Dario Sassi
330 lines
25 KiB
C++
330 lines
25 KiB
C++
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
|
/**
|
|
\file
|
|
\brief \ru Отрезок прямой в двумерном пространстве.
|
|
\en Line segment in two-dimensional space. \~
|
|
|
|
*/
|
|
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
|
|
|
|
#ifndef __CUR_LINE_SEGMENT_H
|
|
#define __CUR_LINE_SEGMENT_H
|
|
|
|
|
|
#include <cur_line.h>
|
|
#include <mb_rect1d.h>
|
|
|
|
|
|
class MATH_CLASS MbLine;
|
|
class DiskreteLengthData;
|
|
|
|
|
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
|
/** \brief \ru Отрезок прямой в двумерном пространстве.
|
|
\en Line segment in two-dimensional space. \~
|
|
\details \ru Отрезок прямой описывается начальной точкой point1 и конечной точкой point2.\n
|
|
Область определения параметра отрезка располагается в пределах от нуля до единицы.
|
|
Начальной точке отрезка point1 соответствует параметр tmin=0, конечной точке отрезка point2 соответствует параметр tmax=1.\n
|
|
Радиус-вектор отрезка описывается векторной функцией\n
|
|
r(t) = ((1 - t) point1) + (t point2).\n
|
|
\en Line segment is described by the start point "point1" and the end point "point2". \n
|
|
Domain of a line segment is the range [0, 1].
|
|
The start point of line segment corresponds to parameter tmin=0, the end point of line segment corresponds to parameter tmax=1.\n
|
|
Radius-vector of line segment is described by the vector function \n
|
|
r(t) = ((1 - t) point1) + (t point2).\n \~
|
|
\ingroup Curves_2D
|
|
*/
|
|
// ---
|
|
class MATH_CLASS MbLineSegment : public MbCurve {
|
|
private :
|
|
MbCartPoint point1; ///< \ru Начальная точка. \en Start point.
|
|
MbCartPoint point2; ///< \ru Конечная точка. \en End point.
|
|
|
|
public :
|
|
MbLineSegment();
|
|
MbLineSegment( double u1, double v1, double u2, double v2 ) : MbCurve(), point1( u1, v1 ), point2( u2, v2 ) {}
|
|
MbLineSegment( const MbCartPoint &p1, const MbCartPoint &p2 );
|
|
MbLineSegment( const MbCartPoint &p, const MbVector &dir, double t1, double t2 );
|
|
MbLineSegment( const MbCartPoint &initP, double x1, double x2 );
|
|
MbLineSegment( const MbLine & line, double t1, double t2, int sense );
|
|
MbLineSegment( const MbLineSegment & lseg, double t1, double t2 );
|
|
MbLineSegment( double t1, double t2, double s, bool bTIsX );
|
|
//protected:
|
|
MbLineSegment( const MbLineSegment & );
|
|
public :
|
|
virtual ~MbLineSegment();
|
|
|
|
public :
|
|
VISITING_CLASS( MbLineSegment );
|
|
|
|
/** \ru \name Функции инициализации отрезка.
|
|
\en \name Line segment initialization functions.
|
|
\{ */
|
|
// \ru Установить параметры отрезка \en Set the parameters of line segment
|
|
void Init( const MbLineSegment & );
|
|
void Init( const MbCartPoint &p1, const MbCartPoint &p2 );
|
|
void Init( const MbCartPoint &pnt, double x1, double x2 );
|
|
void Init( double t1, double t2 );
|
|
void Init1( const MbCartPoint &p1, const MbCartPoint &p2, double &len, double &angle );
|
|
void Init2( const MbCartPoint &p1, MbCartPoint &p2, const double &len, double &angle );
|
|
void Init3( const MbCartPoint &p1, MbCartPoint &p2, double &len, const double &angle,
|
|
const DiskreteLengthData * diskrData = c3d_null );
|
|
void Init4( MbCartPoint &p1, const MbCartPoint &p2, const double &len, double &angle );
|
|
void Init5( MbCartPoint &p1, const MbCartPoint &p2, double &len, const double &angle,
|
|
const DiskreteLengthData * diskrData = c3d_null );
|
|
void Init6( const MbCartPoint &p1, MbCartPoint &p2, const double &len, const double &angle );
|
|
void Init7( MbCartPoint &p1, const MbCartPoint &p2, const double &len, const double &angle );
|
|
void Init8( MbCartPoint &p1, MbCartPoint &p2, double &len, double &angle,
|
|
const DiskreteLengthData & diskrData, bool correctP1 );
|
|
void Init9( const MbCartPoint & p1, MbCartPoint & p2, double & len, double & angle,
|
|
const DiskreteLengthData & diskrData, bool keepX );
|
|
|
|
/** \} */
|
|
/** \ru \name Общие функции геометрического объекта.
|
|
\en \name Common functions of a geometric object.
|
|
\{ */
|
|
virtual MbePlaneType IsA() const; // \ru Тип элемента \en Type of element
|
|
virtual bool IsSame ( const MbPlaneItem & other, double accuracy = LENGTH_EPSILON ) const; // \ru Является ли кривая curve копией данной кривой ? \en Whether the 'curve' curve is duplicate of current curve.
|
|
virtual bool SetEqual( const MbPlaneItem & ); // \ru Сделать элементы равными \en Make equal elements
|
|
virtual MbPlaneItem & Duplicate( MbRegDuplicate * = c3d_null ) const; // \ru Сделать копию элемента \en Create a copy of the element
|
|
virtual void Transform( const MbMatrix &, MbRegTransform * ireg = c3d_null, const MbSurface * newSurface = c3d_null ); // \ru Преобразовать элемент согласно матрице \en Transform element according to the matrix
|
|
virtual void Move( const MbVector &, MbRegTransform * = c3d_null, const MbSurface * newSurface = c3d_null ); // \ru Сдвиг \en Translation
|
|
virtual void Rotate( const MbCartPoint & pnt, const MbDirection & angle, MbRegTransform * = c3d_null, const MbSurface * newSurface = c3d_null ); // \ru Поворот \en Rotation
|
|
virtual void AddYourGabaritTo ( MbRect & ) const; // \ru Добавь свой габарит в прямой прям-к \en Add bounding box into a straight box
|
|
virtual void CalculateGabarit ( MbRect & ) const; // \ru Определить габариты кривой \en Determine the bounding box of the curve
|
|
virtual void CalculateLocalGabarit( const MbMatrix & into, MbRect & local ) const ; // \ru Добавь в прям-к свой габарит с учетом матрицы \en Add bounding box into a box with consideration of the matrix
|
|
virtual double DistanceToPoint( const MbCartPoint & to ) const; // \ru Расстояние до точки \en Distance to a point
|
|
virtual bool IsVisibleInRect( const MbRect & r, bool exact = false ) const; // \ru Виден ли объект в заданном прямоугольнике \en Whether the object is visible in the given rectangle
|
|
using MbCurve::IsVisibleInRect;
|
|
virtual bool IsCompleteInRect( const MbRect & r ) const; // \ru Виден ли объект полностью в в заданном прямоугольнике \en Whether the object is entirely visible in the given rectangle
|
|
/** \} */
|
|
|
|
/** \ru \name Функции описания области определения кривой.
|
|
\en \name Functions for curve domain description.
|
|
\{ */
|
|
virtual double GetTMin () const; // \ru Вернуть минимальное значение параметра \en Get the minimum value of parameter
|
|
virtual double GetTMax () const; // \ru Вернуть максимальное значение параметра \en Get the maximum value of parameter
|
|
virtual bool IsClosed() const; // \ru Проверка замкнутости \en Check for closedness
|
|
virtual bool IsDegenerate( double eps = Math::LengthEps ) const; // \ru Проверка вырожденности \en Check for degeneracy
|
|
/** \} */
|
|
|
|
/** \ru \name Функции для работы в области определения кривой.
|
|
Функции PointOn, FirstDer, SecondDer, ThirdDer,... корректируют параметр
|
|
при выходе его за пределы области определения.
|
|
\en \name Functions for working in the curve's domain.
|
|
Functions: PointOn, FirstDer, SecondDer, ThirdDer,... correct the parameter
|
|
when it is outside domain.
|
|
\{ */
|
|
virtual void PointOn ( double & t, MbCartPoint & p ) const; // \ru Точка на кривой \en Point on curve
|
|
virtual void FirstDer ( double & t, MbVector & fd ) const; // \ru Первая производная \en First derivative
|
|
virtual void SecondDer( double & t, MbVector & sd ) const; // \ru Вторая производная \en Second derivative
|
|
virtual void ThirdDer ( double & t, MbVector & td ) const; // \ru Третья производная \en Third derivative
|
|
/** \} */
|
|
|
|
/** \ru \name Функции для работы внутри и вне области определения кривой.
|
|
Функции _PointOn, _FirstDer, _SecondDer, _ThirdDer,... не корректируют параметр
|
|
при выходе за пределы области определения. При выходе за область определения незамкнутая
|
|
кривая, в общем случае, продолжается по касательной, которую она имеет на соответствующем конце.
|
|
\en \name Functions for working inside and outside the curve's domain.
|
|
Functions _PointOn, _FirstDer, _SecondDer, _ThirdDer,... do not correct parameter
|
|
when it is out of domain bounds. When parameter is out of domain bounds, an unclosed
|
|
curve is extended by tangent vector at corresponding end point in general case.
|
|
\{ */
|
|
virtual void _PointOn ( double t, MbCartPoint & p ) const; // \ru Точка на кривой или на её продолжении \en Point on the curve or on its extension
|
|
virtual void _FirstDer ( double t, MbVector & v ) const;
|
|
virtual void _SecondDer( double t, MbVector & v ) const;
|
|
virtual void _ThirdDer ( double t, MbVector & v ) const;
|
|
/** \} */
|
|
|
|
/** \ru \name Функции доступа к группе данных для работы внутри и вне области определения параметра кривой.
|
|
\en \name Functions for get of the group of data inside and outside the curve's domain of parameter.
|
|
\{ */
|
|
// \ru Вычислить значения точки и производных для заданного параметра. \en Calculate point and derivatives of object for given parameter. \~
|
|
virtual void Explore( double & t, bool ext,
|
|
MbCartPoint & pnt, MbVector & fir, MbVector * sec, MbVector * thir ) const;
|
|
/** \} */
|
|
|
|
/** \ru \name Функции движения по кривой
|
|
\en \name Function of moving by curve
|
|
\{ */
|
|
virtual double Step( double t, double sag ) const; // \ru Вычисление шага аппроксимации с учетом радиуса кривизны \en Calculation of approximation step with consideration of curvature radius
|
|
virtual double DeviationStep( double t, double angle ) const; // \ru Вычисление шага аппроксимации по угловой толерантности \en Calculation of approximation step by angular tolerance
|
|
|
|
/** \} */
|
|
/** \ru \name Общие функции кривой
|
|
\en \name Common function of curve.
|
|
\{ */
|
|
virtual double Curvature( double t ) const; // \ru Кривизна усеченной кривой \en Curvature of a trimmed curve
|
|
virtual void Inverse( MbRegTransform * iReg = c3d_null ); // \ru Изменить направление кривой \en Change direction of a curve
|
|
|
|
virtual MbCurve * Offset( double rad ) const; // \ru Смещение отрезка \en Shift of a line segment
|
|
virtual MbCurve * Trimmed( double t1, double t2, int sense ) const;
|
|
|
|
virtual MbNurbs * NurbsCurve( const MbCurveIntoNurbsInfo & ) const;
|
|
virtual MbCurve * NurbsCurve( const MbNurbsParameters & ) const; // \ru Построить Nurbs-копию кривой \en Construct NURBS copy of the curve
|
|
|
|
virtual MbeState DeletePart( double t1, double t2, MbCurve *& part2 ); // \ru Удалить часть усеченной кривой между параметрами t1 и t2 \en Delete a part of a trimmed curve between parameters t1 and t2
|
|
virtual MbeState TrimmPart( double t1, double t2, MbCurve *& part2 ); // \ru Оставить часть усеченной кривой между параметрами t1 и t2 \en Keep a part of the trimmed curve between parameters t1 and t2
|
|
// \ru Выдать характерную точку усеченной кривой если она ближе чем dmax \en Get characteristic point of trimmed curve if it is closer than dmax
|
|
virtual bool GetSpecificPoint( const MbCartPoint & from, double & dmax, MbCartPoint & pnt ) const;
|
|
virtual MbeState Deformation( const MbRect &, const MbMatrix & ); // \ru Деформация \en Deformation
|
|
virtual bool IsInRectForDeform( const MbRect & r ) const; // \ru Виден ли объект в заданном прямоугольнике для деформации \en Whether the object is visible in the specified rectangle for the deformation
|
|
|
|
virtual bool IsStraight( bool ignoreParams = false ) const; // \ru Является ли линия прямолинейной \en Whether the line is straight
|
|
|
|
// \ru Положение точки относительно кривой. \en The point position relative to the curve.
|
|
// \ru iloc_InItem = 1 - точка находится слева по направлению, \en Iloc_InItem = 1 - the point is on the left,
|
|
// \ru iloc_OnItem = 0 - точка находится по направлению, \en Iloc_OnItem = 0 - the point is on the direction,
|
|
// \ru iloc_OutOfItem = -1 - точка находится справа по направлению. \en Iloc_OutOfItem = -1 - the point is on the right.
|
|
virtual MbeItemLocation PointRelative( const MbCartPoint & pnt, double eps = Math::LengthEps ) const;
|
|
virtual double PointProjection( const MbCartPoint & pnt ) const; // \ru Проекция точки на отрезок \en Point projection on the line segment
|
|
virtual bool NearPointProjection( const MbCartPoint & pnt, double xEpsilon, double yEpsilon,
|
|
double & t, bool ext, MbRect1D * tRange = c3d_null ) const; // \ru Проекция точки на кривую или её продолжение в области поиска проекции \en Point projection on the curve or its extension in the projection search area
|
|
virtual void PerpendicularPoint( const MbCartPoint & pnt, SArray<double> & tFind ) const; // \ru Вычисление всех перпендикуляров к кривой из данной точки \en Calculation of all perpendiculars to the curve from a given point
|
|
virtual void IntersectHorizontal( double y, SArray<double> & cross ) const; // \ru Пересечение с горизонтальной прямой \en Intersection with the horizontal line
|
|
virtual void IntersectVertical ( double x, SArray<double> & cross ) const; // \ru Пересечение с вертикальной прямой \en Intersection with the vertical line
|
|
|
|
virtual bool HasLength( double & length ) const;
|
|
virtual double GetMetricLength() const; // \ru Метрическая длина \en The metric length
|
|
virtual double GetLengthEvaluation() const; // \ru Оценка метрической длины кривой \en Evaluation of the metric length of the curve
|
|
// \ru Вычисление минимальной длины кривой между двумя точками на ней \en Calculation of minimal length of a curve between two points on it
|
|
virtual double LengthBetween2Points( MbCartPoint & p1, MbCartPoint & p2, MbCartPoint * pc = c3d_null ) const;
|
|
|
|
virtual bool DistanceAlong( double & t, double len, int curveDir, double eps = Math::LengthEps,
|
|
VERSION version = Math::DefaultMathVersion() ) const;
|
|
virtual double CalculateLength( double t1, double t2 ) const; // \ru Посчитать метрическую длину отрезка от параметра t1 до t2 с заданной точностью \en Coclculate the metric length of the line segment from parameter 't1' to 't2' with the given tolerance
|
|
virtual bool GetMiddlePoint ( MbCartPoint & ) const; // \ru Выдать среднюю точку отрезка \en Get the middle point on a line segment
|
|
virtual bool GetCentre ( MbCartPoint & ) const; // \ru Выдать центр отрезка \en Get the center of a line segment
|
|
virtual bool GetWeightCentre( MbCartPoint & ) const; // \ru Выдать центр тяжести кривой \en Get the center of gravity of the curve
|
|
virtual bool IsSimilarToCurve( const MbCurve & curve, double precision = PARAM_PRECISION ) const; // \ru Подобные ли кривые для объединения (слива) \en Whether the curves are similar for merge (joining)
|
|
virtual size_t GetCount() const; // \ru Количество разбиений для прохода в операциях \en The number of partitions for passage in the operations
|
|
virtual void GetPointsByEvenLengthDelta( size_t n, std::vector<MbCartPoint> & pnts ) const; // \ru Выдать n точек кривой с равными интервалами по длине дуги \en Get n points of curves equally spaced by the arc length
|
|
|
|
virtual void GetProperties( MbProperties & properties ); // \ru Выдать свойства объекта \en Get properties of the object
|
|
virtual void SetProperties( const MbProperties & properties ); // \ru Записать свойства объекта \en Set properties of the object
|
|
virtual void GetBasisPoints( MbControlData & ) const; // \ru Выдать контрольные точки объекта. \en Get control points of object.
|
|
virtual void SetBasisPoints( const MbControlData & ); // \ru Изменить объект по контрольным точкам. \en Change the object by control points.
|
|
|
|
void ThroughPoint( double t, const MbCartPoint & pnt ); // \ru Пройти через точку при данном параметре \en Pass through the point in the given parameter
|
|
void InsertPoint( double t, const MbCartPoint & pnt ); // \ru Вставить точку \en Insert a point
|
|
double GetAngle() const; // \ru Выдать значение угла наклона отрезка \en Get the value of an angle inclination of a line segment
|
|
MbDirection GetDirection() const; // \ru Выдать вектор наклона отрезка \en Get the vector of a line segment inclination
|
|
bool IsParallel( const MbLineSegment & seg, double eps = Math::AngleEps ) const; // \ru Проверка параллельности двух прямых \en Check for parallelism of two lines
|
|
const MbCartPoint & GetPoint1() const { return point1; }
|
|
const MbCartPoint & GetPoint2() const { return point2; }
|
|
MbCartPoint & SetPoint1() { return point1; }
|
|
MbCartPoint & SetPoint2() { return point2; }
|
|
void GetPoint1( MbCartPoint & p ) const { p = point1; }
|
|
void GetPoint2( MbCartPoint & p ) const { p = point2; }
|
|
void SetPoint1( const MbCartPoint & p ) { point1 = p; }
|
|
void SetPoint2( const MbCartPoint & p ) { point2 = p; }
|
|
void SetLimitPoint( ptrdiff_t number, const MbCartPoint & pnt ); // \ru Заменить точку отрезка \en Replace the point of a line segment
|
|
void CheckParameter( double & t ) const; // \ru Проверка и коррекция параметра \en Check and correction of parameter
|
|
|
|
// \ru Работа с базовой прямой \en Work with the base line
|
|
MbCartPoint Origin() const { MbCartPoint p( point1 ); return p; }
|
|
MbVector Derive() const { MbVector v( point1, point2 ); return v; }
|
|
MbDirection Direction() const { MbDirection v( point1, point2 ); return v; }
|
|
bool Extend( const MbCartPoint & point ); // \ru Удлинить отрезок до проекции точки point \en Extend line segment to projection of point "point"
|
|
double PointProjectionOnBaseLine( const MbCartPoint & pnt ) const; // \ru Проекция на прямую \en Projection on the line
|
|
double PointProjectionOnBaseLine( const MbCartPoint & pnt, MbCartPoint & proj ) const; // \ru Проекция на прямую \en Projection on the line
|
|
double DistanceToPointOnBaseLine( const MbCartPoint & pnt ) const; // \ru Расстояние от точки до проекции на прямую \en Distance from a point to a projection on the line
|
|
bool IsHorizontal( double eps = Math::paramEpsilon ) const { return ::fabs(point1.y - point2.y) < eps; } // \ru Проверка горизонтальности \en Check for horizontality
|
|
bool IsVertical ( double eps = Math::paramEpsilon ) const { return ::fabs(point1.x - point2.x) < eps; } // \ru Проверка вертикальности \en Check for verticality
|
|
|
|
//private:
|
|
const MbLineSegment & operator = ( const MbLineSegment & ); // \ru Реализовано \en Implemented
|
|
|
|
/** \} */
|
|
|
|
void ReadAsLineSeg( reader & in ); // \ru Чтение.
|
|
void WriteAsLineSeg( writer & out ) const; // \ru Запись.
|
|
|
|
DECLARE_PERSISTENT_CLASS_NEW_DEL( MbLineSegment )
|
|
}; // MbLineSegment
|
|
|
|
IMPL_PERSISTENT_OPS( MbLineSegment )
|
|
|
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
|
// \ru Инициализировать по отрезку \en Initialize by a line segment
|
|
// ---
|
|
inline void MbLineSegment::Init( const MbLineSegment & ls ) {
|
|
point1 = ls.point1;
|
|
point2 = ls.point2;
|
|
}
|
|
|
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
|
// \ru Пересчитать параметры отрезка \en Recalculate the parameters of the line segment
|
|
// ---
|
|
inline void MbLineSegment::Init( const MbCartPoint & p1, const MbCartPoint & p2 ) {
|
|
point1 = p1;
|
|
point2 = p2;
|
|
}
|
|
|
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
|
// \ru Инициализация горизонтального отрезка для штриховки \en Initialization of a horizontal segment for hatching
|
|
// ---
|
|
inline void MbLineSegment::Init( const MbCartPoint & pnt, double x1, double x2 ) {
|
|
point1 = pnt;
|
|
point2 = pnt;
|
|
point1.x += x1;
|
|
point2.x += x2;
|
|
}
|
|
|
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
|
// \ru Заменить точку отрезка \en Replace the point of a line segment
|
|
// ---
|
|
inline void MbLineSegment::SetLimitPoint( ptrdiff_t number, const MbCartPoint & pnt )
|
|
{
|
|
if ( number == 1 ) // \ru Меняем 1-ую точку \en Change the first point
|
|
point1 = pnt;
|
|
else
|
|
point2 = pnt;
|
|
}
|
|
|
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
|
// \ru Выдать значение угла наклона отрезка \en Get the value of an angle inclination of a line segment
|
|
// ---
|
|
inline double MbLineSegment::GetAngle() const {
|
|
MbDirection d0( point1, point2 );
|
|
return d0.DirectionAngle();
|
|
}
|
|
|
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
|
// \ru Выдать вектор наклона отрезка \en Get the vector of a line segment inclination
|
|
// ---
|
|
inline MbDirection MbLineSegment::GetDirection() const {
|
|
MbDirection d0( point1, point2 );
|
|
return d0;
|
|
}
|
|
|
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
|
// \ru Проверка параллельности двух прямых \en Check for parallelism of two lines
|
|
// ---
|
|
inline bool MbLineSegment::IsParallel( const MbLineSegment & seg, double eps ) const {
|
|
MbDirection d0( point1, point2 );
|
|
MbDirection d1( seg.point1, seg.point2 );
|
|
return ( ::fabs( d0.ay * d1.ax - d0.ax * d1.ay ) < eps );
|
|
}
|
|
|
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
|
// \ru Проверка и коррекция параметра \en Check and correction of parameter
|
|
// ---
|
|
inline void MbLineSegment::CheckParameter( double & t ) const {
|
|
if ( t < 0 ) t = 0;
|
|
if ( t > 1 ) t = 1;
|
|
}
|
|
|
|
//------------------------------------------------------------------------------
|
|
// \ru Инициализация по другому отрезку \en Initialization by another segment
|
|
// ---
|
|
inline const MbLineSegment & MbLineSegment::operator = ( const MbLineSegment & other ) {
|
|
point1 = other.point1;
|
|
point2 = other.point2;
|
|
|
|
return *this;
|
|
}
|
|
|
|
|
|
#endif // __CUR_LINE_SEGMENT_H
|