chiark / gitweb /
curveopt: fix handling of empty lines from findcurve
[moebius3.git] / symbolic.py
index af5af8f1cbff32f3bd972f9f49976eab59761a16..8680378ea06d906cbf58b4d230f09451e5ec281d 100644 (file)
@@ -9,6 +9,10 @@ import numpy as np
 
 from moedebug import *
 
+# When cse() is called for something containing BaseVector, it
+# produces infinite recursion.
+#def cse(x, *a, **kw): return ((), (x,))
+
 def dprint(*args):
   if not dbg_enabled(): return
   print(*args)
@@ -21,6 +25,8 @@ def dbg(*args):
     print('\n          =\n')
     pprint(cse(eval(vn)))
 
+def sqnorm(v): return v & v
+
 N = CoordSysCartesian('N')
 
 calculated = False
@@ -41,41 +47,102 @@ E, H = vector_symbols('E H')
 F0, G0 = vector_symbols('F0 G0')
 En, Hn = vector_symbols('En Hn')
 
-EFl, GHl = symbols('EFl GHl')
+EFlq, HGlq = symbols('EFlq HGlq')
 
 def vector_component(v, ix):
   return v.components[N.base_vectors()[ix]]
 
 # x array in numerical algorithm has:
 #    N x 3    coordinates of points 0..N-3
-#    1        EFl = length parameter |EF| for point 1
-#    1        GHl = length parameter |GH| for point N-2
+#    1        EFlq = sqrt of length parameter |EF| for point 1
+#    1        HGlq = sqrt of length parameter |HG| for point N-2
 
 # fixed array in numerical algorithm has:
 #    4 x 3    E, En, H, Hn
 
 #def subst_vect():
 
+iterations = []
+
+class SomeIteration():
+  def __init__(ar, names, size, expr):
+    ar.names_string = names
+    ar.names = names.split(' ')
+    ar.name = ar.names[0]
+    ar.size = size
+    ar.expr = expr
+    if dbg_enabled():
+      print('\n   ' + ar.name + '\n')
+      print(expr)
+    iterations.append(ar)
+
+  def gen_calculate_cost(ar):
+    ar._gen_array()
+    cprint('for (P=0; P<(%s); P++) {' % ar.size)
+    ar._cassign()
+    cprint('}')
+
+class ScalarArray(SomeIteration):
+  def _gen_array(ar):
+    cprint('double A_%s[%s];' % (ar.name, ar.size))
+  def gen_references(ar):
+    for ai in range(0, len(ar.names)):
+      ar._gen_reference(ai, ar.names[ai])
+  def _gen_reference(ar, ai, an):
+    cprintraw('#define %s A_%s[P%+d]' % (an, ar.name, ai))
+  def _cassign(ar):
+    cassign(ar.expr, ar.name, 'tmp_'+ar.name)
+  def s(ar):
+    return symbols(ar.names_string)
+
+class CoordArray(ScalarArray):
+  def _gen_array(ar):
+    cprint('double A_%s[%s][3];' % (ar.name, ar.size))
+  def _gen_reference(ar, ai, an):
+    ScalarArray._gen_reference(ar, ai, an)
+    gen_point_coords_macro(an)
+  def _cassign(ar):
+    cassign_vector(ar.expr, ar.name, 'tmp_'+ar.name)
+  def s(ar):
+    return vector_symbols(ar.names_string)
+
+class CostComponent(SomeIteration):
+  def __init__(cc, size, expr):
+    cc.size = size
+    cc.expr = expr
+    iterations.append(cc)
+  def gen_references(cc): pass
+  def _gen_array(cc): pass
+  def _cassign(cc):
+    cassign(cc.expr, 'P_cost', 'tmp_cost')
+    cprint('cost += P_cost;')
+
 def calculate():
   global calculated
   if calculated: return
 
-  Q = B + 0.5 * (B - A)
-  R = C + 0.5 * (C - D)
-  QR = R - Q
-  BC = C - B
-  cost_ABCD = (QR & QR) / (BC & BC)
-  global cost_ABCD
-  dbg('cost_ABCD')
-  dprint(A)
+  # ---------- actual cost computation formulae ----------
 
   global F, G
-  F = E + En * EFl
-  G = H + Hn * GHl
+  F = E + En * pow(EFlq, 2)
+  G = H + Hn * pow(HGlq, 2)
+
+  global a,b, al,bl, au,bu
+  a,  b  = CoordArray ('a_ b_',   'NP-1', B-A           ).s() # [mm]
+  al, bl = ScalarArray('al bl',   'NP-1', a.magnitude() ).s() # [mm]
+  au, bu = CoordArray ('au bu',   'NP-1', a / al        ).s() # [1]
+
+  tan_theta = (au ^ bu) / (au & bu)     # [1]     bending
 
-  # diff_A_i = cost_ABCD.diff(vector_component(A, 0))
-  # global diff_A_i
-  # dbg('diff_A_i')
+  global mu, nu
+  mu, nu = CoordArray ('mu nu', 'NP-2', tan_theta ).s() # [1]
+
+  CostComponent('NP-3', sqnorm(mu - nu)) # [1]
+
+  dl2 = pow(al - bl, 2) # [mm^2]
+  CostComponent('NP-2', dl2 / (al*bl)) # [1]
+
+  # ---------- end of cost computation formulae ----------
 
   calculated = True
 
@@ -156,41 +223,50 @@ def gen_point_references():
 
   gen_point_index_macro('E',  'INPUT', '3*0')
   gen_point_index_macro('F0', 'INPUT', '3*1')
-  gen_point_index_macro('G0', 'INPUT', '3*(N-2)')
-  gen_point_index_macro('H',  'INPUT', '3*(N-1)')
-  cprintraw(    '#define NINPUT       ( 3*(N-0) )')
+  gen_point_index_macro('G0', 'INPUT', '3*(NP-2)')
+  gen_point_index_macro('H',  'INPUT', '3*(NP-1)')
+  cprintraw(         '#define NINPUT  ( 3*(NP-0) )')
 
   gen_point_index_macro('En', 'PREP', '3*0')
   gen_point_index_macro('Hn', 'PREP', '3*1')
-  cprintraw(         '#define PREP_N (3*2)')
+  cprintraw(         '#define NPREP   (3*2)')
 
-  cprintraw('#define X_N_DIRECT 3*(N-4)')
+  cprintraw('#define NX_DIRECT 3*(NP-4)')
   cprint('#define POINT(PP) (')
-  cprint(' (PP) == 0   ? E :')
-  cprint(' (PP) == 1   ? F :')
-  cprint(' (PP) == N-2 ? G :')
-  cprint(' (PP) == N-1 ? H :')
+  cprint(' (PP) == 0    ? E :')
+  cprint(' (PP) == 1    ? F :')
+  cprint(' (PP) == NP-2 ? G :')
+  cprint(' (PP) == NP-1 ? H :')
   cprint(' &X[3*((PP)-2)]')
   cprintraw(')')
 
-  cprintraw('#define EFl X[ X_N_DIRECT + 0 ]')
-  cprintraw('#define GHl X[ X_N_DIRECT + 1 ]')
-  cprintraw('#define X_N  ( X_N_DIRECT + 2 )')
+  cprintraw('#define EFlq X[ NX_DIRECT + 0 ]')
+  cprintraw('#define HGlq X[ NX_DIRECT + 1 ]')
+  cprintraw('#define NX    ( NX_DIRECT + 2 )')
 
   for ai in range(0, len(abcd)):
     cprintraw('#define %s POINT(P%+d)' % (abcd[ai], ai))
     gen_point_coords_macro(abcd[ai])
 
+  for si in iterations:
+    si.gen_references()
+
   cprintraw('')
 
 def gen_prepare():
   cprint('#define PREPARE')
-  cprint('memcpy(X, &INPUT[3*2], sizeof(double) * X_N_DIRECT)')
-  cassign_vector((F0 - E).normalize(), 'En', 'tmp_En')
-  cassign_vector((G0 - H).normalize(), 'Hn', 'tmp_Hn')
+  cprint('memcpy(X, &INPUT[3*2], sizeof(double) * NX_DIRECT);')
+  for EH,EHs,FG0,FGs in ((E,'E', F0,'F'),
+                         (H,'H', G0,'G')):
+    EFHGv = FG0 - EH
+    EFHGl = EFHGv.magnitude()
+    EFHGlq = sqrt(EFHGl)
+    cassign_vector(EFHGv/EFHGl, EHs+'n', 'tmp_'+EHs)
+    cassign(EFHGlq, EHs+FGs+'lq', 'tmp_l'+EHs)
   cprintraw('')
 
 def gen_calculate_FG():
+  cprintraw('#define DECLARE_F_G double F[3], G[3];')
   cprint('#define CALCULATE_F_G')
   cassign_vector(F,'F','tmp_F')
   cassign_vector(G,'G','tmp_G')
@@ -198,7 +274,9 @@ def gen_calculate_FG():
 
 def gen_calculate_cost():
   cprint('#define CALCULATE_COST')
-  cassign(cost_ABCD,'P_cost','tmp_P_cost')
+  cprint('double cost=0, P_cost;')
+  for si in iterations:
+    si.gen_calculate_cost()
   cprintraw('')
 
 def gen_C():