| 1 | /*
 | 
|---|
| 2 |  *    vmg - a versatile multigrid solver
 | 
|---|
| 3 |  *    Copyright (C) 2012 Institute for Numerical Simulation, University of Bonn
 | 
|---|
| 4 |  *
 | 
|---|
| 5 |  *  vmg is free software: you can redistribute it and/or modify
 | 
|---|
| 6 |  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
 | 
|---|
| 7 |  *  the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
 | 
|---|
| 8 |  *  (at your option) any later version.
 | 
|---|
| 9 |  *
 | 
|---|
| 10 |  *  vmg is distributed in the hope that it will be useful,
 | 
|---|
| 11 |  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 | 
|---|
| 12 |  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
 | 
|---|
| 13 |  *  GNU General Public License for more details.
 | 
|---|
| 14 |  *
 | 
|---|
| 15 |  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
 | 
|---|
| 16 |  *  along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
 | 
|---|
| 17 |  */
 | 
|---|
| 18 | 
 | 
|---|
| 19 | /**
 | 
|---|
| 20 |  * @file   index.hpp
 | 
|---|
| 21 |  * @author Julian Iseringhausen <isering@ins.uni-bonn.de>
 | 
|---|
| 22 |  * @date   Mon Apr 18 12:19:49 2011
 | 
|---|
| 23 |  *
 | 
|---|
| 24 |  * @brief  Header file for the class VMG::Index.
 | 
|---|
| 25 |  *
 | 
|---|
| 26 |  */
 | 
|---|
| 27 | 
 | 
|---|
| 28 | #ifndef INDEX_HPP_
 | 
|---|
| 29 | #define INDEX_HPP_
 | 
|---|
| 30 | 
 | 
|---|
| 31 | #include <algorithm>
 | 
|---|
| 32 | #include <cmath>
 | 
|---|
| 33 | #include <cstdlib>
 | 
|---|
| 34 | #include <cstring>
 | 
|---|
| 35 | #include <iostream>
 | 
|---|
| 36 | 
 | 
|---|
| 37 | namespace VMG
 | 
|---|
| 38 | {
 | 
|---|
| 39 | 
 | 
|---|
| 40 | class Vector;
 | 
|---|
| 41 | 
 | 
|---|
| 42 | class Index
 | 
|---|
| 43 | {
 | 
|---|
| 44 | public:
 | 
|---|
| 45 |   Index(const Index& rhs);
 | 
|---|
| 46 |   Index(const Vector& vec);
 | 
|---|
| 47 |   Index(int x, int y, int z) {i[0]=x;i[1]=y;i[2]=z;}
 | 
|---|
| 48 |   Index(int val) {i[0]=val;i[1]=val;i[2]=val;}
 | 
|---|
| 49 |   Index(int* arr) {i[0]=arr[0];i[1]=arr[1];i[2]=arr[2];}
 | 
|---|
| 50 |   Index() {i[0]=0;i[1]=0;i[2]=0;}
 | 
|---|
| 51 | 
 | 
|---|
| 52 |   int& operator[](const int& index) {return i[index];}
 | 
|---|
| 53 |   const int& operator[](const int& index) const {return i[index];}
 | 
|---|
| 54 | 
 | 
|---|
| 55 |   int& X() {return i[0];}
 | 
|---|
| 56 |   int& Y() {return i[1];}
 | 
|---|
| 57 |   int& Z() {return i[2];}
 | 
|---|
| 58 | 
 | 
|---|
| 59 |   const int& X() const {return i[0];}
 | 
|---|
| 60 |   const int& Y() const {return i[1];}
 | 
|---|
| 61 |   const int& Z() const {return i[2];}
 | 
|---|
| 62 | 
 | 
|---|
| 63 |   Index Abs() {return Index(abs(i[0]), abs(i[1]), abs(i[2]));}
 | 
|---|
| 64 |   int Max() const {return std::max(std::max(i[0],i[1]),i[2]);}
 | 
|---|
| 65 |   int Min() const {return std::min(std::min(i[0],i[1]),i[2]);}
 | 
|---|
| 66 |   int Product() const {return i[0]*i[1]*i[2];}
 | 
|---|
| 67 |   int Sum() const {return i[0]+i[1]+i[2];}
 | 
|---|
| 68 | 
 | 
|---|
| 69 |   bool IsInBounds(const Index& begin, const Index& end) const
 | 
|---|
| 70 |   {
 | 
|---|
| 71 |     return i[0] >= begin[0] && i[0] < end[0] &&
 | 
|---|
| 72 |            i[1] >= begin[1] && i[1] < end[1] &&
 | 
|---|
| 73 |            i[2] >= begin[2] && i[2] < end[2];
 | 
|---|
| 74 |   }
 | 
|---|
| 75 | 
 | 
|---|
| 76 |   bool IsComponentwiseLess(const Index& other) const
 | 
|---|
| 77 |   {
 | 
|---|
| 78 |     return this->i[0] < other.i[0]
 | 
|---|
| 79 |         && this->i[1] < other.i[1]
 | 
|---|
| 80 |         && this->i[2] < other.i[2];
 | 
|---|
| 81 |   }
 | 
|---|
| 82 | 
 | 
|---|
| 83 |   bool IsComponentwiseLessOrEqual(const Index& other) const
 | 
|---|
| 84 |   {
 | 
|---|
| 85 |     return this->i[0] <= other.i[0]
 | 
|---|
| 86 |         && this->i[1] <= other.i[1]
 | 
|---|
| 87 |         && this->i[2] <= other.i[2];
 | 
|---|
| 88 |   }
 | 
|---|
| 89 | 
 | 
|---|
| 90 |   bool IsComponentwiseGreater(const Index& other) const
 | 
|---|
| 91 |   {
 | 
|---|
| 92 |     return this->i[0] > other.i[0]
 | 
|---|
| 93 |         && this->i[1] > other.i[1]
 | 
|---|
| 94 |         && this->i[2] > other.i[2];
 | 
|---|
| 95 |   }
 | 
|---|
| 96 | 
 | 
|---|
| 97 |   bool IsComponentwiseGreaterOrEqual(const Index& other) const
 | 
|---|
| 98 |   {
 | 
|---|
| 99 |     return this->i[0] >= other.i[0]
 | 
|---|
| 100 |         && this->i[1] >= other.i[1]
 | 
|---|
| 101 |         && this->i[2] >= other.i[2];
 | 
|---|
| 102 |   }
 | 
|---|
| 103 | 
 | 
|---|
| 104 |   Index MaxComponentwise(const Index& rhs) const
 | 
|---|
| 105 |   {
 | 
|---|
| 106 |     return Index(std::max(i[0], rhs.i[0]), std::max(i[1], rhs.i[1]), std::max(i[2], rhs.i[2]));
 | 
|---|
| 107 |   }
 | 
|---|
| 108 | 
 | 
|---|
| 109 |   Index MinComponentwise(const Index& rhs) const
 | 
|---|
| 110 |   {
 | 
|---|
| 111 |     return Index(std::min(i[0], rhs.i[0]), std::min(i[1], rhs.i[1]), std::min(i[2], rhs.i[2]));
 | 
|---|
| 112 |   }
 | 
|---|
| 113 | 
 | 
|---|
| 114 |   Index Clamp(const Index& lower_bound, const Index& upper_bound) const
 | 
|---|
| 115 |   {
 | 
|---|
| 116 |     Index index(*this);
 | 
|---|
| 117 |     for (int j=0; j<3; ++j) {
 | 
|---|
| 118 |       index.i[j] = std::max(index.i[j], lower_bound[j]);
 | 
|---|
| 119 |       index.i[j] = std::min(index.i[j], upper_bound[j]);
 | 
|---|
| 120 |     }
 | 
|---|
| 121 |     return index;
 | 
|---|
| 122 |   }
 | 
|---|
| 123 | 
 | 
|---|
| 124 |   int* vec() {return i;}
 | 
|---|
| 125 |   const int* vec() const {return i;}
 | 
|---|
| 126 | 
 | 
|---|
| 127 |   Index& operator=(const Index& rhs)
 | 
|---|
| 128 |   {
 | 
|---|
| 129 |     i[0] = rhs.X();
 | 
|---|
| 130 |     i[1] = rhs.Y();
 | 
|---|
| 131 |     i[2] = rhs.Z();
 | 
|---|
| 132 |     return *this;
 | 
|---|
| 133 |   }
 | 
|---|
| 134 | 
 | 
|---|
| 135 |   Index& operator=(const int& rhs)
 | 
|---|
| 136 |   {
 | 
|---|
| 137 |     i[0] = rhs;
 | 
|---|
| 138 |     i[1] = rhs;
 | 
|---|
| 139 |     i[2] = rhs;
 | 
|---|
| 140 |     return *this;
 | 
|---|
| 141 |   }
 | 
|---|
| 142 | 
 | 
|---|
| 143 |   bool operator==(const Index& other) const
 | 
|---|
| 144 |   {
 | 
|---|
| 145 |     return (i[0]==other.X() && i[1]==other.Y() && i[2]==other.Z());
 | 
|---|
| 146 |   }
 | 
|---|
| 147 | 
 | 
|---|
| 148 |   bool operator<(const Index& other) const
 | 
|---|
| 149 |   {
 | 
|---|
| 150 |     for (int j=0; j<3; ++j) {
 | 
|---|
| 151 |       if (this->i[j] < other.i[j]) return true;
 | 
|---|
| 152 |       if (this->i[j] != other.i[j]) return false;
 | 
|---|
| 153 |     }
 | 
|---|
| 154 | 
 | 
|---|
| 155 |     return false;
 | 
|---|
| 156 |   }
 | 
|---|
| 157 | 
 | 
|---|
| 158 |   bool operator!=(const Index& other) const
 | 
|---|
| 159 |   {
 | 
|---|
| 160 |     return !(*this == other);
 | 
|---|
| 161 |   }
 | 
|---|
| 162 | 
 | 
|---|
| 163 |   Index& operator+=(const Index& rhs)
 | 
|---|
| 164 |   {
 | 
|---|
| 165 |     i[0] += rhs.X();
 | 
|---|
| 166 |     i[1] += rhs.Y();
 | 
|---|
| 167 |     i[2] += rhs.Z();
 | 
|---|
| 168 |     return *this;
 | 
|---|
| 169 |   }
 | 
|---|
| 170 | 
 | 
|---|
| 171 |   Index& operator-=(const Index& rhs)
 | 
|---|
| 172 |   {
 | 
|---|
| 173 |     i[0] -= rhs.X();
 | 
|---|
| 174 |     i[1] -= rhs.Y();
 | 
|---|
| 175 |     i[2] -= rhs.Z();
 | 
|---|
| 176 |     return *this;
 | 
|---|
| 177 |   }
 | 
|---|
| 178 | 
 | 
|---|
| 179 |   Index& operator*=(const Index& rhs)
 | 
|---|
| 180 |   {
 | 
|---|
| 181 |     i[0] *= rhs.X();
 | 
|---|
| 182 |     i[1] *= rhs.Y();
 | 
|---|
| 183 |     i[2] *= rhs.Z();
 | 
|---|
| 184 |     return *this;
 | 
|---|
| 185 |   }
 | 
|---|
| 186 | 
 | 
|---|
| 187 |   Index& operator/=(const Index& rhs)
 | 
|---|
| 188 |   {
 | 
|---|
| 189 |     i[0] /= rhs.X();
 | 
|---|
| 190 |     i[1] /= rhs.Y();
 | 
|---|
| 191 |     i[2] /= rhs.Z();
 | 
|---|
| 192 |     return *this;
 | 
|---|
| 193 |   }
 | 
|---|
| 194 | 
 | 
|---|
| 195 |   Index& operator%=(const Index& rhs)
 | 
|---|
| 196 |   {
 | 
|---|
| 197 |     i[0] %= rhs.X();
 | 
|---|
| 198 |     i[1] %= rhs.Y();
 | 
|---|
| 199 |     i[2] %= rhs.Z();
 | 
|---|
| 200 |     return *this;
 | 
|---|
| 201 |   }
 | 
|---|
| 202 | 
 | 
|---|
| 203 |   Index& operator+=(const int& rhs)
 | 
|---|
| 204 |   {
 | 
|---|
| 205 |     i[0] += rhs;
 | 
|---|
| 206 |     i[1] += rhs;
 | 
|---|
| 207 |     i[2] += rhs;
 | 
|---|
| 208 |     return *this;
 | 
|---|
| 209 |   }
 | 
|---|
| 210 | 
 | 
|---|
| 211 |   Index& operator-=(const int& rhs)
 | 
|---|
| 212 |   {
 | 
|---|
| 213 |     i[0] -= rhs;
 | 
|---|
| 214 |     i[1] -= rhs;
 | 
|---|
| 215 |     i[2] -= rhs;
 | 
|---|
| 216 |     return *this;
 | 
|---|
| 217 |   }
 | 
|---|
| 218 | 
 | 
|---|
| 219 |   Index& operator*=(const int& rhs)
 | 
|---|
| 220 |   {
 | 
|---|
| 221 |     i[0] *= rhs;
 | 
|---|
| 222 |     i[1] *= rhs;
 | 
|---|
| 223 |     i[2] *= rhs;
 | 
|---|
| 224 |     return *this;
 | 
|---|
| 225 |   }
 | 
|---|
| 226 | 
 | 
|---|
| 227 |   Index& operator/=(const int& rhs)
 | 
|---|
| 228 |   {
 | 
|---|
| 229 |     i[0] /= rhs;
 | 
|---|
| 230 |     i[1] /= rhs;
 | 
|---|
| 231 |     i[2] /= rhs;
 | 
|---|
| 232 |     return *this;
 | 
|---|
| 233 |   }
 | 
|---|
| 234 | 
 | 
|---|
| 235 |   Index& operator%=(const int& rhs)
 | 
|---|
| 236 |   {
 | 
|---|
| 237 |     i[0] %= rhs;
 | 
|---|
| 238 |     i[1] %= rhs;
 | 
|---|
| 239 |     i[2] %= rhs;
 | 
|---|
| 240 |     return *this;
 | 
|---|
| 241 |   }
 | 
|---|
| 242 | 
 | 
|---|
| 243 |   Index operator+(const Index& rhs) const
 | 
|---|
| 244 |   {
 | 
|---|
| 245 |     return Index(*this) += rhs;
 | 
|---|
| 246 |   }
 | 
|---|
| 247 | 
 | 
|---|
| 248 |   Index operator-(const Index& rhs) const
 | 
|---|
| 249 |   {
 | 
|---|
| 250 |     return Index(*this) -= rhs;
 | 
|---|
| 251 |   }
 | 
|---|
| 252 | 
 | 
|---|
| 253 |   Index operator*(const Index& rhs) const
 | 
|---|
| 254 |   {
 | 
|---|
| 255 |     return Index(*this) *= rhs;
 | 
|---|
| 256 |   }
 | 
|---|
| 257 | 
 | 
|---|
| 258 |   Index operator/(const Index& rhs) const
 | 
|---|
| 259 |   {
 | 
|---|
| 260 |     return Index(*this) /= rhs;
 | 
|---|
| 261 |   }
 | 
|---|
| 262 | 
 | 
|---|
| 263 |   Index operator%(const Index& rhs) const
 | 
|---|
| 264 |   {
 | 
|---|
| 265 |     return Index(*this) %= rhs;
 | 
|---|
| 266 |   }
 | 
|---|
| 267 | 
 | 
|---|
| 268 |   Index operator+(const int& rhs) const
 | 
|---|
| 269 |   {
 | 
|---|
| 270 |     return Index(*this) += rhs;
 | 
|---|
| 271 |   }
 | 
|---|
| 272 | 
 | 
|---|
| 273 |   Index operator-(const int& rhs) const
 | 
|---|
| 274 |   {
 | 
|---|
| 275 |     return Index(*this) -= rhs;
 | 
|---|
| 276 |   }
 | 
|---|
| 277 | 
 | 
|---|
| 278 |   Index operator*(const int& rhs) const
 | 
|---|
| 279 |   {
 | 
|---|
| 280 |     return Index(*this) *= rhs;
 | 
|---|
| 281 |   }
 | 
|---|
| 282 | 
 | 
|---|
| 283 |   Index operator/(const int& rhs) const
 | 
|---|
| 284 |   {
 | 
|---|
| 285 |     return Index(*this) /= rhs;
 | 
|---|
| 286 |   }
 | 
|---|
| 287 | 
 | 
|---|
| 288 |   Index operator%(const int& rhs) const
 | 
|---|
| 289 |   {
 | 
|---|
| 290 |     return Index(*this) %= rhs;
 | 
|---|
| 291 |   }
 | 
|---|
| 292 | 
 | 
|---|
| 293 |   Vector operator+(const Vector& rhs) const;
 | 
|---|
| 294 |   Vector operator-(const Vector& rhs) const;
 | 
|---|
| 295 |   Vector operator*(const Vector& rhs) const;
 | 
|---|
| 296 |   Vector operator/(const Vector& rhs) const;
 | 
|---|
| 297 | 
 | 
|---|
| 298 |   Vector operator+(const vmg_float& rhs) const;
 | 
|---|
| 299 |   Vector operator-(const vmg_float& rhs) const;
 | 
|---|
| 300 |   Vector operator*(const vmg_float& rhs) const;
 | 
|---|
| 301 |   Vector operator/(const vmg_float& rhs) const;
 | 
|---|
| 302 | 
 | 
|---|
| 303 | private:
 | 
|---|
| 304 |   int i[3];
 | 
|---|
| 305 | };
 | 
|---|
| 306 | 
 | 
|---|
| 307 | inline Index operator+(const int& lhs, const Index& rhs)
 | 
|---|
| 308 | {
 | 
|---|
| 309 |   return Index(lhs) += rhs;
 | 
|---|
| 310 | }
 | 
|---|
| 311 | 
 | 
|---|
| 312 | inline Index operator-(const int& lhs, const Index& rhs)
 | 
|---|
| 313 | {
 | 
|---|
| 314 |   return Index(lhs) -= rhs;
 | 
|---|
| 315 | }
 | 
|---|
| 316 | 
 | 
|---|
| 317 | inline Index operator*(const int& lhs, const Index& rhs)
 | 
|---|
| 318 | {
 | 
|---|
| 319 |   return Index(lhs) *= rhs;
 | 
|---|
| 320 | }
 | 
|---|
| 321 | 
 | 
|---|
| 322 | inline Index operator/(const int& lhs, const Index& rhs)
 | 
|---|
| 323 | {
 | 
|---|
| 324 |   return Index(lhs) /= rhs;
 | 
|---|
| 325 | }
 | 
|---|
| 326 | 
 | 
|---|
| 327 | inline Index operator%(const int& lhs, const Index& rhs)
 | 
|---|
| 328 | {
 | 
|---|
| 329 |   return Index(lhs) %= rhs;
 | 
|---|
| 330 | }
 | 
|---|
| 331 | 
 | 
|---|
| 332 | const Index Max(const Index& index1, const Index& index2);
 | 
|---|
| 333 | std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const Index& index);
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