geom.h

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/*
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 * Copyright (c) 2021 - 2024 Prashant K. Jha
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 * PeriDEM https://github.com/prashjha/PeriDEM
 *
 * Distributed under the Boost Software License, Version 1.0. (See accompanying
 * file LICENSE)
 */
 
#ifndef UTIL_GEOMETRY_H
#define UTIL_GEOMETRY_H
 
#include "point.h" // definition of Point
#include <vector>
 
namespace util {
 
std::vector<util::Point> getCornerPoints(size_t dim, const
std::pair<util::Point, util::Point> &box);
 
std::vector<std::pair<util::Point, util::Point>> getEdges(size_t dim, const
std::pair<util::Point, util::Point> &box);
 
util::Point getCenter(size_t dim,
                       const std::pair<util::Point, util::Point> &box);
 
double inscribedRadiusInBox(size_t dim,
                            const std::pair<util::Point, util::Point> &box);
 
double circumscribedRadiusInBox(size_t dim,
                            const std::pair<util::Point, util::Point> &box);
 
bool isPointInsideBox(util::Point x, size_t dim,
                      const std::pair<util::Point, util::Point> &box);
 
bool isPointInsideRectangle(util::Point x, double x_min, double x_max,
                            double y_min, double y_max);
 
bool isPointInsideRectangle(util::Point x, util::Point x_lb,
        util::Point x_rt);
 
bool isPointInsideAngledRectangle(util::Point x, double x_min, double x_max,
                                  double y_min, double y_max, double theta);
 
bool isPointInsideCuboid(util::Point x, util::Point x_lbb,
                            util::Point x_rtf);
 
bool isPointInsideCylinder(const util::Point &p, const double &length, const double
&radius, const util::Point &axis);
 
bool isPointInsideCylinder(const util::Point &p, const double &radius, const util::Point &x1,
                        const util::Point &x2);
 
bool isPointInsideEllipse(const util::Point &p, const util::Point &center, const
std::vector<double> &radius_vec, unsigned int dim);
 
bool isPointInsideEllipse(const util::Point &p, const util::Point &center, const
std::vector<double> &radius_vec, unsigned int dim, double &d);
 
bool areBoxesNear(const std::pair<util::Point, util::Point> & b1,
                  const std::pair<util::Point, util::Point> & b2,
                  const double & tol,
                  size_t dim);
 
bool doLinesIntersect(const std::pair<util::Point, util::Point> &line_1,
                     const std::pair<util::Point, util::Point> &line_2);
 
double distanceBetweenLines(const std::pair<util::Point, util::Point> &line_1,
                              const std::pair<util::Point, util::Point> &line_2);
 
double distanceBetweenSegments(const std::pair<util::Point, util::Point> &line_1,
                        const std::pair<util::Point, util::Point> &line_2);
 
double distanceBetweenPlanes(const std::pair<util::Point, util::Point> &plane_1,
                               const std::pair<util::Point, util::Point> &plane_2);
 
double pointDistanceLine(const util::Point &p,
                           const std::pair<util::Point, util::Point> &line);
 
double pointDistanceSegment(const util::Point &p,
                              const std::pair<util::Point, util::Point> &line);
 
double pointDistancePlane(const util::Point &p,
                            const std::pair<util::Point, util::Point> &plane);
 
 
util::Point getPointOnLine(const util::Point &p1, const util::Point &p2, const double &s);
 
double computeMeshSize(const std::vector<util::Point> &nodes);
 
double computeMeshSize(const std::vector<util::Point> &nodes, size_t start,
                       size_t end);
 
std::pair<util::Point, util::Point> computeBBox(const
                                                  std::vector<util::Point> &nodes);
 
double computeInscribedRadius(const std::pair<util::Point, util::Point>
    &box);
 
std::pair<util::Point, util::Point> toPointBox(const std::vector<double>
    &p1, const std::vector<double>
&p2);
 
double triangleArea(const util::Point &x1, const util::Point &x2,
                    const util::Point &x3);
 
template <class T>
inline T l2Dist(const std::vector<T> &x1, const std::vector<T> &x2) {
 
  if (x1.size() != x2.size())
    throw std::invalid_argument("size of two vectors not matching");
 
  T sum = 0.;
  for (size_t i=0; i<x1.size(); i++)
    sum += (x1[i] - x2[i]) * (x1[i] - x2[i]);
 
  return std::sqrt(sum);
}
 
} // namespace util
 
#endif // UTIL_GEOMETRY_H