities, like EdgeLength()
+ */
+// ==================================================================================
+
+class SMESH_EXPORT SMESH_Algo : public SMESH_Hypothesis
 {
+ public:
+  //==================================================================================
+  /*!
+   * \brief Structure describing algorithm features
+   */
+  // --------------------------------------------------------------------------------
+  struct Features
+  {
+    int                            _dim;
+    std::set<SMDSAbs_GeometryType> _inElemTypes;  // acceptable types of input mesh element
+    std::set<SMDSAbs_GeometryType> _outElemTypes; // produced types of mesh elements
+    std::string                    _label;        // GUI type name
+
+    bool IsCompatible( const Features& algo2 ) const;
+  };
+  /*!
+   * \brief Returns a structure describing algorithm features
+   */
+  static const Features& GetFeatures( const std::string& algoType );
+  const Features&        GetFeatures() const { return GetFeatures( _name ); }
+
+ public:
+  //==================================================================================
+  /*!
+   * \brief Creates algorithm
+    * \param hypId - algorithm ID
+    * \param studyId - study ID
+    * \param gen - SMESH_Gen
+   */
+  SMESH_Algo(int hypId, int studyId, SMESH_Gen * gen);
+
+  /*!
+   * \brief Destructor
+   */
+  virtual ~ SMESH_Algo();
+
+  /*!
+   * \brief Saves nothing in a stream
+    * \param save - the stream
+    * \retval std::ostream & - the stream
+   */
+  virtual std::ostream & SaveTo(std::ostream & save);
+
+  /*!
+   * \brief Loads nothing from a stream
+    * \param load - the stream
+    * \retval std::ostream & - the stream
+   */
+  virtual std::istream & LoadFrom(std::istream & load);
+
+  /*!
+   * \brief Returns all types of compatible hypotheses
+   */
+  const std::vector < std::string > & GetCompatibleHypothesis();
+
+  /*!
+   * \brief Check hypothesis definition to mesh a shape
+    * \param aMesh - the mesh
+    * \param aShape - the shape
+    * \param aStatus - check result
+    * \retval bool - true if hypothesis is well defined
+    *
+    * Textual description of a problem can be stored in _comment field.
+   */
+  virtual bool CheckHypothesis(SMESH_Mesh&                          aMesh,
+                               const TopoDS_Shape&                  aShape,
+                               SMESH_Hypothesis::Hypothesis_Status& aStatus) = 0;
+  /*!
+   * \brief Computes mesh on a shape
+    * \param aMesh - the mesh
+    * \param aShape - the shape
+    * \retval bool - is a success
+    *
+    * Algorithms that !NeedDiscreteBoundary() || !OnlyUnaryInput() are
+    * to set SMESH_ComputeError returned by SMESH_submesh::GetComputeError()
+    * to report problematic sub-shapes
+   */
+  virtual bool Compute(SMESH_Mesh & aMesh, const TopoDS_Shape & aShape) = 0;
+
+  /*!
+   * \brief Computes mesh without geometry
+    * \param aMesh - the mesh
+    * \param aHelper - helper that must be used for adding elements to \aaMesh
+    * \retval bool - is a success
+    *
+    * The method is called if ( !aMesh->HasShapeToMesh() )
+   */
+  virtual bool Compute(SMESH_Mesh & aMesh, SMESH_MesherHelper* aHelper);
+
+  /*!
+   * \brief Sets _computeCanceled to true. It's usage depends on
+   *        implementation of a particular mesher.
+   */
+  virtual void CancelCompute();
+
+  /*!
+   * \brief If possible, returns progress of computation [0.,1.]
+   */
+  virtual double GetProgress() const;
+
+  /*!
+   * \brief evaluates size of prospective mesh on a shape
+    * \param aMesh - the mesh
+    * \param aShape - the shape
+    * \param aNbElems - prospective number of elements by types
+    * \retval bool - is a success
+   */
+  virtual bool Evaluate(SMESH_Mesh & aMesh, const TopoDS_Shape & aShape,
+                        MapShapeNbElems& aResMap) = 0;
+
+  /*!
+   * \brief Returns a list of compatible hypotheses used to mesh a shape
+    * \param aMesh - the mesh 
+    * \param aShape - the shape
+    * \param ignoreAuxiliary - do not include auxiliary hypotheses in the list
+    * \retval const std::list <const SMESHDS_Hypothesis*> - hypotheses list
+   * 
+   *  List the hypothesis used by the algorithm associated to the shape.
+   *  Hypothesis associated to father shape -are- taken into account (see
+   *  GetAppliedHypothesis). Relevant hypothesis have a name (type) listed in
+   *  the algorithm. This method could be surcharged by specific algorithms, in 
+   *  case of several hypothesis simultaneously applicable.
+   */
+  virtual const std::list <const SMESHDS_Hypothesis *> &
+  GetUsedHypothesis(SMESH_Mesh &         aMesh,
+                    const TopoDS_Shape & aShape,
+                    const bool           ignoreAuxiliary=true) const;
+  /*!
+   * \brief Returns a list of compatible hypotheses assigned to a shape in a mesh
+    * \param aMesh - the mesh 
+    * \param aShape - the shape
+    * \param ignoreAuxiliary - do not include auxiliary hypotheses in the list
+    * \retval const std::list <const SMESHDS_Hypothesis*> - hypotheses list
+   * 
+   *  List the relevant hypothesis associated to the shape. Relevant hypothesis
+   *  have a name (type) listed in the algorithm. Hypothesis associated to
+   *  father shape -are not- taken into account (see GetUsedHypothesis)
+   */
+  const list <const SMESHDS_Hypothesis *> &
+  GetAppliedHypothesis(SMESH_Mesh &         aMesh,
+                       const TopoDS_Shape & aShape,
+                       const bool           ignoreAuxiliary=true) const;
+  /*!
+   * \brief Returns the filter recognizing only compatible hypotheses
+   *  \param ignoreAuxiliary - make filter ignore compatible auxiliary hypotheses
+   *  \retval SMESH_HypoFilter* - the filter that can be NULL
+   */
+  const SMESH_HypoFilter* GetCompatibleHypoFilter(const bool ignoreAuxiliary) const;
+
+  /*!
+   * \brief Just return false as the algorithm does not hold parameters values
+   */
+  virtual bool SetParametersByMesh(const SMESH_Mesh* theMesh, const TopoDS_Shape& theShape);
+  virtual bool SetParametersByDefaults(const TDefaults& dflts, const SMESH_Mesh* theMesh=0);
+
+  /*!
+   * \brief return compute error
+   */
+  SMESH_ComputeErrorPtr GetComputeError() const;
+  /*!
+   * \brief initialize compute error etc. before call of Compute()
+   */
+  void InitComputeError();
+  /*!
+   * \brief Return compute progress by nb of calls of this method
+   */
+  double GetProgressByTic() const;
+  /*!
+   * Return a vector of sub-meshes to Compute()
+   */
+  std::vector<SMESH_subMesh*>& SubMeshesToCompute() { return _smToCompute; }
+
+public:
+  // ==================================================================
+  // Algo features influencing how Compute() is called:
+  // in what turn and with what input shape
+  // ==================================================================
+
+  // SMESH_Hypothesis::GetDim();
+  // 1 - dimention of target mesh
+
+  bool OnlyUnaryInput() const { return _onlyUnaryInput; }
+  // 2 - is collection of tesselatable shapes inacceptable as input;
+  // "collection" means a shape containing shapes of dim equal
+  // to GetDim().
+  // Algo which can process a collection shape should expect
+  // an input temporary shape that is neither MainShape nor
+  // its child.
+
+  bool NeedDiscreteBoundary() const { return _requireDiscreteBoundary; }
+  // 3 - is a Dim-1 mesh prerequisite
+
+  bool NeedShape() const { return _requireShape; }
+  // 4 - is shape existance required
+
+  bool SupportSubmeshes() const { return _supportSubmeshes; }
+  // 5 - whether supports submeshes if !NeedDiscreteBoundary()
+
+  bool NeedLowerHyps(int dim) const { return _neededLowerHyps[ dim ]; }
+  // 6 - if algo !NeedDiscreteBoundary() but requires presence of
+  // hypotheses of dimension <dim> to generate all-dimensional mesh.
+  // This info is used not to issue warnings on hiding of lower global algos.
+
+public:
+  // ==================================================================
+  // Methods to track non hierarchical dependencies between submeshes 
+  // ==================================================================
+
+  /*!
+   * \brief Sets event listener to submeshes if necessary
+    * \param subMesh - submesh where algo is set
+   *
+   * This method is called when a submesh gets HYP_OK algo_state.
+   * After being set, event listener is notified on each event of a submesh.
+   * By default none listener is set
+   */
+  virtual void SetEventListener(SMESH_subMesh* subMesh);
+  
+  /*!
+   * \brief Allow algo to do something after persistent restoration
+    * \param subMesh - restored submesh
+   *
+   * This method is called only if a submesh has HYP_OK algo_state.
+   */
+  virtual void SubmeshRestored(SMESH_subMesh* subMesh);
+  
 public:
-  SMESH_Algo(int hypId, int studyId, SMESH_Gen* gen);
-  virtual ~SMESH_Algo();
+  // ==================================================================
+  // Common algo utilities
+  // ==================================================================
+  /*!
+   * \brief Fill vector of node parameters on geometrical edge, including vertex nodes
+   * \param theMesh - The mesh containing nodes
+   * \param theEdge - The geometrical edge of interest
+   * \param theParams - The resulting vector of sorted node parameters
+   * \retval bool - false if not all parameters are OK
+   */
+  static bool GetNodeParamOnEdge(const SMESHDS_Mesh*     theMesh,
+                                 const TopoDS_Edge&      theEdge,
+                                 std::vector< double > & theParams);
+  /*!
+   * \brief Fill map of node parameter on geometrical edge to node it-self
+   * \param theMesh - The mesh containing nodes
+   * \param theEdge - The geometrical edge of interest
+   * \param theNodes - The resulting map
+   * \param ignoreMediumNodes - to store medium nodes of quadratic elements or not
+   * \param typeToCheck - type of elements to check for medium nodes
+   * \retval bool - false if not all parameters are OK
+   */
+  static bool GetSortedNodesOnEdge(const SMESHDS_Mesh*                        theMesh,
+                                   const TopoDS_Edge&                         theEdge,
+                                   const bool                                 ignoreMediumNodes,
+                                   std::map< double, const SMDS_MeshNode* > & theNodes,
+                                   const SMDSAbs_ElementType                  typeToCheck = SMDSAbs_All);
+  /*!
+   * Moved to SMESH_MesherHelper
+   */
+  // static bool IsReversedSubMesh (const TopoDS_Face&  theFace,
+  //                                SMESHDS_Mesh*       theMeshDS);
+  /*!
+   * \brief Compute length of an edge
+    * \param E - the edge
+    * \retval double - the length
+   */
+  static double EdgeLength(const TopoDS_Edge & E);
+
+  //static int NumberOfWires(const TopoDS_Shape& S);
+  int NumberOfPoints(SMESH_Mesh& aMesh,const TopoDS_Wire& W);
+
+  /*!
+   * \brief Return continuity of two edges
+    * \param E1 - the 1st edge
+    * \param E2 - the 2nd edge
+    * \retval GeomAbs_Shape - regularity at the junction between E1 and E2
+   */
+  static GeomAbs_Shape Continuity(TopoDS_Edge E1, TopoDS_Edge E2);
+
+  /*!
+   * \brief Return true if an edge can be considered as a continuation of another
+   */
+  static bool IsContinuous(const TopoDS_Edge & E1, const TopoDS_Edge & E2) {
+    return ( Continuity( E1, E2 ) >= GeomAbs_G1 );
+  }
+  /*!
+   * \brief Return true if an edge can be considered straight
+   */
+  static bool IsStraight( const TopoDS_Edge & E, const bool degenResult=false );
+  /*!
+   * \brief Return true if an edge has no 3D curve
+   */
+  static bool isDegenerated( const TopoDS_Edge & E );
 
-  const vector<string> & GetCompatibleHypothesis();
-  virtual bool CheckHypothesis(SMESH_Mesh& aMesh,
-                              const TopoDS_Shape& aShape);
+  /*!
+   * \brief Return the node built on a vertex
+    * \param V - the vertex
+    * \param meshDS - mesh
+    * \retval const SMDS_MeshNode* - found node or NULL
+   */
+  static const SMDS_MeshNode* VertexNode(const TopoDS_Vertex& V, const SMESHDS_Mesh* meshDS);
 
-  virtual bool Compute(SMESH_Mesh& aMesh,
-                      const TopoDS_Shape& aShape);
+  enum EMeshError { MEr_OK = 0, MEr_HOLES, MEr_BAD_ORI, MEr_EMPTY };
 
-  virtual const list<SMESHDS_Hypothesis*>&
-  GetUsedHypothesis(SMESH_Mesh& aMesh,
-                   const TopoDS_Shape& aShape);
+  /*!
+   * \brief Finds topological errors of a sub-mesh 
+   */
+  static EMeshError GetMeshError(SMESH_subMesh* subMesh);
 
-  const list<SMESHDS_Hypothesis*>&
-  GetAppliedHypothesis(SMESH_Mesh& aMesh,
-                      const TopoDS_Shape& aShape);
+ protected:
 
-  static double EdgeLength(const TopoDS_Edge& E);
+  /*!
+   * \brief store error and comment and then return ( error == COMPERR_OK )
+   */
+  bool error(int error, const SMESH_Comment& comment = "");
+  /*!
+   * \brief store COMPERR_ALGO_FAILED error and comment and then return false
+   */
+  bool error(const SMESH_Comment& comment = "")
+  { return error(COMPERR_ALGO_FAILED, comment); }
+  /*!
+   * \brief store error and return error->IsOK()
+   */
+  bool error(SMESH_ComputeErrorPtr error);
+  /*!
+   * \brief store a bad input element preventing computation,
+   *        which may be a temporary one i.e. not residing the mesh,
+   *        then it will be deleted by InitComputeError()
+   */
+  void addBadInputElement(const SMDS_MeshElement* elem);
 
-  virtual ostream & SaveTo(ostream & save);
-  virtual istream & LoadFrom(istream & load);
-  friend ostream& operator << (ostream & save, SMESH_Algo & hyp);
-  friend istream& operator >> (istream & load, SMESH_Algo & hyp);
+  void addBadInputElements(const SMESHDS_SubMesh* sm,
+                           const bool             addNodes=false);
 
 protected:
-  vector<string> _compatibleHypothesis;
-  list<SMESHDS_Hypothesis*> _appliedHypList;
-  list<SMESHDS_Hypothesis*> _usedHypList;
+
+  const SMESH_HypoFilter *              _compatibleAllHypFilter;
+  const SMESH_HypoFilter *              _compatibleNoAuxHypFilter;
+  std::vector<std::string>              _compatibleHypothesis;
+  std::list<const SMESHDS_Hypothesis *> _appliedHypList;
+  std::list<const SMESHDS_Hypothesis *> _usedHypList;
+  
+
+  // Algo features influencing which Compute() and how is called:
+  // in what turn and with what input shape.
+  // These fields must be redefined if necessary by each descendant at constructor.
+  bool _onlyUnaryInput;         // mesh one shape of GetDim() at once. Default TRUE
+  bool _requireDiscreteBoundary;// GetDim()-1 mesh must be present. Default TRUE
+  bool _requireShape;           // work with GetDim()-1 mesh bound to geom only. Default TRUE
+  bool _supportSubmeshes;       // if !_requireDiscreteBoundary. Default FALSE
+  bool _neededLowerHyps[4];     // hyp dims needed by algo that !_requireDiscreteBoundary. Df. FALSE
+
+  // indicates if quadratic mesh creation is required,
+  // is usually set like this: _quadraticMesh = SMESH_MesherHelper::IsQuadraticSubMesh(shape)
+  bool _quadraticMesh;
+
+  int         _error;    //!< SMESH_ComputeErrorName or anything algo specific
+  std::string _comment;  //!< any text explaining what is wrong in Compute()
+  std::list<const SMDS_MeshElement*> _badInputElements; //!< to explain COMPERR_BAD_INPUT_MESH
+
+  volatile bool _computeCanceled; //!< is set to True while computing to stop it
+
+  double        _progress;        /* progress of Compute() [0.,1.],
+                                     to be set by an algo really tracking the progress */
+  int           _progressTic;     // counter of calls from SMESH_Mesh::GetComputeProgress()
+  std::vector<SMESH_subMesh*> _smToCompute; // sub-meshes to Compute()
+};
+
+
+class SMESH_EXPORT SMESH_0D_Algo: public SMESH_Algo
+{
+public:
+  SMESH_0D_Algo(int hypId, int studyId,  SMESH_Gen* gen);
+};
+
+class SMESH_EXPORT SMESH_1D_Algo: public SMESH_Algo
+{
+public:
+  SMESH_1D_Algo(int hypId, int studyId,  SMESH_Gen* gen);
+};
+
+class SMESH_EXPORT SMESH_2D_Algo: public SMESH_Algo
+{
+public:
+  SMESH_2D_Algo(int hypId, int studyId, SMESH_Gen* gen);
+  /*!
+   * \brief Method in which an algorithm generating a structured mesh
+   *        fixes positions of in-face nodes after there movement
+   *        due to insertion of viscous layers.
+   */
+  virtual bool FixInternalNodes(const SMESH_ProxyMesh& mesh,
+                                const TopoDS_Face&     face);
+};
+
+class SMESH_EXPORT SMESH_3D_Algo: public SMESH_Algo
+{
+public:
+  SMESH_3D_Algo(int hypId, int studyId, SMESH_Gen* gen);
 };
 
 #endif