src/2geom/convex-cover.h

   1 #ifndef GEOM_CONVEX_COVER_H
   2 #define GEOM_CONVEX_COVER_H
   3
   4 /**
   5  * \file
   6  * \brief \todo brief description
   7  *
   8  * Copyright 2006 Nathan Hurst <njh@mail.csse.monash.edu.au>
   9  * Copyright 2006 Michael G. Sloan <mgsloan@gmail.com>
  10  *
  11  * This library is free software; you can redistribute it and/or
  12  * modify it either under the terms of the GNU Lesser General Public
  13  * License version 2.1 as published by the Free Software Foundation
  14  * (the "LGPL") or, at your option, under the terms of the Mozilla
  15  * Public License Version 1.1 (the "MPL"). If you do not alter this
  16  * notice, a recipient may use your version of this file under either
  17  * the MPL or the LGPL.
  18  *
  19  * You should have received a copy of the LGPL along with this library
  20  * in the file COPYING-LGPL-2.1; if not, write to the Free Software
  21  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA
  22  * You should have received a copy of the MPL along with this library
  23  * in the file COPYING-MPL-1.1
  24  *
  25  * The contents of this file are subject to the Mozilla Public License
  26  * Version 1.1 (the "License"); you may not use this file except in
  27  * compliance with the License. You may obtain a copy of the License at
  28  * http://www.mozilla.org/MPL/
  29  *
  30  * This software is distributed on an "AS IS" basis, WITHOUT WARRANTY
  31  * OF ANY KIND, either express or implied. See the LGPL or the MPL for
  32  * the specific language governing rights and limitations.
  33  *
  34  */
  35
  36 /** A convex cover is a sequence of convex polygons that completely cover the path.  For now a
  37  * convex hull class is included here (the convex-hull header is wrong)
  38  */
  39
  40 #include <2geom/point.h>
  41 #include <vector>
  42
  43 namespace Geom{
  44
  45 /** ConvexHull
  46  * A convexhull is a convex region - every point between two points in the convex hull is also in
  47  * the convex hull.  It is defined by a set of points travelling in a clockwise direction.  We require the first point to be top most, and of the topmost, leftmost.
  48
  49  * An empty hull has no points, we allow a single point or two points degenerate cases.
  50
  51  * We could provide the centroid as a member for efficient direction determination.  We can update the
  52  * centroid with all operations with the same time complexity as the operation.
  53  */
  54
  55 class ConvexHull{
  56 public: // XXX: should be private :)
  57     // extracts the convex hull of boundary. internal use only
  58     void find_pivot();
  59     void angle_sort();
  60     void graham_scan();
  61     void graham();
  62 public:
  63     std::vector<Point> boundary;
  64     //Point centroid;
  65
  66     void merge(Point p);
  67     bool contains_point(Point p);
  68     bool strict_contains_point(Point p);
  69
  70     inline Point operator[](int i) const {
  71
  72         int l = boundary.size();
  73         if(l == 0) return Point();
  74         return boundary[i >= 0 ? i % l : (i % l) + l];
  75     }
  76
  77     /*inline Point &operator[](unsigned i) {
  78         int l = boundary.size();
  79         if(l == 0) return Point();
  80         return boundary[i >= 0 ? i % l : i % l + l];
  81     }*/
  82
  83 public:
  84     ConvexHull() {}
  85     ConvexHull(std::vector<Point> const & points) {
  86         boundary = points;
  87         graham();
  88     }
  89
  90     template <typename T>
  91     ConvexHull(T b, T e) :boundary(b,e) {}
  92
  93     ~ConvexHull()
  94     {
  95     }
  96
  97 public:
  98     /** Is the convex hull clockwise?  We use the definition of clockwise from point.h
  99     **/
 100     bool is_clockwise() const;
 101     bool no_colinear_points() const;
 102     bool top_point_first() const;
 103     bool meets_invariants() const;
 104
 105     // contains no points
 106     bool empty() const { return boundary.empty();}
 107
 108     // contains exactly one point
 109     bool singular() const { return boundary.size() == 1;}
 110
 111     //  all points are on a line
 112     bool linear() const { return boundary.size() == 2;}
 113     bool is_degenerate() const;
 114
 115     // area of the convex hull
 116     double centroid_and_area(Geom::Point& centroid) const;
 117     double area() const {
 118         Point tmp;
 119         return centroid_and_area(tmp);
 120     }
 121
 122     // furthest point in a direction (lg time)
 123     Point const * furthest(Point direction) const;
 124
 125     bool is_left(Point p, int n);
 126     bool is_strict_left(Point p, int n);
 127     int find_left(Point p);
 128     int find_strict_left(Point p);
 129     double narrowest_diameter(Point &a, Point &b, Point &c);
 130
 131 };
 132
 133 // do two convex hulls intersect?
 134 bool intersectp(ConvexHull a, ConvexHull b);
 135
 136 std::vector<Point> bridge_points(ConvexHull a, ConvexHull b);
 137
 138 // find the convex hull intersection
 139 ConvexHull intersection(ConvexHull a, ConvexHull b);
 140 ConvexHull sweepline_intersection(ConvexHull const &a, ConvexHull const &b);
 141
 142 // find the convex hull of a set of convex hulls
 143 ConvexHull merge(ConvexHull a, ConvexHull b);
 144
 145 // naive approach
 146 ConvexHull graham_merge(ConvexHull a, ConvexHull b);
 147
 148 unsigned find_bottom_right(ConvexHull const &a);
 149
 150 /*** Arbitrary transform operator.
 151  * Take a convex hull and apply an arbitrary convexity preserving transform.
 152  *  we should be concerned about singular tranforms here.
 153  */
 154 template <class T> ConvexHull operator*(ConvexHull const &p, T const &m) {
 155     ConvexHull pr;
 156
 157     pr.boundary.reserve(p.boundary.size());
 158
 159     for(unsigned i = 0; i < p.boundary.size(); i++) {
 160         pr.boundary.push_back(p.boundary[i]*m);
 161     }
 162     return pr;
 163 }
 164
 165 ConvexHull clip(ConvexHull const & ch, Point n, double d);
 166
 167 //TODO: reinstate
 168 /*class ConvexCover{
 169 public:
 170     Path const* path;
 171     std::vector<ConvexHull> cc;
 172
 173     ConvexCover(Path const &sp);
 174 };*/
 175
 176 };
 177
 178 #endif //2GEOM_CONVEX_COVER_H
 179
 180 /*
 181   Local Variables:
 182   mode:c++
 183   c-file-style:"stroustrup"
 184   c-file-offsets:((innamespace . 0)(inline-open . 0)(case-label . +))
 185   indent-tabs-mode:nil
 186   fill-column:99
 187   End:
 188 */
 189 // vim: filetype=cpp:expandtab:shiftwidth=4:tabstop=8:softtabstop=4:encoding=utf-8:textwidth=99 :