简单几何关系¶

Point类¶

数据

double pos[N_dim]; // position

操作

设置点的坐标(还有其他的重载版本，这里只列出一种)

inline void SetPos(double p[])
{
    for (auto i = 0; i < N_dim; ++i)
    {
        pos[i] = p[i];
    }
    return;
}

输出点，重载输出符号<<

template <int N_dim>
inline std::ostream &operator<<(std::ostream &os, const Point<N_dim> &x)
{
    os << "MPI:Point: (";
    for (auto i = 0; i < N_dim; ++i)
    {
        os << x.pos[i];
        if (i != N_dim - 1)
        {
            os << ",";
        }
    }
    os << ")\t";
    return os;
}

ZoneBase基类¶

struct ZoneBase
{
    int rank;      // 数据

    // 判断点是否位于某个区域或虚拟区域
    virtual inline bool IsInZone(const double p[]) = 0;
    virtual inline bool IsInVirtualZone(const double p[], const double r) = 0;
};

CartBoxZone类¶

CartBoxZone类继承于ZoneBase类：

template <int N_dim>
struct CartBoxZone : public ZoneBase
{
};

CartBoxZone<3>类¶

CartBoxZone<3>类继承于ZoneBase类：

数据

int rank;         // 继承于ZoneBase类
Point<3> node[8]; // nodes

操作

设置某个节点坐标

inline void SetNode(int i, Point<3> &point)
{
    node[i] = point;
    return;
}

设置所有节点坐标

inline void SetNodes(std::vector<Point<3>> points)
{
    for (auto i = 0; i < 8; ++i)
    {
        node[i] = points[i];
    }
    return;
}

获得节点个数

inline int GetNodeSize()
{
    return 8;
}

判断某个点位于某个平面的哪一侧

inline bool IsInPlane(int ind0, int ind1, int ind2, const double p[])
{
    double v[3];
    // calculate the inside normal direction of plane
    v[0] = (node[ind1].pos[1] - node[ind0].pos[1]) * (node[ind2].pos[2] - node[ind0].pos[2]) - (node[ind1].pos[2] - node[ind0].pos[2]) * (node[ind2].pos[1] - node[ind0].pos[1]);
    v[1] = (node[ind1].pos[2] - node[ind0].pos[2]) * (node[ind2].pos[0] - node[ind0].pos[0]) - (node[ind1].pos[0] - node[ind0].pos[0]) * (node[ind2].pos[2] - node[ind0].pos[2]);
    v[2] = (node[ind1].pos[0] - node[ind0].pos[0]) * (node[ind2].pos[1] - node[ind0].pos[1]) - (node[ind1].pos[1] - node[ind0].pos[1]) * (node[ind2].pos[0] - node[ind0].pos[0]);

    return (v[0] * (p[0] - node[ind0].pos[0]) + v[1] * (p[1] - node[ind0].pos[1]) + v[2] * (p[2] - node[ind0].pos[2])) >= 0;
}

判断某个点是否位于区域内部

virtual inline bool IsInZone(const double p[])
{

    return IsInPlane(0, 1, 3, p) & IsInPlane(0, 3, 4, p) & IsInPlane(0, 4, 1, p) & IsInPlane(6, 2, 1, p) & IsInPlane(6, 5, 7, p) & IsInPlane(6, 7, 2, p);
}

CartBoxZone<2>类¶

数据

int rank;         // 继承于ZoneBase类
Point<2> node[4]; // nodes

操作

设置某个节点坐标

inline void SetNode(int i, Point<2> &point)
{
    node[i] = point;
    return;
}

设置所有节点坐标

inline void SetNodes(std::vector<Point<2>> points)
{
    for (auto i = 0; i < 4; ++i)
    {
        node[i] = points[i];
    }
    return;
}

获得节点个数

inline int GetNodeSize()
{
    return 8;
}

判断某个点位于某个线的哪一侧

inline bool IsInPlane(int ind0, int ind1, const double p[])
{
    return (node[ind1].pos[0] - node[ind0].pos[0]) * (p[1] - node[ind0].pos[1]) - (node[ind1].pos[1] - node[ind0].pos[1]) * (p[0] - node[ind0].pos[0]) >= 0.;
}

判断某个点是否位于平面内部

virtual inline bool IsInZone(const double p[])
{
    return IsInPlane(0, 1, p) & IsInPlane(1, 2, p) & IsInPlane(2, 3, p) & IsInPlane(3, 0, p);
}

SimpleCartBoxZone类¶

SimpleCartBoxZone类继承于ZoneBase类：

template <int N_dim>
struct SimpleCartBoxZone : public ZoneBase
{
};

SimpleCartBoxZone<3>类¶

SimpleCartBoxZone<3>类继承于ZoneBase类：

数据

int rank;         // 继承于ZoneBase类
double b[2 * 3];  // 每个方向有上下两个端点，三个方向共六个

操作

设置x方向的端点

inline double &bx(const int i)
{
    return b[i];
}

设置y方向的端点

inline double &by(const int i)
{
    return b[2 + i];
}

设置z方向的端点

inline double &bz(const int i)
{
    return b[4 + i];
}

设置选定方向的端点

inline void SetBoundaryEdges(int i, const std::vector<double> &bd)
{
    if (i == 0)
    {
        bx(0) = bd[0];
        bx(1) = bd[1];
    }
    else if (i == 1)
    {
        by(0) = bd[0];
        by(1) = bd[1];
    }
    else if (i == 2)
    {
        bz(0) = bd[0];
        bz(1) = bd[1];
    }
    return;
}

设置所有方向的端点

inline void SetBoundaryEdges(const std::vector<std::vector<double>> &bds)
{
    SetBoundaryEdges(0, bds[0]);
    SetBoundaryEdges(1, bds[1]);
    SetBoundaryEdges(2, bds[2]);
    return;
}

获得端点个数
```
inline int GetSize()
{
    return 6;
}
```

判断某个点是否位于区域内部

virtual inline bool IsInZone(const double p[])
{

    return ((bx(0) - p[0]) * (bx(1) - p[0]) <= 0) & ((by(0) - p[1]) * (by(1) - p[1]) <= 0) & ((bz(0) - p[2]) * (bz(1) - p[2]) <= 0);
}

判断某个点是否位于虚拟区域内部

virtual inline bool IsInVirtualZone(const double p[], const double r)
{

    return (!IsInZone(p)) & ((bx(0) - r - p[0]) * (bx(1) + r - p[0]) <= 0) & ((by(0) - r - p[1]) * (by(1) + r - p[1]) <= 0) & ((bz(0) - r - p[2]) * (bz(1) + r - p[2]) <= 0);
}

SimpleCartBoxZone<2>类¶

SimpleCartBoxZone<2>类继承于ZoneBase类：

数据

int rank;         // 继承于ZoneBase类
double b[4];  // 每个方向有上下两个端点，两个方向共四个

操作

设置x方向的端点

inline double &bx(const int i)
{
    return b[i];
}

设置y方向的端点

inline double &by(const int i)
{
    return b[2 + i];
}

设置选定方向的端点

inline void SetBoundaryEdges(int i, const std::vector<double> &bd)
{
    if (i == 0)
    {
        bx(0) = bd[0];
        bx(1) = bd[1];
    }
    else if (i == 1)
    {
        by(0) = bd[0];
        by(1) = bd[1];
    }
    return;
}

设置所有方向的端点

inline void SetBoundaryEdges(const std::vector<std::vector<double>> &bds)
{
    SetBoundaryEdges(0, bds[0]);
    SetBoundaryEdges(1, bds[1]);
    return;
}

获得端点个数
```
inline int GetSize()
{
    return 4;
}
```

判断某个点是否位于区域内部

inline bool IsInZone(const double p[])
{
    return ((bx(0) - p[0]) * (bx(1) - p[0]) <= 0) & ((by(0) - p[1]) * (by(1) - p[1]) <= 0);
}

判断某个点是否位于虚拟区域内部

inline bool IsInVirtualZone(const double p[], const double r)
{
    return (!IsInZone(p)) & ((bx(0) - r - p[0]) * (bx(1) + r - p[0]) <= 0) & ((by(0) - r - p[1]) * (by(1) + r - p[1]) <= 0);
}