SaraP
402 lines
28 KiB
C++
402 lines
28 KiB
C++
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
||
/**
|
||
\file
|
||
\brief \ru Двумерный регион.
|
||
\en Two-dimensional region. \~
|
||
|
||
*/
|
||
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
||
|
||
|
||
#ifndef __REGION_H
|
||
#define __REGION_H
|
||
|
||
#include <cur_contour.h>
|
||
#include <templ_sptr.h>
|
||
#include <mb_operation_result.h>
|
||
|
||
|
||
//------------------------------------------------------------------------------
|
||
/** \brief \ru Двумерный регион.
|
||
\en Two-dimensional region. \~
|
||
\details \ru Регион состоит из набора замкнутых составных кривых (контуров) MbContour. \n
|
||
Регион представляет собой связное множество точек двумерного пространства, границы которого описывают контуры.
|
||
Контуры региона замкнуты и не имеют самопересечений (но могут иметь самокасания).
|
||
В произвольном регионе обязан быть один (и только один) внешний контур (положительный
|
||
обход внешнего контура осуществляется против часовой стрелки) и несколько
|
||
внутренних контуров (положительный обход внутреннего контура осуществляется по часовой
|
||
стрелке), которые полностью лежат внутри внешнего контура (или могут его касаться).
|
||
В массиве contours первым всегда лежит внешний контур.
|
||
Над регионами можно выполнять булевы операции.
|
||
\en A region consists of a set of closed composite curves (contours) MbContour. \n
|
||
A region represents a connected set of two-dimensional points, which boundaries are described by contours.
|
||
Contours of region are closed and do not have self-intersections (but there may be self-contacts).
|
||
In arbitrary region should be one (and only one) external contour (positive
|
||
traverse of external contour is performed counterclockwise) and several
|
||
internal contour (positive traverse of internal contour is performed clockwise)
|
||
which are completely located inside external contour (or may contact it).
|
||
In the array 'contours' external contour is always the first.
|
||
Boolean operations may be performed with regions. \~
|
||
\ingroup Region_2D
|
||
*/
|
||
// ---
|
||
class MATH_CLASS MbRegion : public MbPlaneItem {
|
||
private:
|
||
RPArray<MbContour> contours; ///< \ru Контуры региона. \en Region contour.
|
||
mutable ThreeStates setCorrect; ///< \ru Результат проверки корректности. \en Correctness check result.
|
||
|
||
public:
|
||
MbRegion(); ///< \ru Пустой регион. \en Empty region.
|
||
MbRegion( const MbContour &, bool same ); ///< \ru Регион с одним внешним контуром. \en Region with one external contour.
|
||
MbRegion( const SPtr<MbContour> &, bool same ); ///< \ru Регион с одним внешним контуром. \en Region with one external contour.
|
||
MbRegion( const RPArray<MbContour> &, bool same ); ///< \ru Регион с несколькими контурами. \en Region with several contours.
|
||
MbRegion( const std::vector< SPtr<MbContour> > &, bool same ); ///< \ru Регион с несколькими контурами. \en Region with several contours.
|
||
MbRegion( const MbRegion &, bool same, MbRegDuplicate * iReg = nullptr ); ///< \ru Конструктор копии. \en Copy-constructor.
|
||
public:
|
||
virtual ~MbRegion();
|
||
|
||
public:
|
||
|
||
/** \ru \name Общие функции геометрического объекта.
|
||
\en \name Common functions of a geometric object.
|
||
\{ */
|
||
MbePlaneType IsA() const override; // \ru Тип объекта. \en A type of an object.
|
||
MbePlaneType Type() const override; // \ru Групповой тип объекта. \en Group type of object.
|
||
MbePlaneType Family() const override; // \ru Семейство объекта. \en Family of object.
|
||
MbPlaneItem & Duplicate( MbRegDuplicate * = nullptr ) const override; // \ru Сделать копию. \en Create a copy
|
||
void Transform( const MbMatrix &, MbRegTransform * = nullptr, const MbSurface * newSurface = nullptr ) override; // \ru Преобразовать согласно матрице. \en Transform according to the matrix.
|
||
void Move ( const MbVector &, MbRegTransform * = nullptr, const MbSurface * newSurface = nullptr ) override; // \ru Сдвинуть вдоль вектора. \en Move along a vector.
|
||
void Rotate ( const MbCartPoint &, const MbDirection & angle, MbRegTransform * iReg = nullptr, const MbSurface * newSurface = nullptr ) override;
|
||
bool IsSame ( const MbPlaneItem &, double accuracy = LENGTH_EPSILON ) const override; // \ru Являются ли объекты равными? \en Determine whether objects are equal.
|
||
bool SetEqual ( const MbPlaneItem & ) override; // \ru Сделать объекты равным. \en Make objects equal.
|
||
void AddYourGabaritTo( MbRect & ) const override; // \ru Добавить свой габарит в присланный габарит. \en Add your own bounding box into the sent bounding box.
|
||
bool IsVisibleInRect( const MbRect &, bool exact = false ) const override; // \ru Виден ли объект в заданном прямоугольнике. \en Whether the object is visible in the given rectangle
|
||
double DistanceToPoint( const MbCartPoint & ) const override; // \ru Вычислить расстояние до точки to. \en Calculate the distance to a point 'to'.
|
||
bool DistanceToPointIfLess( const MbCartPoint &,
|
||
double & distance ) const override; // \ru Вычислить расстояние до точки to, если оно меньше d. \en Calculate the distance to the point 'to' if it is less than d.
|
||
void Refresh() override; // \ru Сбросить все временные данные. \en Reset all temporary data.
|
||
|
||
MbProperty & CreateProperty( MbePrompt ) const override; // \ru Создать собственное свойство. \en Create a custom property.
|
||
void GetProperties( MbProperties & ) override; // \ru Выдать свойства объекта. \en Get properties of the object.
|
||
void SetProperties( const MbProperties & ) override; // \ru Записать свойства объекта. \en Set properties of the object.
|
||
void GetBasisPoints( MbControlData & ) const override; // \ru Выдать контрольные точки объекта. \en Get control points of object.
|
||
void SetBasisPoints( const MbControlData & ) override; // \ru Изменить объект по контрольным точкам. \en Change the object by control points.
|
||
/** \} */
|
||
/**\ru \name Функции инициализации.
|
||
\en \name Initialization functions.
|
||
\{ */
|
||
/// \ru Инициализация. \en Initialization.
|
||
void Init( const MbContour &, bool same );
|
||
/// \ru Инициализация. \en Initialization.
|
||
void Init( const RPArray<MbContour> &, bool same );
|
||
/// \ru Инициализация. \en Initialization.
|
||
void Init( const std::vector< SPtr<MbContour> > &, bool same );
|
||
/** \} */
|
||
/**\ru \name Функции доступа к данным.
|
||
\en \name Functions for access to data.
|
||
\{ */
|
||
size_t GetContoursCount() const { return contours.size(); } ///< \ru Выдать количество контуров региона. \en Get the number of contours of region.
|
||
const MbContour * GetContour( size_t k ) const { return contours[k]; } ///< \ru Выдать контур с индексом index. \en Get contour with the given index.
|
||
const MbContour * GetOutContour() const; ///< \ru Выдать внешний контур. \en Get external contour.
|
||
/** \} */
|
||
/**\ru \name Функции изменения данных.
|
||
\en \name Functions for changing data
|
||
\{ */
|
||
MbContour * SetContour( size_t k ) { setCorrect = ts_neutral; return contours[k]; } ///< \ru Выдать контур с индексом index. \en Get contour with the given index.
|
||
|
||
/// \ru Отсоединить используемые контуры и удалить остальные. \en Detach used contours and delete other.
|
||
void DeleteContours();
|
||
/// \ru Отцепить все контуры региона без удаления. \en Detach all region contours without deletion.
|
||
template <class ContoursVector>
|
||
void DetachContours( ContoursVector & dstContours )
|
||
{
|
||
size_t addCnt = contours.size();
|
||
dstContours.reserve( dstContours.size() + addCnt );
|
||
c3d::PlaneContourSPtr contour;
|
||
for ( size_t k = 0; k < addCnt; ++k ) {
|
||
::DecRefItem( contours[k] );
|
||
contour = contours[k];
|
||
dstContours.push_back( contour );
|
||
::DetachItem( contour );
|
||
}
|
||
contours.clear();
|
||
setCorrect = ts_neutral;
|
||
}
|
||
|
||
/// \ru Сделать регион корректным (если это нужно и возможно). \en Make region correct (if this is possible).
|
||
bool SetCorrect();
|
||
/// \ru Состояние проверки корректности региона. \en A state of region validation.
|
||
ThreeStates GetCorrectState() const { return setCorrect; }
|
||
|
||
/// \ru Определить положение точки относительно региона. \en Define the point location relative to the region.
|
||
MbeItemLocation PointClassification( const MbCartPoint &, double metricAcc /*= Math::LengthEps*/ ) const;
|
||
/// \ru Есть ли в контуре криволинейный сегмент. \en Whether the contour has a curved segment.
|
||
bool IsAnyCurvilinear() const;
|
||
/// \ru Одинаковы ли регионы геометрически. \en Whether regions are space same.
|
||
bool IsSpaceSame( const MbRegion & ) const;
|
||
/// \ru Рассчитать и добавить массивы отрисовочных точек с заданной стрелкой прогиба. \en Calculate and add arrays of drawn points with a given sag.
|
||
void CalculatePolygons( double sag, RPArray<MbPolygon> & polygons ) const;
|
||
/// \ru Удалить внутренние контуры. \en Remove internal contours.
|
||
void DeleteInnerContours();
|
||
|
||
/** \brief \ru Удалить внутренний контур.
|
||
\en Remove internal contour. \~
|
||
\details \ru Удалить внутренний контур по индексу. Индекс проверяется на корректность.
|
||
\en Remove internal contour by index. An index is validated for correctness. \~
|
||
\param[in] index - \ru Индекс внутреннего контура. Должен быть больше нуля, но меньше количества контуров.
|
||
\en An index of internal contour. It should be more than null and less than the number of contours. \~
|
||
\return \ru true Если контур был удален.
|
||
\en True if the contour has been deleted. \~
|
||
*/
|
||
bool DeleteInnerContour( size_t index );
|
||
/** \} */
|
||
|
||
DECLARE_PERSISTENT_CLASS_NEW_DEL( MbRegion )
|
||
OBVIOUS_PRIVATE_COPY( MbRegion )
|
||
}; // MbRegion
|
||
|
||
IMPL_PERSISTENT_OPS( MbRegion )
|
||
|
||
//-------------------------------------------------------------------------------
|
||
/** \brief \ru Получить набор регионов.
|
||
\en Get a set of regions. \~
|
||
\details \ru Получить набор корректных регионов из произвольного набора контуров.\n
|
||
Из присланных контуров отбираются те, которые подходят для построения
|
||
региона - замкнутые несамопересекающиеся и без разрывов.
|
||
\en Get a set of correct regions from arbitrary set of regions. \n
|
||
From sent contours there are selected such contours which are suitable for construction
|
||
of region - closed, without self-intersections and discontinuities. \~
|
||
\param[in] contours - \ru Набор контуров.
|
||
\en A set of contours. \~
|
||
\param[in] sameContours - \ru Флаг использования оригиналов контуров при создании регионов.
|
||
\en A flag of using of contours originals when creating regions. \~
|
||
\param[out] regions - \ru Результат - набор регионов.
|
||
\en The result is a set of points. \~
|
||
\ingroup Algorithms_2D
|
||
*/
|
||
// ---
|
||
MATH_FUNC (void) GetCorrectRegions( const RPArray<MbContour> & contours, bool sameContours,
|
||
RPArray<MbRegion> & regions );
|
||
|
||
|
||
//-------------------------------------------------------------------------------
|
||
/** \brief \ru Разбить набор контуров на группы и построить по ним регионы.
|
||
\en Divide a set of regions into groups and construct regions. \~
|
||
\details \ru Разбить произвольный набор контуров на связные группы контуров и построить по ним регионы.\n
|
||
Для любого контура, принадлежащего связной группе, этой же группе
|
||
принадлежат все контуры:\n
|
||
1) совпадающие с данным контуром\n
|
||
2) пересекающие данный контур\n
|
||
3) содержащие данный контур\n
|
||
4) содержащиеся в данном контуре\n
|
||
Группы возвращаются в виде регионов (возможно, некорректных).
|
||
\en Divide arbitrary set of contours into connected groups of contours and construct regions.\n
|
||
For any contour belonging to connected group, this group
|
||
contain all contours:\n
|
||
1) which coincide with the given contour\n
|
||
2) which intersect the given contour\n
|
||
3) which contain the given contour\n
|
||
4) which are contained in the given contour\n
|
||
Groups are returned in regions form (perhaps, incorrect). \~
|
||
\param[in] contours - \ru Набор контуров для разбиения на группы.
|
||
\en A set of contours for dividing into groups. \~
|
||
\param[in] useSelfIntCntrs - \ru Если true, то самопересекающиеся контуры образуют
|
||
отдельные группы (некорректные регионы), иначе - такие контуры
|
||
вообще не используются.
|
||
\en If true then self-intersected contours form
|
||
separate groups (incorrect regions), otherwise - such contours
|
||
are not used at all. \~
|
||
\param[in] sameContours - \ru Флаг использования оригиналов контуров при создании регионов.
|
||
\en A flag of using of contours originals when creating regions. \~
|
||
\param[out] regions - \ru Результат - набор регионов.
|
||
\en The result is a set of points. \~
|
||
\ingroup Algorithms_2D
|
||
*/
|
||
// ---
|
||
MATH_FUNC (void) MakeRegions( RPArray<MbContour> & contours,
|
||
bool useSelfIntCntrs,
|
||
bool sameContours,
|
||
RPArray<MbRegion> & regions );
|
||
|
||
//------------------------------------------------------------------------------
|
||
/** \brief \ru Параметры булевой операции над регионами.
|
||
\en Boolean operation parameters over regions.
|
||
\~
|
||
\details \ru Параметры булевой операции над регионами.\n
|
||
\en Boolean operation parameters over regions. \n
|
||
\~
|
||
\ingroup Region_2D
|
||
*/
|
||
// ---
|
||
struct MATH_CLASS MbRegionBooleanParams {
|
||
protected:
|
||
RegionOperationType operType; ///< \ru Тип булевой операции. \en А Boolean operation type.
|
||
bool allowSelfTouch; ///< \ru Допустимость самокасаний в результате. \en Admissibility of self-touches as a result..
|
||
bool mergeCurves; ///< \ru Объединять подобные сегменты кривых. \en Merge similar segments of curves.
|
||
double xAcc; ///< \ru Погрешность вдоль оси x. \en Accuracy along x-axis.
|
||
double yAcc; ///< \ru Погрешность вдоль оси y. \en Accuracy along y-axis.
|
||
double angleAcc; ///< \ru Угловая погрешность. \en Angular accuracy.
|
||
public:
|
||
/** \brief \ru Конструктор.
|
||
\en Constructor. \~
|
||
\details \ru Конструктор по типу операции, флагам допустимости самокасаний и объединения подобных сегментов и погрешностями.
|
||
\en Constructor by a operation type, flags for self-touches and similar segments merging and accuracies \~
|
||
\param[in] type - \ru Тип булевой операции.
|
||
\en А Boolean operation type. \~
|
||
\param[in] allowSelfTouch - \ru Флаг допустимости самокасаний.
|
||
\en The flag of self-touching acceptability. \~
|
||
\param[in] mergeCurves - \ru Флаг объединения подобных сегментов.
|
||
\en The flag of similar segments merging. \~
|
||
\param[in] xAcc - \ru Погрешность вдоль оси x.
|
||
\en Accuracy along x-axis. \~
|
||
\param[in] xAcc - \ru Погрешность вдоль оси y.
|
||
\en Accuracy along y-axis. \~
|
||
\param[in] angleAcc - \ru Угловая погрешность.
|
||
\en Angular accuracy. \~
|
||
*/
|
||
MbRegionBooleanParams( RegionOperationType type, bool selfTouch, bool mergeCrvs, double xAcc, double yAcc, double angleAcc )
|
||
: operType( type )
|
||
, allowSelfTouch( selfTouch )
|
||
, mergeCurves( mergeCrvs )
|
||
, xAcc( xAcc )
|
||
, yAcc( yAcc )
|
||
, angleAcc( angleAcc )
|
||
{}
|
||
/// \ru Конструктор копирования. \en Copy-constructor.
|
||
MbRegionBooleanParams( const MbRegionBooleanParams & p )
|
||
: operType( p.operType )
|
||
, allowSelfTouch( p.allowSelfTouch )
|
||
, mergeCurves( p.mergeCurves )
|
||
, xAcc( p.xAcc )
|
||
, yAcc( p.yAcc )
|
||
, angleAcc( p.angleAcc )
|
||
{}
|
||
public:
|
||
/// \ru Получить тип булевой операции. \en Get a boolean operation type.
|
||
RegionOperationType OperationType() const { return operType; }
|
||
/// \ru Установить тип булевой операции. \en Set a boolean operation type.
|
||
void OperationType( RegionOperationType type ) { operType = type; }
|
||
|
||
/// \ru Получить флаг объединения подобных сегментов. \en Get the flag of similar segments merging.
|
||
bool MergeCurves() const { return mergeCurves; }
|
||
/// \ru Установить флаг объединения подобных сегментов. \en Set the flag of similar segments merging.
|
||
void MergeCurves( bool b ) { mergeCurves = b; }
|
||
|
||
/// \ru Получить флаг допустимости самокасаний. \en Get the flag of self-touching acceptability.
|
||
bool AllowSelfTouch() const { return allowSelfTouch; }
|
||
/// \ru Установить флаг допустимости самокасаний. \en Set the flag of self-touching acceptability.
|
||
void AllowSelfTouch( bool b ) { allowSelfTouch = b; }
|
||
|
||
/// \ru Получить точность вдоль оси x. \en Get accuracy along x-axis
|
||
double GetXAcc() const { return xAcc; }
|
||
/// \ru Установить точность вдоль оси x. \en Set accuracy along x-axis
|
||
void SetXAcc( double xa ) { xAcc = xa; }
|
||
|
||
/// \ru Получить точность вдоль оси y. \en Get accuracy along y-axis
|
||
double GetYAcc() const { return yAcc; }
|
||
/// \ru Установить точность вдоль оси y. \en Set accuracy along y-axis
|
||
void SetYAcc( double ya ) { yAcc = ya; }
|
||
|
||
/// \ru Получить угловую точность. \en Get angular accuracy.
|
||
double GetAngleAcc() const { return angleAcc; }
|
||
/// \ru Установить угловую точность. \en Set angular accuracy.
|
||
void SetAngleAcc( double aa ) { angleAcc = aa; }
|
||
|
||
/// \ru Оператор присваивания. \en An assignment operator.
|
||
const MbRegionBooleanParams & operator = ( const MbRegionBooleanParams & p )
|
||
{
|
||
operType = p.operType;
|
||
allowSelfTouch = p.allowSelfTouch;
|
||
mergeCurves = p.mergeCurves;
|
||
xAcc = p.xAcc;
|
||
yAcc = p.yAcc;
|
||
angleAcc = p.angleAcc;
|
||
return *this;
|
||
}
|
||
private:
|
||
MbRegionBooleanParams();
|
||
};
|
||
|
||
|
||
//-------------------------------------------------------------------------------
|
||
/** \brief \ru Выполнить булеву операцию над регионами.
|
||
\en Perform boolean operation with regions. \~
|
||
\details \ru Выполнить булеву операцию над двумя регионами, заданными массивами контуров. \n
|
||
Массив контуров должен отвечать правилам для регионов: \n
|
||
Контуры региона замкнуты и не имеют самопересечений (но могут иметь самокасания). \n
|
||
В регионе обязан быть один (и только один) внешний контур и несколько внутренних \n
|
||
контуров, которые полностью лежат внутри внешнего контура (или могут его касаться). \n
|
||
В массиве первым всегда лежит внешний контур. \n
|
||
Ломаную нежелательно использовать как сегмент контура. Ее нужно преобразовать на набор отрезков.
|
||
\en Perform boolean operation with two regions, which are set by the contours array. \n
|
||
The contour array must comply with the rules for regions: \n
|
||
Contours of region are closed and do not have self-intersections (but there may be self-contacts). \n
|
||
The region has one (and only one) external contour and several internal contours \n
|
||
which are completely located inside external contour (or may contact it). \n
|
||
In the array external contour is always the first. \n
|
||
Polyline is undesirable as a contour segment. It needs to be converted to a set of segments. \~
|
||
\param[in] contours1 - \ru Первый набор контуров.
|
||
\en First set of contours. \~
|
||
\param[in] contours2 - \ru Второй набор контуров.
|
||
\en Second set of contours. \~
|
||
\param[in] operParams - \ru Параметры булевой операции.
|
||
\en A Boolean operation parameters. \~
|
||
\param[out] regions - \ru Результат - набор регионов.
|
||
\en The result is a set of points. \~
|
||
\param[out] resInfo - \ru Код результата операции.
|
||
\en Operation result code. \~
|
||
\return \ru true в случае успеха операции.
|
||
\en Returns true if the operation succeeded. \~
|
||
\ingroup Algorithms_2D
|
||
*/
|
||
// ---
|
||
MATH_FUNC (bool) CreateBooleanResultRegions( RPArray<MbContour> & contours1, RPArray<MbContour> & contours2,
|
||
const MbRegionBooleanParams & operParams, RPArray<MbRegion> & regions,
|
||
MbResultType * resInfo = nullptr );
|
||
|
||
|
||
//-------------------------------------------------------------------------------
|
||
/** \brief \ru Выполнить булеву операцию над регионами.
|
||
\en Perform boolean operation with regions. \~
|
||
\details \ru Выполнить булеву операцию над двумя регионами.
|
||
\en Perform boolean operation with two regions. \~
|
||
\param[in] region1 - \ru Первый регион.
|
||
\en First region. \~
|
||
\param[in] region2 - \ru Второй регион.
|
||
\en Second region. \~
|
||
\param[in] operParams - \ru Параметры булевой операции.
|
||
\en A Boolean operation parameters. \~
|
||
\param[out] regions - \ru Результат - набор регионов.
|
||
\en The result is a set of points. \~
|
||
\param[out] resInfo - \ru Код результата операции.
|
||
\en Operation result code. \~
|
||
\return \ru true в случае успеха операции.
|
||
\en Returns true if the operation succeeded. \~
|
||
\ingroup Algorithms_2D
|
||
*/
|
||
// ---
|
||
MATH_FUNC (bool) CreateBooleanResultRegions( MbRegion & region1, MbRegion & region2,
|
||
const MbRegionBooleanParams & operParams, RPArray<MbRegion> & regions,
|
||
MbResultType * resInfo = nullptr );
|
||
|
||
|
||
//-------------------------------------------------------------------------------
|
||
/** \brief \ru Выполнить объединение регионов.
|
||
\en Perform union of regions. \~
|
||
\details \ru Выполнить объединение регионов.
|
||
\en Perform union of regions. \~
|
||
\param[in,out] regions - \ru Начальные и конечные регионы.
|
||
\en Initial and resulting regions. \~
|
||
\param[in] operParams - \ru Параметры булевой операции.
|
||
\en A Boolean operation parameters. \~
|
||
\return \ru true, если какие-то регионы были объединены.
|
||
\en Returns true if a pair of regions has been united. \~
|
||
\ingroup Algorithms_2D
|
||
*/
|
||
// ---
|
||
//-------------------------------------------------------------------------------
|
||
// ---
|
||
MATH_FUNC( bool ) MakeUnionRegions( std::vector<SPtr<MbRegion>> & regions, const MbRegionBooleanParams & operParams );
|
||
|
||
#endif // __REGION_H
|