mirror of
https://github.com/NGSolve/netgen.git
synced 2024-12-25 05:20:34 +05:00
move DelaunayTree to adtree.hpp
This commit is contained in:
parent
33bb84bd3e
commit
f55e3e6eb4
@ -1099,6 +1099,284 @@ public:
|
|||||||
// auto & Tree() { return *tree; };
|
// auto & Tree() { return *tree; };
|
||||||
// };
|
// };
|
||||||
|
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||||||
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template<int dim, typename T=INDEX, typename TSCAL=double>
|
||||||
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class DelaunayTree
|
||||||
|
{
|
||||||
|
public:
|
||||||
|
// Number of entries per leaf
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static constexpr int N = 100;
|
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struct Node;
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|
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struct Leaf
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||||||
|
{
|
||||||
|
Point<2*dim, TSCAL> p[N];
|
||||||
|
T index[N];
|
||||||
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int n_elements;
|
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int nr;
|
||||||
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Leaf() : n_elements(0)
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{ }
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void Add( Array<Leaf*> &leaves, Array<T> &leaf_index, const Point<2*dim> &ap, T aindex )
|
||||||
|
{
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||||||
|
p[n_elements] = ap;
|
||||||
|
index[n_elements] = aindex;
|
||||||
|
n_elements++;
|
||||||
|
if(leaf_index.Size()<aindex+1)
|
||||||
|
leaf_index.SetSize(aindex+1);
|
||||||
|
leaf_index[aindex] = nr;
|
||||||
|
}
|
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|
};
|
||||||
|
|
||||||
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struct Node
|
||||||
|
{
|
||||||
|
union
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Node *children[2];
|
||||||
|
Leaf *leaf;
|
||||||
|
};
|
||||||
|
double sep;
|
||||||
|
int level;
|
||||||
|
|
||||||
|
Node()
|
||||||
|
: children{nullptr,nullptr}
|
||||||
|
{ }
|
||||||
|
|
||||||
|
~Node()
|
||||||
|
{ }
|
||||||
|
|
||||||
|
Leaf *GetLeaf() const
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return children[1] ? nullptr : leaf;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
};
|
||||||
|
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||||||
|
private:
|
||||||
|
Node root;
|
||||||
|
|
||||||
|
Array<Leaf*> leaves;
|
||||||
|
Array<T> leaf_index;
|
||||||
|
|
||||||
|
Point<dim> global_min, global_max;
|
||||||
|
double tol;
|
||||||
|
size_t n_leaves;
|
||||||
|
size_t n_nodes;
|
||||||
|
BlockAllocator ball_nodes;
|
||||||
|
BlockAllocator ball_leaves;
|
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|
public:
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||||||
|
|
||||||
|
DelaunayTree (const Point<dim> & pmin, const Point<dim> & pmax)
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||||||
|
: global_min(pmin), global_max(pmax), n_leaves(1), n_nodes(1), ball_nodes(sizeof(Node)), ball_leaves(sizeof(Leaf))
|
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|
{
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|
root.leaf = (Leaf*) ball_leaves.Alloc(); new (root.leaf) Leaf();
|
||||||
|
root.leaf->nr = 0;
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|
leaves.Append(root.leaf);
|
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|
root.level = 0;
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|
tol = 1e-7 * Dist(pmax, pmin);
|
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|
}
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|
|
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|
DelaunayTree (const Box<dim> & box)
|
||||||
|
: DelaunayTree(box.PMin(), box.PMax())
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{ }
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|
|
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|
size_t GetNLeaves()
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|
{
|
||||||
|
return n_leaves;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
size_t GetNNodes()
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||||||
|
{
|
||||||
|
return n_nodes;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
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||||||
|
template<typename TFunc>
|
||||||
|
void GetFirstIntersecting (const Point<dim> & pmin, const Point<dim> & pmax,
|
||||||
|
TFunc func=[](auto pi){return false;}) const
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// static Timer timer("DelaunayTree::GetIntersecting"); RegionTimer rt(timer);
|
||||||
|
// static Timer timer1("DelaunayTree::GetIntersecting-LinearSearch");
|
||||||
|
ArrayMem<const Node*, 100> stack;
|
||||||
|
ArrayMem<int, 100> dir_stack;
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
Point<2*dim> tpmin, tpmax;
|
||||||
|
|
||||||
|
for (size_t i : IntRange(dim))
|
||||||
|
{
|
||||||
|
tpmin(i) = global_min(i);
|
||||||
|
tpmax(i) = pmax(i)+tol;
|
||||||
|
|
||||||
|
tpmin(i+dim) = pmin(i)-tol;
|
||||||
|
tpmax(i+dim) = global_max(i);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
stack.SetSize(0);
|
||||||
|
stack.Append(&root);
|
||||||
|
dir_stack.SetSize(0);
|
||||||
|
dir_stack.Append(0);
|
||||||
|
|
||||||
|
while(stack.Size())
|
||||||
|
{
|
||||||
|
const Node *node = stack.Last();
|
||||||
|
stack.DeleteLast();
|
||||||
|
|
||||||
|
int dir = dir_stack.Last();
|
||||||
|
dir_stack.DeleteLast();
|
||||||
|
|
||||||
|
if(Leaf *leaf = node->GetLeaf())
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// RegionTimer rt1(timer1);
|
||||||
|
for (auto i : IntRange(leaf->n_elements))
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||||||
|
{
|
||||||
|
bool intersect = true;
|
||||||
|
const auto p = leaf->p[i];
|
||||||
|
|
||||||
|
for (int d = 0; d < dim; d++)
|
||||||
|
if (p[d] > tpmax[d])
|
||||||
|
intersect = false;
|
||||||
|
for (int d = dim; d < 2*dim; d++)
|
||||||
|
if (p[d] < tpmin[d])
|
||||||
|
intersect = false;
|
||||||
|
if(intersect)
|
||||||
|
if(func(leaf->index[i])) return;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else
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|
{
|
||||||
|
int newdir = dir+1;
|
||||||
|
if(newdir==2*dim) newdir = 0;
|
||||||
|
if (tpmin[dir] <= node->sep)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
stack.Append(node->children[0]);
|
||||||
|
dir_stack.Append(newdir);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
if (tpmax[dir] >= node->sep)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
stack.Append(node->children[1]);
|
||||||
|
dir_stack.Append(newdir);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void GetIntersecting (const Point<dim> & pmin, const Point<dim> & pmax,
|
||||||
|
NgArray<T> & pis) const
|
||||||
|
{
|
||||||
|
pis.SetSize(0);
|
||||||
|
GetFirstIntersecting(pmin, pmax, [&pis](auto pi) { pis.Append(pi); return false;});
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void Insert (const Box<dim> & box, T pi)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
Insert (box.PMin(), box.PMax(), pi);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void Insert (const Point<dim> & pmin, const Point<dim> & pmax, T pi)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// static Timer timer("DelaunayTree::Insert"); RegionTimer rt(timer);
|
||||||
|
int dir = 0;
|
||||||
|
Point<2*dim> p;
|
||||||
|
for (auto i : IntRange(dim))
|
||||||
|
{
|
||||||
|
p(i) = pmin[i];
|
||||||
|
p(i+dim) = pmax[i];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
Node * node = &root;
|
||||||
|
Leaf * leaf = node->GetLeaf();
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||||||
|
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||||||
|
// search correct leaf to add point
|
||||||
|
while(!leaf)
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||||||
|
{
|
||||||
|
node = p[dir] < node->sep ? node->children[0] : node->children[1];
|
||||||
|
dir++;
|
||||||
|
if(dir==2*dim) dir = 0;
|
||||||
|
leaf = node->GetLeaf();
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// add point to leaf
|
||||||
|
if(leaf->n_elements < N)
|
||||||
|
leaf->Add(leaves, leaf_index, p,pi);
|
||||||
|
else // assume leaf->n_elements == N
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||||||
|
{
|
||||||
|
// add two new nodes and one new leaf
|
||||||
|
int n_elements = leaf->n_elements;
|
||||||
|
ArrayMem<TSCAL, N> coords(n_elements);
|
||||||
|
ArrayMem<int, N> order(n_elements);
|
||||||
|
|
||||||
|
// separate points in two halves, first sort all coordinates in direction dir
|
||||||
|
for (auto i : IntRange(n_elements))
|
||||||
|
{
|
||||||
|
order[i] = i;
|
||||||
|
coords[i] = leaf->p[i][dir];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
QuickSortI(coords, order);
|
||||||
|
int isplit = N/2;
|
||||||
|
Leaf *leaf1 = (Leaf*) ball_leaves.Alloc(); new (leaf1) Leaf();
|
||||||
|
Leaf *leaf2 = (Leaf*) ball_leaves.Alloc(); new (leaf2) Leaf();
|
||||||
|
|
||||||
|
leaf1->nr = leaf->nr;
|
||||||
|
leaf2->nr = leaves.Size();
|
||||||
|
leaves.Append(leaf2);
|
||||||
|
leaves[leaf1->nr] = leaf1;
|
||||||
|
|
||||||
|
for (auto i : order.Range(isplit))
|
||||||
|
leaf1->Add(leaves, leaf_index, leaf->p[i], leaf->index[i] );
|
||||||
|
for (auto i : order.Range(isplit, N))
|
||||||
|
leaf2->Add(leaves, leaf_index, leaf->p[i], leaf->index[i] );
|
||||||
|
|
||||||
|
Node *node1 = (Node*) ball_nodes.Alloc(); new (node1) Node();
|
||||||
|
node1->leaf = leaf1;
|
||||||
|
node1->level = node->level+1;
|
||||||
|
|
||||||
|
Node *node2 = (Node*) ball_nodes.Alloc(); new (node2) Node();
|
||||||
|
node2->leaf = leaf2;
|
||||||
|
node2->level = node->level+1;
|
||||||
|
|
||||||
|
node->children[0] = node1;
|
||||||
|
node->children[1] = node2;
|
||||||
|
node->sep = 0.5 * (leaf->p[order[isplit-1]][dir] + leaf->p[order[isplit]][dir]);
|
||||||
|
|
||||||
|
// add new point to one of the new leaves
|
||||||
|
if (p[dir] < node->sep)
|
||||||
|
leaf1->Add( leaves, leaf_index, p, pi );
|
||||||
|
else
|
||||||
|
leaf2->Add( leaves, leaf_index, p, pi );
|
||||||
|
|
||||||
|
ball_leaves.Free(leaf);
|
||||||
|
n_leaves++;
|
||||||
|
n_nodes+=2;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
void DeleteElement (T pi)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// static Timer timer("DelaunayTree::DeleteElement"); RegionTimer rt(timer);
|
||||||
|
Leaf *leaf = leaves[leaf_index[pi]];
|
||||||
|
leaf_index[pi] = -1;
|
||||||
|
auto & n_elements = leaf->n_elements;
|
||||||
|
auto & index = leaf->index;
|
||||||
|
auto & p = leaf->p;
|
||||||
|
|
||||||
|
for (auto i : IntRange(n_elements))
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if(index[i] == pi)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
n_elements--;
|
||||||
|
if(i!=n_elements)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
index[i] = index[n_elements];
|
||||||
|
p[i] = p[n_elements];
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
};
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
#endif
|
#endif
|
||||||
|
@ -3,285 +3,6 @@
|
|||||||
|
|
||||||
namespace netgen
|
namespace netgen
|
||||||
{
|
{
|
||||||
template<int dim, typename T=INDEX, typename TSCAL=double>
|
|
||||||
class DelaunayTree
|
|
||||||
{
|
|
||||||
public:
|
|
||||||
// Number of entries per leaf
|
|
||||||
static constexpr int N = 100;
|
|
||||||
|
|
||||||
struct Node;
|
|
||||||
|
|
||||||
struct Leaf
|
|
||||||
{
|
|
||||||
Point<2*dim, TSCAL> p[N];
|
|
||||||
T index[N];
|
|
||||||
int n_elements;
|
|
||||||
int nr;
|
|
||||||
|
|
||||||
Leaf() : n_elements(0)
|
|
||||||
{ }
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
void Add( Array<Leaf*> &leaves, Array<T> &leaf_index, const Point<2*dim> &ap, T aindex )
|
|
||||||
{
|
|
||||||
p[n_elements] = ap;
|
|
||||||
index[n_elements] = aindex;
|
|
||||||
n_elements++;
|
|
||||||
if(leaf_index.Size()<aindex+1)
|
|
||||||
leaf_index.SetSize(aindex+1);
|
|
||||||
leaf_index[aindex] = nr;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
struct Node
|
|
||||||
{
|
|
||||||
union
|
|
||||||
{
|
|
||||||
Node *children[2];
|
|
||||||
Leaf *leaf;
|
|
||||||
};
|
|
||||||
double sep;
|
|
||||||
int level;
|
|
||||||
|
|
||||||
Node()
|
|
||||||
: children{nullptr,nullptr}
|
|
||||||
{ }
|
|
||||||
|
|
||||||
~Node()
|
|
||||||
{ }
|
|
||||||
|
|
||||||
Leaf *GetLeaf() const
|
|
||||||
{
|
|
||||||
return children[1] ? nullptr : leaf;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
private:
|
|
||||||
Node root;
|
|
||||||
|
|
||||||
Array<Leaf*> leaves;
|
|
||||||
Array<T> leaf_index;
|
|
||||||
|
|
||||||
Point<dim> global_min, global_max;
|
|
||||||
double tol;
|
|
||||||
size_t n_leaves;
|
|
||||||
size_t n_nodes;
|
|
||||||
BlockAllocator ball_nodes;
|
|
||||||
BlockAllocator ball_leaves;
|
|
||||||
|
|
||||||
public:
|
|
||||||
|
|
||||||
DelaunayTree (const Point<dim> & pmin, const Point<dim> & pmax)
|
|
||||||
: global_min(pmin), global_max(pmax), n_leaves(1), n_nodes(1), ball_nodes(sizeof(Node)), ball_leaves(sizeof(Leaf))
|
|
||||||
{
|
|
||||||
root.leaf = (Leaf*) ball_leaves.Alloc(); new (root.leaf) Leaf();
|
|
||||||
root.leaf->nr = 0;
|
|
||||||
leaves.Append(root.leaf);
|
|
||||||
root.level = 0;
|
|
||||||
tol = 1e-7 * Dist(pmax, pmin);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
DelaunayTree (const Box<dim> & box)
|
|
||||||
: DelaunayTree(box.PMin(), box.PMax())
|
|
||||||
{ }
|
|
||||||
|
|
||||||
size_t GetNLeaves()
|
|
||||||
{
|
|
||||||
return n_leaves;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
size_t GetNNodes()
|
|
||||||
{
|
|
||||||
return n_nodes;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
template<typename TFunc>
|
|
||||||
void GetFirstIntersecting (const Point<dim> & pmin, const Point<dim> & pmax,
|
|
||||||
TFunc func=[](auto pi){return false;}) const
|
|
||||||
{
|
|
||||||
// static Timer timer("DelaunayTree::GetIntersecting"); RegionTimer rt(timer);
|
|
||||||
// static Timer timer1("DelaunayTree::GetIntersecting-LinearSearch");
|
|
||||||
ArrayMem<const Node*, 100> stack;
|
|
||||||
ArrayMem<int, 100> dir_stack;
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
Point<2*dim> tpmin, tpmax;
|
|
||||||
|
|
||||||
for (size_t i : IntRange(dim))
|
|
||||||
{
|
|
||||||
tpmin(i) = global_min(i);
|
|
||||||
tpmax(i) = pmax(i)+tol;
|
|
||||||
|
|
||||||
tpmin(i+dim) = pmin(i)-tol;
|
|
||||||
tpmax(i+dim) = global_max(i);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
stack.SetSize(0);
|
|
||||||
stack.Append(&root);
|
|
||||||
dir_stack.SetSize(0);
|
|
||||||
dir_stack.Append(0);
|
|
||||||
|
|
||||||
while(stack.Size())
|
|
||||||
{
|
|
||||||
const Node *node = stack.Last();
|
|
||||||
stack.DeleteLast();
|
|
||||||
|
|
||||||
int dir = dir_stack.Last();
|
|
||||||
dir_stack.DeleteLast();
|
|
||||||
|
|
||||||
if(Leaf *leaf = node->GetLeaf())
|
|
||||||
{
|
|
||||||
// RegionTimer rt1(timer1);
|
|
||||||
for (auto i : IntRange(leaf->n_elements))
|
|
||||||
{
|
|
||||||
bool intersect = true;
|
|
||||||
const auto p = leaf->p[i];
|
|
||||||
|
|
||||||
for (int d = 0; d < dim; d++)
|
|
||||||
if (p[d] > tpmax[d])
|
|
||||||
intersect = false;
|
|
||||||
for (int d = dim; d < 2*dim; d++)
|
|
||||||
if (p[d] < tpmin[d])
|
|
||||||
intersect = false;
|
|
||||||
if(intersect)
|
|
||||||
if(func(leaf->index[i])) return;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
else
|
|
||||||
{
|
|
||||||
int newdir = dir+1;
|
|
||||||
if(newdir==2*dim) newdir = 0;
|
|
||||||
if (tpmin[dir] <= node->sep)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
stack.Append(node->children[0]);
|
|
||||||
dir_stack.Append(newdir);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
if (tpmax[dir] >= node->sep)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
stack.Append(node->children[1]);
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dir_stack.Append(newdir);
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}
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||||||
}
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||||||
}
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|
||||||
}
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||||||
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void GetIntersecting (const Point<dim> & pmin, const Point<dim> & pmax,
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NgArray<T> & pis) const
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{
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pis.SetSize(0);
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GetFirstIntersecting(pmin, pmax, [&pis](auto pi) { pis.Append(pi); return false;});
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||||||
}
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||||||
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||||||
void Insert (const Box<dim> & box, T pi)
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||||||
{
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||||||
Insert (box.PMin(), box.PMax(), pi);
|
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||||||
}
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||||||
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||||||
void Insert (const Point<dim> & pmin, const Point<dim> & pmax, T pi)
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{
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// static Timer timer("DelaunayTree::Insert"); RegionTimer rt(timer);
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||||||
int dir = 0;
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Point<2*dim> p;
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||||||
for (auto i : IntRange(dim))
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||||||
{
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||||||
p(i) = pmin[i];
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||||||
p(i+dim) = pmax[i];
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||||||
}
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||||||
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Node * node = &root;
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||||||
Leaf * leaf = node->GetLeaf();
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// search correct leaf to add point
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while(!leaf)
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{
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node = p[dir] < node->sep ? node->children[0] : node->children[1];
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||||||
dir++;
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if(dir==2*dim) dir = 0;
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||||||
leaf = node->GetLeaf();
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||||||
}
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||||||
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||||||
// add point to leaf
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if(leaf->n_elements < N)
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leaf->Add(leaves, leaf_index, p,pi);
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||||||
else // assume leaf->n_elements == N
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||||||
{
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||||||
// add two new nodes and one new leaf
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int n_elements = leaf->n_elements;
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ArrayMem<TSCAL, N> coords(n_elements);
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||||||
ArrayMem<int, N> order(n_elements);
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||||||
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||||||
// separate points in two halves, first sort all coordinates in direction dir
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||||||
for (auto i : IntRange(n_elements))
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||||||
{
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||||||
order[i] = i;
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||||||
coords[i] = leaf->p[i][dir];
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}
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||||||
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||||||
QuickSortI(coords, order);
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int isplit = N/2;
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Leaf *leaf1 = (Leaf*) ball_leaves.Alloc(); new (leaf1) Leaf();
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||||||
Leaf *leaf2 = (Leaf*) ball_leaves.Alloc(); new (leaf2) Leaf();
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||||||
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||||||
leaf1->nr = leaf->nr;
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||||||
leaf2->nr = leaves.Size();
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||||||
leaves.Append(leaf2);
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||||||
leaves[leaf1->nr] = leaf1;
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||||||
|
|
||||||
for (auto i : order.Range(isplit))
|
|
||||||
leaf1->Add(leaves, leaf_index, leaf->p[i], leaf->index[i] );
|
|
||||||
for (auto i : order.Range(isplit, N))
|
|
||||||
leaf2->Add(leaves, leaf_index, leaf->p[i], leaf->index[i] );
|
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||||||
|
|
||||||
Node *node1 = (Node*) ball_nodes.Alloc(); new (node1) Node();
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|
||||||
node1->leaf = leaf1;
|
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||||||
node1->level = node->level+1;
|
|
||||||
|
|
||||||
Node *node2 = (Node*) ball_nodes.Alloc(); new (node2) Node();
|
|
||||||
node2->leaf = leaf2;
|
|
||||||
node2->level = node->level+1;
|
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||||||
|
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||||||
node->children[0] = node1;
|
|
||||||
node->children[1] = node2;
|
|
||||||
node->sep = 0.5 * (leaf->p[order[isplit-1]][dir] + leaf->p[order[isplit]][dir]);
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||||||
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||||||
// add new point to one of the new leaves
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||||||
if (p[dir] < node->sep)
|
|
||||||
leaf1->Add( leaves, leaf_index, p, pi );
|
|
||||||
else
|
|
||||||
leaf2->Add( leaves, leaf_index, p, pi );
|
|
||||||
|
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||||||
ball_leaves.Free(leaf);
|
|
||||||
n_leaves++;
|
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||||||
n_nodes+=2;
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}
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||||||
}
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||||||
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void DeleteElement (T pi)
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{
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// static Timer timer("DelaunayTree::DeleteElement"); RegionTimer rt(timer);
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||||||
Leaf *leaf = leaves[leaf_index[pi]];
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||||||
leaf_index[pi] = -1;
|
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||||||
auto & n_elements = leaf->n_elements;
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|
||||||
auto & index = leaf->index;
|
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||||||
auto & p = leaf->p;
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||||||
|
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||||||
for (auto i : IntRange(n_elements))
|
|
||||||
{
|
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||||||
if(index[i] == pi)
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||||||
{
|
|
||||||
n_elements--;
|
|
||||||
if(i!=n_elements)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
index[i] = index[n_elements];
|
|
||||||
p[i] = p[n_elements];
|
|
||||||
}
|
|
||||||
return;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
};
|
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||||||
|
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||||||
// typedef BoxTree<3> DTREE;
|
// typedef BoxTree<3> DTREE;
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||||||
typedef DelaunayTree<3> DTREE;
|
typedef DelaunayTree<3> DTREE;
|
||||||
|
|
||||||
|
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