]> de.git.xonotic.org Git - xonotic/netradiant.git/blob - contrib/gtkgensurf/triangle.c
transfer from internal tree r5311 branches/1.4-gpl
[xonotic/netradiant.git] / contrib / gtkgensurf / triangle.c
1 #define ANSI_DECLARATORS\r
2 /*****************************************************************************/\r
3 /*                                                                           */\r
4 /*      888888888        ,o,                          / 888                  */\r
5 /*         888    88o88o  "    o8888o  88o8888o o88888o 888  o88888o         */\r
6 /*         888    888    888       88b 888  888 888 888 888 d888  88b        */\r
7 /*         888    888    888  o88^o888 888  888 "88888" 888 8888oo888        */\r
8 /*         888    888    888 C888  888 888  888  /      888 q888             */\r
9 /*         888    888    888  "88o^888 888  888 Cb      888  "88oooo"        */\r
10 /*                                              "8oo8D                       */\r
11 /*                                                                           */\r
12 /*  A Two-Dimensional Quality Mesh Generator and Delaunay Triangulator.      */\r
13 /*  (triangle.c)                                                             */\r
14 /*                                                                           */\r
15 /*  Version 1.3                                                              */\r
16 /*  July 19, 1996                                                            */\r
17 /*                                                                           */\r
18 /*  Copyright 1996                                                           */\r
19 /*  Jonathan Richard Shewchuk                                                */\r
20 /*  School of Computer Science                                               */\r
21 /*  Carnegie Mellon University                                               */\r
22 /*  5000 Forbes Avenue                                                       */\r
23 /*  Pittsburgh, Pennsylvania  15213-3891                                     */\r
24 /*  jrs@cs.cmu.edu                                                           */\r
25 /*                                                                           */\r
26 /*  This program may be freely redistributed under the condition that the    */\r
27 /*    copyright notices (including this entire header and the copyright      */\r
28 /*    notice printed when the `-h' switch is selected) are not removed, and  */\r
29 /*    no compensation is received.  Private, research, and institutional     */\r
30 /*    use is free.  You may distribute modified versions of this code UNDER  */\r
31 /*    THE CONDITION THAT THIS CODE AND ANY MODIFICATIONS MADE TO IT IN THE   */\r
32 /*    SAME FILE REMAIN UNDER COPYRIGHT OF THE ORIGINAL AUTHOR, BOTH SOURCE   */\r
33 /*    AND OBJECT CODE ARE MADE FREELY AVAILABLE WITHOUT CHARGE, AND CLEAR    */\r
34 /*    NOTICE IS GIVEN OF THE MODIFICATIONS.  Distribution of this code as    */\r
35 /*    part of a commercial system is permissible ONLY BY DIRECT ARRANGEMENT  */\r
36 /*    WITH THE AUTHOR.  (If you are not directly supplying this code to a    */\r
37 /*    customer, and you are instead telling them how they can obtain it for  */\r
38 /*    free, then you are not required to make any arrangement with me.)      */\r
39 /*                                                                           */\r
40 /*  Hypertext instructions for Triangle are available on the Web at          */\r
41 /*                                                                           */\r
42 /*      http://www.cs.cmu.edu/~quake/triangle.html                           */\r
43 /*                                                                           */\r
44 /*  Some of the references listed below are marked [*].  These are available */\r
45 /*    for downloading from the Web page                                      */\r
46 /*                                                                           */\r
47 /*      http://www.cs.cmu.edu/~quake/triangle.research.html                  */\r
48 /*                                                                           */\r
49 /*  A paper discussing some aspects of Triangle is available.  See Jonathan  */\r
50 /*    Richard Shewchuk, "Triangle:  Engineering a 2D Quality Mesh Generator  */\r
51 /*    and Delaunay Triangulator," First Workshop on Applied Computational    */\r
52 /*    Geometry, ACM, May 1996.  [*]                                          */\r
53 /*                                                                           */\r
54 /*  Triangle was created as part of the Archimedes project in the School of  */\r
55 /*    Computer Science at Carnegie Mellon University.  Archimedes is a       */\r
56 /*    system for compiling parallel finite element solvers.  For further     */\r
57 /*    information, see Anja Feldmann, Omar Ghattas, John R. Gilbert, Gary L. */\r
58 /*    Miller, David R. O'Hallaron, Eric J. Schwabe, Jonathan R. Shewchuk,    */\r
59 /*    and Shang-Hua Teng, "Automated Parallel Solution of Unstructured PDE   */\r
60 /*    Problems."  To appear in Communications of the ACM, we hope.           */\r
61 /*                                                                           */\r
62 /*  The quality mesh generation algorithm is due to Jim Ruppert, "A          */\r
63 /*    Delaunay Refinement Algorithm for Quality 2-Dimensional Mesh           */\r
64 /*    Generation," Journal of Algorithms 18(3):548-585, May 1995.  [*]       */\r
65 /*                                                                           */\r
66 /*  My implementation of the divide-and-conquer and incremental Delaunay     */\r
67 /*    triangulation algorithms follows closely the presentation of Guibas    */\r
68 /*    and Stolfi, even though I use a triangle-based data structure instead  */\r
69 /*    of their quad-edge data structure.  (In fact, I originally implemented */\r
70 /*    Triangle using the quad-edge data structure, but switching to a        */\r
71 /*    triangle-based data structure sped Triangle by a factor of two.)  The  */\r
72 /*    mesh manipulation primitives and the two aforementioned Delaunay       */\r
73 /*    triangulation algorithms are described by Leonidas J. Guibas and Jorge */\r
74 /*    Stolfi, "Primitives for the Manipulation of General Subdivisions and   */\r
75 /*    the Computation of Voronoi Diagrams," ACM Transactions on Graphics     */\r
76 /*    4(2):74-123, April 1985.                                               */\r
77 /*                                                                           */\r
78 /*  Their O(n log n) divide-and-conquer algorithm is adapted from Der-Tsai   */\r
79 /*    Lee and Bruce J. Schachter, "Two Algorithms for Constructing the       */\r
80 /*    Delaunay Triangulation," International Journal of Computer and         */\r
81 /*    Information Science 9(3):219-242, 1980.  The idea to improve the       */\r
82 /*    divide-and-conquer algorithm by alternating between vertical and       */\r
83 /*    horizontal cuts was introduced by Rex A. Dwyer, "A Faster Divide-and-  */\r
84 /*    Conquer Algorithm for Constructing Delaunay Triangulations,"           */\r
85 /*    Algorithmica 2(2):137-151, 1987.                                       */\r
86 /*                                                                           */\r
87 /*  The incremental insertion algorithm was first proposed by C. L. Lawson,  */\r
88 /*    "Software for C1 Surface Interpolation," in Mathematical Software III, */\r
89 /*    John R. Rice, editor, Academic Press, New York, pp. 161-194, 1977.     */\r
90 /*    For point location, I use the algorithm of Ernst P. Mucke, Isaac       */\r
91 /*    Saias, and Binhai Zhu, "Fast Randomized Point Location Without         */\r
92 /*    Preprocessing in Two- and Three-dimensional Delaunay Triangulations,"  */\r
93 /*    Proceedings of the Twelfth Annual Symposium on Computational Geometry, */\r
94 /*    ACM, May 1996.  [*]  If I were to randomize the order of point         */\r
95 /*    insertion (I currently don't bother), their result combined with the   */\r
96 /*    result of Leonidas J. Guibas, Donald E. Knuth, and Micha Sharir,       */\r
97 /*    "Randomized Incremental Construction of Delaunay and Voronoi           */\r
98 /*    Diagrams," Algorithmica 7(4):381-413, 1992, would yield an expected    */\r
99 /*    O(n^{4/3}) bound on running time.                                      */\r
100 /*                                                                           */\r
101 /*  The O(n log n) sweepline Delaunay triangulation algorithm is taken from  */\r
102 /*    Steven Fortune, "A Sweepline Algorithm for Voronoi Diagrams",          */\r
103 /*    Algorithmica 2(2):153-174, 1987.  A random sample of edges on the      */\r
104 /*    boundary of the triangulation are maintained in a splay tree for the   */\r
105 /*    purpose of point location.  Splay trees are described by Daniel        */\r
106 /*    Dominic Sleator and Robert Endre Tarjan, "Self-Adjusting Binary Search */\r
107 /*    Trees," Journal of the ACM 32(3):652-686, July 1985.                   */\r
108 /*                                                                           */\r
109 /*  The algorithms for exact computation of the signs of determinants are    */\r
110 /*    described in Jonathan Richard Shewchuk, "Adaptive Precision Floating-  */\r
111 /*    Point Arithmetic and Fast Robust Geometric Predicates," Technical      */\r
112 /*    Report CMU-CS-96-140, School of Computer Science, Carnegie Mellon      */\r
113 /*    University, Pittsburgh, Pennsylvania, May 1996.  [*]  (Submitted to    */\r
114 /*    Discrete & Computational Geometry.)  An abbreviated version appears as */\r
115 /*    Jonathan Richard Shewchuk, "Robust Adaptive Floating-Point Geometric   */\r
116 /*    Predicates," Proceedings of the Twelfth Annual Symposium on Computa-   */\r
117 /*    tional Geometry, ACM, May 1996.  [*]  Many of the ideas for my exact   */\r
118 /*    arithmetic routines originate with Douglas M. Priest, "Algorithms for  */\r
119 /*    Arbitrary Precision Floating Point Arithmetic," Tenth Symposium on     */\r
120 /*    Computer Arithmetic, 132-143, IEEE Computer Society Press, 1991.  [*]  */\r
121 /*    Many of the ideas for the correct evaluation of the signs of           */\r
122 /*    determinants are taken from Steven Fortune and Christopher J. Van Wyk, */\r
123 /*    "Efficient Exact Arithmetic for Computational Geometry," Proceedings   */\r
124 /*    of the Ninth Annual Symposium on Computational Geometry, ACM,          */\r
125 /*    pp. 163-172, May 1993, and from Steven Fortune, "Numerical Stability   */\r
126 /*    of Algorithms for 2D Delaunay Triangulations," International Journal   */\r
127 /*    of Computational Geometry & Applications 5(1-2):193-213, March-June    */\r
128 /*    1995.                                                                  */\r
129 /*                                                                           */\r
130 /*  For definitions of and results involving Delaunay triangulations,        */\r
131 /*    constrained and conforming versions thereof, and other aspects of      */\r
132 /*    triangular mesh generation, see the excellent survey by Marshall Bern  */\r
133 /*    and David Eppstein, "Mesh Generation and Optimal Triangulation," in    */\r
134 /*    Computing and Euclidean Geometry, Ding-Zhu Du and Frank Hwang,         */\r
135 /*    editors, World Scientific, Singapore, pp. 23-90, 1992.                 */\r
136 /*                                                                           */\r
137 /*  The time for incrementally adding PSLG (planar straight line graph)      */\r
138 /*    segments to create a constrained Delaunay triangulation is probably    */\r
139 /*    O(n^2) per segment in the worst case and O(n) per edge in the common   */\r
140 /*    case, where n is the number of triangles that intersect the segment    */\r
141 /*    before it is inserted.  This doesn't count point location, which can   */\r
142 /*    be much more expensive.  (This note does not apply to conforming       */\r
143 /*    Delaunay triangulations, for which a different method is used to       */\r
144 /*    insert segments.)                                                      */\r
145 /*                                                                           */\r
146 /*  The time for adding segments to a conforming Delaunay triangulation is   */\r
147 /*    not clear, but does not depend upon n alone.  In some cases, very      */\r
148 /*    small features (like a point lying next to a segment) can cause a      */\r
149 /*    single segment to be split an arbitrary number of times.  Of course,   */\r
150 /*    floating-point precision is a practical barrier to how much this can   */\r
151 /*    happen.                                                                */\r
152 /*                                                                           */\r
153 /*  The time for deleting a point from a Delaunay triangulation is O(n^2) in */\r
154 /*    the worst case and O(n) in the common case, where n is the degree of   */\r
155 /*    the point being deleted.  I could improve this to expected O(n) time   */\r
156 /*    by "inserting" the neighboring vertices in random order, but n is      */\r
157 /*    usually quite small, so it's not worth the bother.  (The O(n) time     */\r
158 /*    for random insertion follows from L. Paul Chew, "Building Voronoi      */\r
159 /*    Diagrams for Convex Polygons in Linear Expected Time," Technical       */\r
160 /*    Report PCS-TR90-147, Department of Mathematics and Computer Science,   */\r
161 /*    Dartmouth College, 1990.                                               */\r
162 /*                                                                           */\r
163 /*  Ruppert's Delaunay refinement algorithm typically generates triangles    */\r
164 /*    at a linear rate (constant time per triangle) after the initial        */\r
165 /*    triangulation is formed.  There may be pathological cases where more   */\r
166 /*    time is required, but these never arise in practice.                   */\r
167 /*                                                                           */\r
168 /*  The segment intersection formulae are straightforward.  If you want to   */\r
169 /*    see them derived, see Franklin Antonio.  "Faster Line Segment          */\r
170 /*    Intersection."  In Graphics Gems III (David Kirk, editor), pp. 199-    */\r
171 /*    202.  Academic Press, Boston, 1992.                                    */\r
172 /*                                                                           */\r
173 /*  If you make any improvements to this code, please please please let me   */\r
174 /*    know, so that I may obtain the improvements.  Even if you don't change */\r
175 /*    the code, I'd still love to hear what it's being used for.             */\r
176 /*                                                                           */\r
177 /*  Disclaimer:  Neither I nor Carnegie Mellon warrant this code in any way  */\r
178 /*    whatsoever.  This code is provided "as-is".  Use at your own risk.     */\r
179 /*                                                                           */\r
180 /*****************************************************************************/\r
181 \r
182 /* For single precision (which will save some memory and reduce paging),     */\r
183 /*   define the symbol SINGLE by using the -DSINGLE compiler switch or by    */\r
184 /*   writing "#define SINGLE" below.                                         */\r
185 /*                                                                           */\r
186 /* For double precision (which will allow you to refine meshes to a smaller  */\r
187 /*   edge length), leave SINGLE undefined.                                   */\r
188 /*                                                                           */\r
189 /* Double precision uses more memory, but improves the resolution of the     */\r
190 /*   meshes you can generate with Triangle.  It also reduces the likelihood  */\r
191 /*   of a floating exception due to overflow.  Finally, it is much faster    */\r
192 /*   than single precision on 64-bit architectures like the DEC Alpha.  I    */\r
193 /*   recommend double precision unless you want to generate a mesh for which */\r
194 /*   you do not have enough memory.                                          */\r
195 \r
196 #define SINGLE\r
197 \r
198 #ifdef SINGLE\r
199 #define REAL float\r
200 #else /* not SINGLE */\r
201 #define REAL double\r
202 #endif /* not SINGLE */\r
203 \r
204 /* If yours is not a Unix system, define the NO_TIMER compiler switch to     */\r
205 /*   remove the Unix-specific timing code.                                   */\r
206 \r
207 #define NO_TIMER\r
208 \r
209 /* To insert lots of self-checks for internal errors, define the SELF_CHECK  */\r
210 /*   symbol.  This will slow down the program significantly.  It is best to  */\r
211 /*   define the symbol using the -DSELF_CHECK compiler switch, but you could */\r
212 /*   write "#define SELF_CHECK" below.  If you are modifying this code, I    */\r
213 /*   recommend you turn self-checks on.                                      */\r
214 \r
215 /* #define SELF_CHECK */\r
216 \r
217 /* To compile Triangle as a callable object library (triangle.o), define the */\r
218 /*   TRILIBRARY symbol.  Read the file triangle.h for details on how to call */\r
219 /*   the procedure triangulate() that results.                               */\r
220 \r
221 #define TRILIBRARY\r
222 \r
223 /* It is possible to generate a smaller version of Triangle using one or     */\r
224 /*   both of the following symbols.  Define the REDUCED symbol to eliminate  */\r
225 /*   all features that are primarily of research interest; specifically, the */\r
226 /*   -i, -F, -s, and -C switches.  Define the CDT_ONLY symbol to eliminate   */\r
227 /*   all meshing algorithms above and beyond constrained Delaunay            */\r
228 /*   triangulation; specifically, the -r, -q, -a, -S, and -s switches.       */\r
229 /*   These reductions are most likely to be useful when generating an object */\r
230 /*   library (triangle.o) by defining the TRILIBRARY symbol.                 */\r
231 \r
232 #define REDUCED\r
233 #define CDT_ONLY\r
234 \r
235 /* On some machines, the exact arithmetic routines might be defeated by the  */\r
236 /*   use of internal extended precision floating-point registers.  Sometimes */\r
237 /*   this problem can be fixed by defining certain values to be volatile,    */\r
238 /*   thus forcing them to be stored to memory and rounded off.  This isn't   */\r
239 /*   a great solution, though, as it slows Triangle down.                    */\r
240 /*                                                                           */\r
241 /* To try this out, write "#define INEXACT volatile" below.  Normally,       */\r
242 /*   however, INEXACT should be defined to be nothing.  ("#define INEXACT".) */\r
243 \r
244 #define INEXACT /* Nothing */\r
245 /* #define INEXACT volatile */\r
246 \r
247 /* Maximum number of characters in a file name (including the null).         */\r
248 \r
249 #define FILENAMESIZE 512\r
250 \r
251 /* Maximum number of characters in a line read from a file (including the    */\r
252 /*   null).                                                                  */\r
253 \r
254 #define INPUTLINESIZE 512\r
255 \r
256 /* For efficiency, a variety of data structures are allocated in bulk.  The  */\r
257 /*   following constants determine how many of each structure is allocated   */\r
258 /*   at once.                                                                */\r
259 \r
260 #define TRIPERBLOCK 4092           /* Number of triangles allocated at once. */\r
261 #define SHELLEPERBLOCK 508       /* Number of shell edges allocated at once. */\r
262 #define POINTPERBLOCK 4092            /* Number of points allocated at once. */\r
263 #define VIRUSPERBLOCK 1020   /* Number of virus triangles allocated at once. */\r
264 /* Number of encroached segments allocated at once. */\r
265 #define BADSEGMENTPERBLOCK 252\r
266 /* Number of skinny triangles allocated at once. */\r
267 #define BADTRIPERBLOCK 4092\r
268 /* Number of splay tree nodes allocated at once. */\r
269 #define SPLAYNODEPERBLOCK 508\r
270 \r
271 /* The point marker DEADPOINT is an arbitrary number chosen large enough to  */\r
272 /*   (hopefully) not conflict with user boundary markers.  Make sure that it */\r
273 /*   is small enough to fit into your machine's integer size.                */\r
274 \r
275 #define DEADPOINT -1073741824\r
276 \r
277 /* The next line is used to outsmart some very stupid compilers.  If your    */\r
278 /*   compiler is smarter, feel free to replace the "int" with "void".        */\r
279 /*   Not that it matters.                                                    */\r
280 \r
281 #define VOID int\r
282 \r
283 /* Two constants for algorithms based on random sampling.  Both constants    */\r
284 /*   have been chosen empirically to optimize their respective algorithms.   */\r
285 \r
286 /* Used for the point location scheme of Mucke, Saias, and Zhu, to decide    */\r
287 /*   how large a random sample of triangles to inspect.                      */\r
288 #define SAMPLEFACTOR 11\r
289 /* Used in Fortune's sweepline Delaunay algorithm to determine what fraction */\r
290 /*   of boundary edges should be maintained in the splay tree for point      */\r
291 /*   location on the front.                                                  */\r
292 #define SAMPLERATE 10\r
293 \r
294 /* A number that speaks for itself, every kissable digit.                    */\r
295 \r
296 #define PI 3.141592653589793238462643383279502884197169399375105820974944592308\r
297 \r
298 /* Another fave.                                                             */\r
299 \r
300 #define SQUAREROOTTWO 1.4142135623730950488016887242096980785696718753769480732\r
301 \r
302 /* And here's one for those of you who are intimidated by math.              */\r
303 \r
304 #define ONETHIRD 0.333333333333333333333333333333333333333333333333333333333333\r
305 \r
306 #include <stdio.h>\r
307 #include <string.h>\r
308 #include <math.h>\r
309 #ifndef NO_TIMER\r
310 #include <sys/time.h>\r
311 #endif /* NO_TIMER */\r
312 #ifdef TRILIBRARY\r
313 #include "triangle.h"\r
314 #endif /* TRILIBRARY */\r
315 \r
316 /* The following obscenity seems to be necessary to ensure that this program */\r
317 /* will port to Dec Alphas running OSF/1, because their stdio.h file commits */\r
318 /* the unpardonable sin of including stdlib.h.  Hence, malloc(), free(), and */\r
319 /* exit() may or may not already be defined at this point.  I declare these  */\r
320 /* functions explicitly because some non-ANSI C compilers lack stdlib.h.     */\r
321 \r
322 #ifndef _STDLIB_H_\r
323 extern void *malloc();\r
324 extern void free();\r
325 extern void exit();\r
326 extern double strtod();\r
327 extern long strtol();\r
328 #endif /* _STDLIB_H_ */\r
329 \r
330 /* A few forward declarations.                                               */\r
331 \r
332 void poolrestart();\r
333 #ifndef TRILIBRARY\r
334 char *readline();\r
335 char *findfield();\r
336 #endif /* not TRILIBRARY */\r
337 \r
338 /* Labels that signify whether a record consists primarily of pointers or of */\r
339 /*   floating-point words.  Used to make decisions about data alignment.     */\r
340 \r
341 enum wordtype {POINTER, FLOATINGPOINT};\r
342 \r
343 /* Labels that signify the result of point location.  The result of a        */\r
344 /*   search indicates that the point falls in the interior of a triangle, on */\r
345 /*   an edge, on a vertex, or outside the mesh.                              */\r
346 \r
347 enum locateresult {INTRIANGLE, ONEDGE, ONVERTEX, OUTSIDE};\r
348 \r
349 /* Labels that signify the result of site insertion.  The result indicates   */\r
350 /*   that the point was inserted with complete success, was inserted but     */\r
351 /*   encroaches on a segment, was not inserted because it lies on a segment, */\r
352 /*   or was not inserted because another point occupies the same location.   */\r
353 \r
354 enum insertsiteresult {SUCCESSFULPOINT, ENCROACHINGPOINT, VIOLATINGPOINT,\r
355                        DUPLICATEPOINT};\r
356 \r
357 /* Labels that signify the result of direction finding.  The result          */\r
358 /*   indicates that a segment connecting the two query points falls within   */\r
359 /*   the direction triangle, along the left edge of the direction triangle,  */\r
360 /*   or along the right edge of the direction triangle.                      */\r
361 \r
362 enum finddirectionresult {WITHIN, LEFTCOLLINEAR, RIGHTCOLLINEAR};\r
363 \r
364 /* Labels that signify the result of the circumcenter computation routine.   */\r
365 /*   The return value indicates which edge of the triangle is shortest.      */\r
366 \r
367 enum circumcenterresult {OPPOSITEORG, OPPOSITEDEST, OPPOSITEAPEX};\r
368 \r
369 /*****************************************************************************/\r
370 /*                                                                           */\r
371 /*  The basic mesh data structures                                           */\r
372 /*                                                                           */\r
373 /*  There are three:  points, triangles, and shell edges (abbreviated        */\r
374 /*  `shelle').  These three data structures, linked by pointers, comprise    */\r
375 /*  the mesh.  A point simply represents a point in space and its properties.*/\r
376 /*  A triangle is a triangle.  A shell edge is a special data structure used */\r
377 /*  to represent impenetrable segments in the mesh (including the outer      */\r
378 /*  boundary, boundaries of holes, and internal boundaries separating two    */\r
379 /*  triangulated regions).  Shell edges represent boundaries defined by the  */\r
380 /*  user that triangles may not lie across.                                  */\r
381 /*                                                                           */\r
382 /*  A triangle consists of a list of three vertices, a list of three         */\r
383 /*  adjoining triangles, a list of three adjoining shell edges (when shell   */\r
384 /*  edges are used), an arbitrary number of optional user-defined floating-  */\r
385 /*  point attributes, and an optional area constraint.  The latter is an     */\r
386 /*  upper bound on the permissible area of each triangle in a region, used   */\r
387 /*  for mesh refinement.                                                     */\r
388 /*                                                                           */\r
389 /*  For a triangle on a boundary of the mesh, some or all of the neighboring */\r
390 /*  triangles may not be present.  For a triangle in the interior of the     */\r
391 /*  mesh, often no neighboring shell edges are present.  Such absent         */\r
392 /*  triangles and shell edges are never represented by NULL pointers; they   */\r
393 /*  are represented by two special records:  `dummytri', the triangle that   */\r
394 /*  fills "outer space", and `dummysh', the omnipresent shell edge.          */\r
395 /*  `dummytri' and `dummysh' are used for several reasons; for instance,     */\r
396 /*  they can be dereferenced and their contents examined without causing the */\r
397 /*  memory protection exception that would occur if NULL were dereferenced.  */\r
398 /*                                                                           */\r
399 /*  However, it is important to understand that a triangle includes other    */\r
400 /*  information as well.  The pointers to adjoining vertices, triangles, and */\r
401 /*  shell edges are ordered in a way that indicates their geometric relation */\r
402 /*  to each other.  Furthermore, each of these pointers contains orientation */\r
403 /*  information.  Each pointer to an adjoining triangle indicates which face */\r
404 /*  of that triangle is contacted.  Similarly, each pointer to an adjoining  */\r
405 /*  shell edge indicates which side of that shell edge is contacted, and how */\r
406 /*  the shell edge is oriented relative to the triangle.                     */\r
407 /*                                                                           */\r
408 /*  Shell edges are found abutting edges of triangles; either sandwiched     */\r
409 /*  between two triangles, or resting against one triangle on an exterior    */\r
410 /*  boundary or hole boundary.                                               */\r
411 /*                                                                           */\r
412 /*  A shell edge consists of a list of two vertices, a list of two           */\r
413 /*  adjoining shell edges, and a list of two adjoining triangles.  One of    */\r
414 /*  the two adjoining triangles may not be present (though there should      */\r
415 /*  always be one), and neighboring shell edges might not be present.        */\r
416 /*  Shell edges also store a user-defined integer "boundary marker".         */\r
417 /*  Typically, this integer is used to indicate what sort of boundary        */\r
418 /*  conditions are to be applied at that location in a finite element        */\r
419 /*  simulation.                                                              */\r
420 /*                                                                           */\r
421 /*  Like triangles, shell edges maintain information about the relative      */\r
422 /*  orientation of neighboring objects.                                      */\r
423 /*                                                                           */\r
424 /*  Points are relatively simple.  A point is a list of floating point       */\r
425 /*  numbers, starting with the x, and y coordinates, followed by an          */\r
426 /*  arbitrary number of optional user-defined floating-point attributes,     */\r
427 /*  followed by an integer boundary marker.  During the segment insertion    */\r
428 /*  phase, there is also a pointer from each point to a triangle that may    */\r
429 /*  contain it.  Each pointer is not always correct, but when one is, it     */\r
430 /*  speeds up segment insertion.  These pointers are assigned values once    */\r
431 /*  at the beginning of the segment insertion phase, and are not used or     */\r
432 /*  updated at any other time.  Edge swapping during segment insertion will  */\r
433 /*  render some of them incorrect.  Hence, don't rely upon them for          */\r
434 /*  anything.  For the most part, points do not have any information about   */\r
435 /*  what triangles or shell edges they are linked to.                        */\r
436 /*                                                                           */\r
437 /*****************************************************************************/\r
438 \r
439 /*****************************************************************************/\r
440 /*                                                                           */\r
441 /*  Handles                                                                  */\r
442 /*                                                                           */\r
443 /*  The oriented triangle (`triedge') and oriented shell edge (`edge') data  */\r
444 /*  structures defined below do not themselves store any part of the mesh.   */\r
445 /*  The mesh itself is made of `triangle's, `shelle's, and `point's.         */\r
446 /*                                                                           */\r
447 /*  Oriented triangles and oriented shell edges will usually be referred to  */\r
448 /*  as "handles".  A handle is essentially a pointer into the mesh; it       */\r
449 /*  allows you to "hold" one particular part of the mesh.  Handles are used  */\r
450 /*  to specify the regions in which one is traversing and modifying the mesh.*/\r
451 /*  A single `triangle' may be held by many handles, or none at all.  (The   */\r
452 /*  latter case is not a memory leak, because the triangle is still          */\r
453 /*  connected to other triangles in the mesh.)                               */\r
454 /*                                                                           */\r
455 /*  A `triedge' is a handle that holds a triangle.  It holds a specific side */\r
456 /*  of the triangle.  An `edge' is a handle that holds a shell edge.  It     */\r
457 /*  holds either the left or right side of the edge.                         */\r
458 /*                                                                           */\r
459 /*  Navigation about the mesh is accomplished through a set of mesh          */\r
460 /*  manipulation primitives, further below.  Many of these primitives take   */\r
461 /*  a handle and produce a new handle that holds the mesh near the first     */\r
462 /*  handle.  Other primitives take two handles and glue the corresponding    */\r
463 /*  parts of the mesh together.  The exact position of the handles is        */\r
464 /*  important.  For instance, when two triangles are glued together by the   */\r
465 /*  bond() primitive, they are glued by the sides on which the handles lie.  */\r
466 /*                                                                           */\r
467 /*  Because points have no information about which triangles they are        */\r
468 /*  attached to, I commonly represent a point by use of a handle whose       */\r
469 /*  origin is the point.  A single handle can simultaneously represent a     */\r
470 /*  triangle, an edge, and a point.                                          */\r
471 /*                                                                           */\r
472 /*****************************************************************************/\r
473 \r
474 /* The triangle data structure.  Each triangle contains three pointers to    */\r
475 /*   adjoining triangles, plus three pointers to vertex points, plus three   */\r
476 /*   pointers to shell edges (defined below; these pointers are usually      */\r
477 /*   `dummysh').  It may or may not also contain user-defined attributes     */\r
478 /*   and/or a floating-point "area constraint".  It may also contain extra   */\r
479 /*   pointers for nodes, when the user asks for high-order elements.         */\r
480 /*   Because the size and structure of a `triangle' is not decided until     */\r
481 /*   runtime, I haven't simply defined the type `triangle' to be a struct.   */\r
482 \r
483 typedef REAL **triangle;            /* Really:  typedef triangle *triangle   */\r
484 \r
485 /* An oriented triangle:  includes a pointer to a triangle and orientation.  */\r
486 /*   The orientation denotes an edge of the triangle.  Hence, there are      */\r
487 /*   three possible orientations.  By convention, each edge is always        */\r
488 /*   directed to point counterclockwise about the corresponding triangle.    */\r
489 \r
490 struct triedge {\r
491   triangle *tri;\r
492   int orient;                                         /* Ranges from 0 to 2. */\r
493 };\r
494 \r
495 /* The shell data structure.  Each shell edge contains two pointers to       */\r
496 /*   adjoining shell edges, plus two pointers to vertex points, plus two     */\r
497 /*   pointers to adjoining triangles, plus one shell marker.                 */\r
498 \r
499 typedef REAL **shelle;                  /* Really:  typedef shelle *shelle   */\r
500 \r
501 /* An oriented shell edge:  includes a pointer to a shell edge and an        */\r
502 /*   orientation.  The orientation denotes a side of the edge.  Hence, there */\r
503 /*   are two possible orientations.  By convention, the edge is always       */\r
504 /*   directed so that the "side" denoted is the right side of the edge.      */\r
505 \r
506 struct edge {\r
507   shelle *sh;\r
508   int shorient;                                       /* Ranges from 0 to 1. */\r
509 };\r
510 \r
511 /* The point data structure.  Each point is actually an array of REALs.      */\r
512 /*   The number of REALs is unknown until runtime.  An integer boundary      */\r
513 /*   marker, and sometimes a pointer to a triangle, is appended after the    */\r
514 /*   REALs.                                                                  */\r
515 \r
516 typedef REAL *point;\r
517 \r
518 /* A queue used to store encroached segments.  Each segment's vertices are   */\r
519 /*   stored so that one can check whether a segment is still the same.       */\r
520 \r
521 struct badsegment {\r
522   struct edge encsegment;                          /* An encroached segment. */\r
523   point segorg, segdest;                                /* The two vertices. */\r
524   struct badsegment *nextsegment;     /* Pointer to next encroached segment. */\r
525 };\r
526 \r
527 /* A queue used to store bad triangles.  The key is the square of the cosine */\r
528 /*   of the smallest angle of the triangle.  Each triangle's vertices are    */\r
529 /*   stored so that one can check whether a triangle is still the same.      */\r
530 \r
531 struct badface {\r
532   struct triedge badfacetri;                              /* A bad triangle. */\r
533   REAL key;                             /* cos^2 of smallest (apical) angle. */\r
534   point faceorg, facedest, faceapex;                  /* The three vertices. */\r
535   struct badface *nextface;                 /* Pointer to next bad triangle. */\r
536 };\r
537 \r
538 /* A node in a heap used to store events for the sweepline Delaunay          */\r
539 /*   algorithm.  Nodes do not point directly to their parents or children in */\r
540 /*   the heap.  Instead, each node knows its position in the heap, and can   */\r
541 /*   look up its parent and children in a separate array.  The `eventptr'    */\r
542 /*   points either to a `point' or to a triangle (in encoded format, so that */\r
543 /*   an orientation is included).  In the latter case, the origin of the     */\r
544 /*   oriented triangle is the apex of a "circle event" of the sweepline      */\r
545 /*   algorithm.  To distinguish site events from circle events, all circle   */\r
546 /*   events are given an invalid (smaller than `xmin') x-coordinate `xkey'.  */\r
547 \r
548 struct event {\r
549   REAL xkey, ykey;                              /* Coordinates of the event. */\r
550   VOID *eventptr;       /* Can be a point or the location of a circle event. */\r
551   int heapposition;              /* Marks this event's position in the heap. */\r
552 };\r
553 \r
554 /* A node in the splay tree.  Each node holds an oriented ghost triangle     */\r
555 /*   that represents a boundary edge of the growing triangulation.  When a   */\r
556 /*   circle event covers two boundary edges with a triangle, so that they    */\r
557 /*   are no longer boundary edges, those edges are not immediately deleted   */\r
558 /*   from the tree; rather, they are lazily deleted when they are next       */\r
559 /*   encountered.  (Since only a random sample of boundary edges are kept    */\r
560 /*   in the tree, lazy deletion is faster.)  `keydest' is used to verify     */\r
561 /*   that a triangle is still the same as when it entered the splay tree; if */\r
562 /*   it has been rotated (due to a circle event), it no longer represents a  */\r
563 /*   boundary edge and should be deleted.                                    */\r
564 \r
565 struct splaynode {\r
566   struct triedge keyedge;                  /* Lprev of an edge on the front. */\r
567   point keydest;            /* Used to verify that splay node is still live. */\r
568   struct splaynode *lchild, *rchild;              /* Children in splay tree. */\r
569 };\r
570 \r
571 /* A type used to allocate memory.  firstblock is the first block of items.  */\r
572 /*   nowblock is the block from which items are currently being allocated.   */\r
573 /*   nextitem points to the next slab of free memory for an item.            */\r
574 /*   deaditemstack is the head of a linked list (stack) of deallocated items */\r
575 /*   that can be recycled.  unallocateditems is the number of items that     */\r
576 /*   remain to be allocated from nowblock.                                   */\r
577 /*                                                                           */\r
578 /* Traversal is the process of walking through the entire list of items, and */\r
579 /*   is separate from allocation.  Note that a traversal will visit items on */\r
580 /*   the "deaditemstack" stack as well as live items.  pathblock points to   */\r
581 /*   the block currently being traversed.  pathitem points to the next item  */\r
582 /*   to be traversed.  pathitemsleft is the number of items that remain to   */\r
583 /*   be traversed in pathblock.                                              */\r
584 /*                                                                           */\r
585 /* itemwordtype is set to POINTER or FLOATINGPOINT, and is used to suggest   */\r
586 /*   what sort of word the record is primarily made up of.  alignbytes       */\r
587 /*   determines how new records should be aligned in memory.  itembytes and  */\r
588 /*   itemwords are the length of a record in bytes (after rounding up) and   */\r
589 /*   words.  itemsperblock is the number of items allocated at once in a     */\r
590 /*   single block.  items is the number of currently allocated items.        */\r
591 /*   maxitems is the maximum number of items that have been allocated at     */\r
592 /*   once; it is the current number of items plus the number of records kept */\r
593 /*   on deaditemstack.                                                       */\r
594 \r
595 struct memorypool {\r
596   VOID **firstblock, **nowblock;\r
597   VOID *nextitem;\r
598   VOID *deaditemstack;\r
599   VOID **pathblock;\r
600   VOID *pathitem;\r
601   enum wordtype itemwordtype;\r
602   int alignbytes;\r
603   int itembytes, itemwords;\r
604   int itemsperblock;\r
605   long items, maxitems;\r
606   int unallocateditems;\r
607   int pathitemsleft;\r
608 };\r
609 \r
610 /* Variables used to allocate memory for triangles, shell edges, points,     */\r
611 /*   viri (triangles being eaten), bad (encroached) segments, bad (skinny    */\r
612 /*   or too large) triangles, and splay tree nodes.                          */\r
613 \r
614 static struct memorypool triangles;\r
615 static struct memorypool shelles;\r
616 static struct memorypool points;\r
617 static struct memorypool viri;\r
618 static struct memorypool badsegments;\r
619 static struct memorypool badtriangles;\r
620 static struct memorypool splaynodes;\r
621 \r
622 /* Variables that maintain the bad triangle queues.  The tails are pointers  */\r
623 /*   to the pointers that have to be filled in to enqueue an item.           */\r
624 \r
625 static struct badface *queuefront[64];\r
626 static struct badface **queuetail[64];\r
627 \r
628 static REAL xmin, xmax, ymin, ymax;                              /* x and y bounds. */\r
629 static REAL xminextreme;        /* Nonexistent x value used as a flag in sweepline. */\r
630 static int inpoints;                                     /* Number of input points. */\r
631 static int inelements;                                /* Number of input triangles. */\r
632 static int insegments;                                 /* Number of input segments. */\r
633 static int holes;                                         /* Number of input holes. */\r
634 static int regions;                                     /* Number of input regions. */\r
635 static long edges;                                       /* Number of output edges. */\r
636 static int mesh_dim;                                  /* Dimension (ought to be 2). */\r
637 static int nextras;                              /* Number of attributes per point. */\r
638 static int eextras;                           /* Number of attributes per triangle. */\r
639 static long hullsize;                            /* Number of edges of convex hull. */\r
640 static int triwords;                                   /* Total words per triangle. */\r
641 static int shwords;                                  /* Total words per shell edge. */\r
642 static int pointmarkindex;             /* Index to find boundary marker of a point. */\r
643 static int point2triindex;         /* Index to find a triangle adjacent to a point. */\r
644 static int highorderindex;    /* Index to find extra nodes for high-order elements. */\r
645 static int elemattribindex;              /* Index to find attributes of a triangle. */\r
646 static int areaboundindex;               /* Index to find area bound of a triangle. */\r
647 static int checksegments;           /* Are there segments in the triangulation yet? */\r
648 static int readnodefile;                             /* Has a .node file been read? */\r
649 static long samples;                /* Number of random samples for point location. */\r
650 static unsigned long randomseed;                     /* Current random number seed. */\r
651 \r
652 static REAL splitter;       /* Used to split REAL factors for exact multiplication. */\r
653 static REAL epsilon;                             /* Floating-point machine epsilon. */\r
654 static REAL resulterrbound;\r
655 static REAL ccwerrboundA, ccwerrboundB, ccwerrboundC;\r
656 static REAL iccerrboundA, iccerrboundB, iccerrboundC;\r
657 \r
658 static long incirclecount;                   /* Number of incircle tests performed. */\r
659 static long counterclockcount;       /* Number of counterclockwise tests performed. */\r
660 static long hyperbolacount;        /* Number of right-of-hyperbola tests performed. */\r
661 static long circumcentercount;    /* Number of circumcenter calculations performed. */\r
662 static long circletopcount;         /* Number of circle top calculations performed. */\r
663 \r
664 /* Switches for the triangulator.                                            */\r
665 /*   poly: -p switch.  refine: -r switch.                                    */\r
666 /*   quality: -q switch.                                                     */\r
667 /*     minangle: minimum angle bound, specified after -q switch.             */\r
668 /*     goodangle: cosine squared of minangle.                                */\r
669 /*   vararea: -a switch without number.                                      */\r
670 /*   fixedarea: -a switch with number.                                       */\r
671 /*     maxarea: maximum area bound, specified after -a switch.               */\r
672 /*   regionattrib: -A switch.  convex: -c switch.                            */\r
673 /*   firstnumber: inverse of -z switch.  All items are numbered starting     */\r
674 /*     from firstnumber.                                                     */\r
675 /*   edgesout: -e switch.  voronoi: -v switch.                               */\r
676 /*   neighbors: -n switch.  geomview: -g switch.                             */\r
677 /*   nobound: -B switch.  nopolywritten: -P switch.                          */\r
678 /*   nonodewritten: -N switch.  noelewritten: -E switch.                     */\r
679 /*   noiterationnum: -I switch.  noholes: -O switch.                         */\r
680 /*   noexact: -X switch.                                                     */\r
681 /*   order: element order, specified after -o switch.                        */\r
682 /*   nobisect: count of how often -Y switch is selected.                     */\r
683 /*   steiner: maximum number of Steiner points, specified after -S switch.   */\r
684 /*     steinerleft: number of Steiner points not yet used.                   */\r
685 /*   incremental: -i switch.  sweepline: -F switch.                          */\r
686 /*   dwyer: inverse of -l switch.                                            */\r
687 /*   splitseg: -s switch.                                                    */\r
688 /*   docheck: -C switch.                                                     */\r
689 /*   quiet: -Q switch.  verbose: count of how often -V switch is selected.   */\r
690 /*   useshelles: -p, -r, -q, or -c switch; determines whether shell edges    */\r
691 /*     are used at all.                                                      */\r
692 /*                                                                           */\r
693 /* Read the instructions to find out the meaning of these switches.          */\r
694 \r
695 static int poly, refine, quality, vararea, fixedarea, regionattrib, convex;\r
696 static int firstnumber;\r
697 static int edgesout, voronoi, neighbors, geomview;\r
698 static int nobound, nopolywritten, nonodewritten, noelewritten, noiterationnum;\r
699 static int noholes, noexact;\r
700 static int incremental, sweepline, dwyer;\r
701 static int splitseg;\r
702 static int docheck;\r
703 static int quiet, verbose;\r
704 static int useshelles;\r
705 static int order;\r
706 static int nobisect;\r
707 static int steiner, steinerleft;\r
708 static REAL minangle, goodangle;\r
709 static REAL maxarea;\r
710 \r
711 /* Variables for file names.                                                 */\r
712 \r
713 #ifndef TRILIBRARY\r
714 char innodefilename[FILENAMESIZE];\r
715 char inelefilename[FILENAMESIZE];\r
716 char inpolyfilename[FILENAMESIZE];\r
717 char areafilename[FILENAMESIZE];\r
718 char outnodefilename[FILENAMESIZE];\r
719 char outelefilename[FILENAMESIZE];\r
720 char outpolyfilename[FILENAMESIZE];\r
721 char edgefilename[FILENAMESIZE];\r
722 char vnodefilename[FILENAMESIZE];\r
723 char vedgefilename[FILENAMESIZE];\r
724 char neighborfilename[FILENAMESIZE];\r
725 char offfilename[FILENAMESIZE];\r
726 #endif /* not TRILIBRARY */\r
727 \r
728 /* Triangular bounding box points.                                           */\r
729 \r
730 static point infpoint1, infpoint2, infpoint3;\r
731 \r
732 /* Pointer to the `triangle' that occupies all of "outer space".             */\r
733 \r
734 static triangle *dummytri;\r
735 static triangle *dummytribase;      /* Keep base address so we can free() it later. */\r
736 \r
737 /* Pointer to the omnipresent shell edge.  Referenced by any triangle or     */\r
738 /*   shell edge that isn't really connected to a shell edge at that          */\r
739 /*   location.                                                               */\r
740 \r
741 static shelle *dummysh;\r
742 static shelle *dummyshbase;         /* Keep base address so we can free() it later. */\r
743 \r
744 /* Pointer to a recently visited triangle.  Improves point location if       */\r
745 /*   proximate points are inserted sequentially.                             */\r
746 \r
747 static struct triedge recenttri;\r
748 \r
749 /*****************************************************************************/\r
750 /*                                                                           */\r
751 /*  Mesh manipulation primitives.  Each triangle contains three pointers to  */\r
752 /*  other triangles, with orientations.  Each pointer points not to the      */\r
753 /*  first byte of a triangle, but to one of the first three bytes of a       */\r
754 /*  triangle.  It is necessary to extract both the triangle itself and the   */\r
755 /*  orientation.  To save memory, I keep both pieces of information in one   */\r
756 /*  pointer.  To make this possible, I assume that all triangles are aligned */\r
757 /*  to four-byte boundaries.  The `decode' routine below decodes a pointer,  */\r
758 /*  extracting an orientation (in the range 0 to 2) and a pointer to the     */\r
759 /*  beginning of a triangle.  The `encode' routine compresses a pointer to a */\r
760 /*  triangle and an orientation into a single pointer.  My assumptions that  */\r
761 /*  triangles are four-byte-aligned and that the `unsigned long' type is     */\r
762 /*  long enough to hold a pointer are two of the few kludges in this program.*/\r
763 /*                                                                           */\r
764 /*  Shell edges are manipulated similarly.  A pointer to a shell edge        */\r
765 /*  carries both an address and an orientation in the range 0 to 1.          */\r
766 /*                                                                           */\r
767 /*  The other primitives take an oriented triangle or oriented shell edge,   */\r
768 /*  and return an oriented triangle or oriented shell edge or point; or they */\r
769 /*  change the connections in the data structure.                            */\r
770 /*                                                                           */\r
771 /*****************************************************************************/\r
772 \r
773 /********* Mesh manipulation primitives begin here                   *********/\r
774 /**                                                                         **/\r
775 /**                                                                         **/\r
776 \r
777 /* Fast lookup arrays to speed some of the mesh manipulation primitives.     */\r
778 \r
779 int plus1mod3[3] = {1, 2, 0};\r
780 int minus1mod3[3] = {2, 0, 1};\r
781 \r
782 /********* Primitives for triangles                                  *********/\r
783 /*                                                                           */\r
784 /*                                                                           */\r
785 \r
786 /* decode() converts a pointer to an oriented triangle.  The orientation is  */\r
787 /*   extracted from the two least significant bits of the pointer.           */\r
788 \r
789 #define decode(ptr, triedge)                                                  \\r
790   (triedge).orient = (int) ((unsigned long) (ptr) & (unsigned long) 3l);      \\r
791   (triedge).tri = (triangle *)                                                \\r
792                   ((unsigned long) (ptr) ^ (unsigned long) (triedge).orient)\r
793 \r
794 /* encode() compresses an oriented triangle into a single pointer.  It       */\r
795 /*   relies on the assumption that all triangles are aligned to four-byte    */\r
796 /*   boundaries, so the two least significant bits of (triedge).tri are zero.*/\r
797 \r
798 #define encode(triedge)                                                       \\r
799   (triangle) ((unsigned long) (triedge).tri | (unsigned long) (triedge).orient)\r
800 \r
801 /* The following edge manipulation primitives are all described by Guibas    */\r
802 /*   and Stolfi.  However, they use an edge-based data structure, whereas I  */\r
803 /*   am using a triangle-based data structure.                               */\r
804 \r
805 /* sym() finds the abutting triangle, on the same edge.  Note that the       */\r
806 /*   edge direction is necessarily reversed, because triangle/edge handles   */\r
807 /*   are always directed counterclockwise around the triangle.               */\r
808 \r
809 #define sym(triedge1, triedge2)                                               \\r
810   ptr = (triedge1).tri[(triedge1).orient];                                    \\r
811   decode(ptr, triedge2);\r
812 \r
813 #define symself(triedge)                                                      \\r
814   ptr = (triedge).tri[(triedge).orient];                                      \\r
815   decode(ptr, triedge);\r
816 \r
817 /* lnext() finds the next edge (counterclockwise) of a triangle.             */\r
818 \r
819 #define lnext(triedge1, triedge2)                                             \\r
820   (triedge2).tri = (triedge1).tri;                                            \\r
821   (triedge2).orient = plus1mod3[(triedge1).orient]\r
822 \r
823 #define lnextself(triedge)                                                    \\r
824   (triedge).orient = plus1mod3[(triedge).orient]\r
825 \r
826 /* lprev() finds the previous edge (clockwise) of a triangle.                */\r
827 \r
828 #define lprev(triedge1, triedge2)                                             \\r
829   (triedge2).tri = (triedge1).tri;                                            \\r
830   (triedge2).orient = minus1mod3[(triedge1).orient]\r
831 \r
832 #define lprevself(triedge)                                                    \\r
833   (triedge).orient = minus1mod3[(triedge).orient]\r
834 \r
835 /* onext() spins counterclockwise around a point; that is, it finds the next */\r
836 /*   edge with the same origin in the counterclockwise direction.  This edge */\r
837 /*   will be part of a different triangle.                                   */\r
838 \r
839 #define onext(triedge1, triedge2)                                             \\r
840   lprev(triedge1, triedge2);                                                  \\r
841   symself(triedge2);\r
842 \r
843 #define onextself(triedge)                                                    \\r
844   lprevself(triedge);                                                         \\r
845   symself(triedge);\r
846 \r
847 /* oprev() spins clockwise around a point; that is, it finds the next edge   */\r
848 /*   with the same origin in the clockwise direction.  This edge will be     */\r
849 /*   part of a different triangle.                                           */\r
850 \r
851 #define oprev(triedge1, triedge2)                                             \\r
852   sym(triedge1, triedge2);                                                    \\r
853   lnextself(triedge2);\r
854 \r
855 #define oprevself(triedge)                                                    \\r
856   symself(triedge);                                                           \\r
857   lnextself(triedge);\r
858 \r
859 /* dnext() spins counterclockwise around a point; that is, it finds the next */\r
860 /*   edge with the same destination in the counterclockwise direction.  This */\r
861 /*   edge will be part of a different triangle.                              */\r
862 \r
863 #define dnext(triedge1, triedge2)                                             \\r
864   sym(triedge1, triedge2);                                                    \\r
865   lprevself(triedge2);\r
866 \r
867 #define dnextself(triedge)                                                    \\r
868   symself(triedge);                                                           \\r
869   lprevself(triedge);\r
870 \r
871 /* dprev() spins clockwise around a point; that is, it finds the next edge   */\r
872 /*   with the same destination in the clockwise direction.  This edge will   */\r
873 /*   be part of a different triangle.                                        */\r
874 \r
875 #define dprev(triedge1, triedge2)                                             \\r
876   lnext(triedge1, triedge2);                                                  \\r
877   symself(triedge2);\r
878 \r
879 #define dprevself(triedge)                                                    \\r
880   lnextself(triedge);                                                         \\r
881   symself(triedge);\r
882 \r
883 /* rnext() moves one edge counterclockwise about the adjacent triangle.      */\r
884 /*   (It's best understood by reading Guibas and Stolfi.  It involves        */\r
885 /*   changing triangles twice.)                                              */\r
886 \r
887 #define rnext(triedge1, triedge2)                                             \\r
888   sym(triedge1, triedge2);                                                    \\r
889   lnextself(triedge2);                                                        \\r
890   symself(triedge2);\r
891 \r
892 #define rnextself(triedge)                                                    \\r
893   symself(triedge);                                                           \\r
894   lnextself(triedge);                                                         \\r
895   symself(triedge);\r
896 \r
897 /* rnext() moves one edge clockwise about the adjacent triangle.             */\r
898 /*   (It's best understood by reading Guibas and Stolfi.  It involves        */\r
899 /*   changing triangles twice.)                                              */\r
900 \r
901 #define rprev(triedge1, triedge2)                                             \\r
902   sym(triedge1, triedge2);                                                    \\r
903   lprevself(triedge2);                                                        \\r
904   symself(triedge2);\r
905 \r
906 #define rprevself(triedge)                                                    \\r
907   symself(triedge);                                                           \\r
908   lprevself(triedge);                                                         \\r
909   symself(triedge);\r
910 \r
911 /* These primitives determine or set the origin, destination, or apex of a   */\r
912 /* triangle.                                                                 */\r
913 \r
914 #define org(triedge, pointptr)                                                \\r
915   pointptr = (point) (triedge).tri[plus1mod3[(triedge).orient] + 3]\r
916 \r
917 #define dest(triedge, pointptr)                                               \\r
918   pointptr = (point) (triedge).tri[minus1mod3[(triedge).orient] + 3]\r
919 \r
920 #define apex(triedge, pointptr)                                               \\r
921   pointptr = (point) (triedge).tri[(triedge).orient + 3]\r
922 \r
923 #define setorg(triedge, pointptr)                                             \\r
924   (triedge).tri[plus1mod3[(triedge).orient] + 3] = (triangle) pointptr\r
925 \r
926 #define setdest(triedge, pointptr)                                            \\r
927   (triedge).tri[minus1mod3[(triedge).orient] + 3] = (triangle) pointptr\r
928 \r
929 #define setapex(triedge, pointptr)                                            \\r
930   (triedge).tri[(triedge).orient + 3] = (triangle) pointptr\r
931 \r
932 #define setvertices2null(triedge)                                             \\r
933   (triedge).tri[3] = (triangle) NULL;                                         \\r
934   (triedge).tri[4] = (triangle) NULL;                                         \\r
935   (triedge).tri[5] = (triangle) NULL;\r
936 \r
937 /* Bond two triangles together.                                              */\r
938 \r
939 #define bond(triedge1, triedge2)                                              \\r
940   (triedge1).tri[(triedge1).orient] = encode(triedge2);                       \\r
941   (triedge2).tri[(triedge2).orient] = encode(triedge1)\r
942 \r
943 /* Dissolve a bond (from one side).  Note that the other triangle will still */\r
944 /*   think it's connected to this triangle.  Usually, however, the other     */\r
945 /*   triangle is being deleted entirely, or bonded to another triangle, so   */\r
946 /*   it doesn't matter.                                                      */\r
947 \r
948 #define dissolve(triedge)                                                     \\r
949   (triedge).tri[(triedge).orient] = (triangle) dummytri\r
950 \r
951 /* Copy a triangle/edge handle.                                              */\r
952 \r
953 #define triedgecopy(triedge1, triedge2)                                       \\r
954   (triedge2).tri = (triedge1).tri;                                            \\r
955   (triedge2).orient = (triedge1).orient\r
956 \r
957 /* Test for equality of triangle/edge handles.                               */\r
958 \r
959 #define triedgeequal(triedge1, triedge2)                                      \\r
960   (((triedge1).tri == (triedge2).tri) &&                                      \\r
961    ((triedge1).orient == (triedge2).orient))\r
962 \r
963 /* Primitives to infect or cure a triangle with the virus.  These rely on    */\r
964 /*   the assumption that all shell edges are aligned to four-byte boundaries.*/\r
965 \r
966 #define infect(triedge)                                                       \\r
967   (triedge).tri[6] = (triangle)                                               \\r
968                      ((unsigned long) (triedge).tri[6] | (unsigned long) 2l)\r
969 \r
970 #define uninfect(triedge)                                                     \\r
971   (triedge).tri[6] = (triangle)                                               \\r
972                      ((unsigned long) (triedge).tri[6] & ~ (unsigned long) 2l)\r
973 \r
974 /* Test a triangle for viral infection.                                      */\r
975 \r
976 #define infected(triedge)                                                     \\r
977   (((unsigned long) (triedge).tri[6] & (unsigned long) 2l) != 0)\r
978 \r
979 /* Check or set a triangle's attributes.                                     */\r
980 \r
981 #define elemattribute(triedge, attnum)                                        \\r
982   ((REAL *) (triedge).tri)[elemattribindex + (attnum)]\r
983 \r
984 #define setelemattribute(triedge, attnum, value)                              \\r
985   ((REAL *) (triedge).tri)[elemattribindex + (attnum)] = (REAL)value\r
986 \r
987 /* Check or set a triangle's maximum area bound.                             */\r
988 \r
989 #define areabound(triedge)  ((REAL *) (triedge).tri)[areaboundindex]\r
990 \r
991 #define setareabound(triedge, value)                                          \\r
992   ((REAL *) (triedge).tri)[areaboundindex] = (REAL)value\r
993 \r
994 /********* Primitives for shell edges                                *********/\r
995 /*                                                                           */\r
996 /*                                                                           */\r
997 \r
998 /* sdecode() converts a pointer to an oriented shell edge.  The orientation  */\r
999 /*   is extracted from the least significant bit of the pointer.  The two    */\r
1000 /*   least significant bits (one for orientation, one for viral infection)   */\r
1001 /*   are masked out to produce the real pointer.                             */\r
1002 \r
1003 #define sdecode(sptr, edge)                                                   \\r
1004   (edge).shorient = (int) ((unsigned long) (sptr) & (unsigned long) 1l);      \\r
1005   (edge).sh = (shelle *)                                                      \\r
1006               ((unsigned long) (sptr) & ~ (unsigned long) 3l)\r
1007 \r
1008 /* sencode() compresses an oriented shell edge into a single pointer.  It    */\r
1009 /*   relies on the assumption that all shell edges are aligned to two-byte   */\r
1010 /*   boundaries, so the least significant bit of (edge).sh is zero.          */\r
1011 \r
1012 #define sencode(edge)                                                         \\r
1013   (shelle) ((unsigned long) (edge).sh | (unsigned long) (edge).shorient)\r
1014 \r
1015 /* ssym() toggles the orientation of a shell edge.                           */\r
1016 \r
1017 #define ssym(edge1, edge2)                                                    \\r
1018   (edge2).sh = (edge1).sh;                                                    \\r
1019   (edge2).shorient = 1 - (edge1).shorient\r
1020 \r
1021 #define ssymself(edge)                                                        \\r
1022   (edge).shorient = 1 - (edge).shorient\r
1023 \r
1024 /* spivot() finds the other shell edge (from the same segment) that shares   */\r
1025 /*   the same origin.                                                        */\r
1026 \r
1027 #define spivot(edge1, edge2)                                                  \\r
1028   sptr = (edge1).sh[(edge1).shorient];                                        \\r
1029   sdecode(sptr, edge2)\r
1030 \r
1031 #define spivotself(edge)                                                      \\r
1032   sptr = (edge).sh[(edge).shorient];                                          \\r
1033   sdecode(sptr, edge)\r
1034 \r
1035 /* snext() finds the next shell edge (from the same segment) in sequence;    */\r
1036 /*   one whose origin is the input shell edge's destination.                 */\r
1037 \r
1038 #define snext(edge1, edge2)                                                   \\r
1039   sptr = (edge1).sh[1 - (edge1).shorient];                                    \\r
1040   sdecode(sptr, edge2)\r
1041 \r
1042 #define snextself(edge)                                                       \\r
1043   sptr = (edge).sh[1 - (edge).shorient];                                      \\r
1044   sdecode(sptr, edge)\r
1045 \r
1046 /* These primitives determine or set the origin or destination of a shell    */\r
1047 /*   edge.                                                                   */\r
1048 \r
1049 #define sorg(edge, pointptr)                                                  \\r
1050   pointptr = (point) (edge).sh[2 + (edge).shorient]\r
1051 \r
1052 #define sdest(edge, pointptr)                                                 \\r
1053   pointptr = (point) (edge).sh[3 - (edge).shorient]\r
1054 \r
1055 #define setsorg(edge, pointptr)                                               \\r
1056   (edge).sh[2 + (edge).shorient] = (shelle) pointptr\r
1057 \r
1058 #define setsdest(edge, pointptr)                                              \\r
1059   (edge).sh[3 - (edge).shorient] = (shelle) pointptr\r
1060 \r
1061 /* These primitives read or set a shell marker.  Shell markers are used to   */\r
1062 /*   hold user boundary information.                                         */\r
1063 \r
1064 #define mark(edge)  (* (int *) ((edge).sh + 6))\r
1065 \r
1066 #define setmark(edge, value)                                                  \\r
1067   * (int *) ((edge).sh + 6) = value\r
1068 \r
1069 /* Bond two shell edges together.                                            */\r
1070 \r
1071 #define sbond(edge1, edge2)                                                   \\r
1072   (edge1).sh[(edge1).shorient] = sencode(edge2);                              \\r
1073   (edge2).sh[(edge2).shorient] = sencode(edge1)\r
1074 \r
1075 /* Dissolve a shell edge bond (from one side).  Note that the other shell    */\r
1076 /*   edge will still think it's connected to this shell edge.                */\r
1077 \r
1078 #define sdissolve(edge)                                                       \\r
1079   (edge).sh[(edge).shorient] = (shelle) dummysh\r
1080 \r
1081 /* Copy a shell edge.                                                        */\r
1082 \r
1083 #define shellecopy(edge1, edge2)                                              \\r
1084   (edge2).sh = (edge1).sh;                                                    \\r
1085   (edge2).shorient = (edge1).shorient\r
1086 \r
1087 /* Test for equality of shell edges.                                         */\r
1088 \r
1089 #define shelleequal(edge1, edge2)                                             \\r
1090   (((edge1).sh == (edge2).sh) &&                                              \\r
1091    ((edge1).shorient == (edge2).shorient))\r
1092 \r
1093 /********* Primitives for interacting triangles and shell edges      *********/\r
1094 /*                                                                           */\r
1095 /*                                                                           */\r
1096 \r
1097 /* tspivot() finds a shell edge abutting a triangle.                         */\r
1098 \r
1099 #define tspivot(triedge, edge)                                                \\r
1100   sptr = (shelle) (triedge).tri[6 + (triedge).orient];                        \\r
1101   sdecode(sptr, edge)\r
1102 \r
1103 /* stpivot() finds a triangle abutting a shell edge.  It requires that the   */\r
1104 /*   variable `ptr' of type `triangle' be defined.                           */\r
1105 \r
1106 #define stpivot(edge, triedge)                                                \\r
1107   ptr = (triangle) (edge).sh[4 + (edge).shorient];                            \\r
1108   decode(ptr, triedge)\r
1109 \r
1110 /* Bond a triangle to a shell edge.                                          */\r
1111 \r
1112 #define tsbond(triedge, edge)                                                 \\r
1113   (triedge).tri[6 + (triedge).orient] = (triangle) sencode(edge);             \\r
1114   (edge).sh[4 + (edge).shorient] = (shelle) encode(triedge)\r
1115 \r
1116 /* Dissolve a bond (from the triangle side).                                 */\r
1117 \r
1118 #define tsdissolve(triedge)                                                   \\r
1119   (triedge).tri[6 + (triedge).orient] = (triangle) dummysh\r
1120 \r
1121 /* Dissolve a bond (from the shell edge side).                               */\r
1122 \r
1123 #define stdissolve(edge)                                                      \\r
1124   (edge).sh[4 + (edge).shorient] = (shelle) dummytri\r
1125 \r
1126 /********* Primitives for points                                     *********/\r
1127 /*                                                                           */\r
1128 /*                                                                           */\r
1129 \r
1130 #define pointmark(pt)  ((int *) (pt))[pointmarkindex]\r
1131 \r
1132 #define setpointmark(pt, value)                                               \\r
1133   ((int *) (pt))[pointmarkindex] = value\r
1134 \r
1135 #define point2tri(pt)  ((triangle *) (pt))[point2triindex]\r
1136 \r
1137 #define setpoint2tri(pt, value)                                               \\r
1138   ((triangle *) (pt))[point2triindex] = value\r
1139 \r
1140 /**                                                                         **/\r
1141 /**                                                                         **/\r
1142 /********* Mesh manipulation primitives end here                     *********/\r
1143 \r
1144 /********* User interaction routines begin here                      *********/\r
1145 /**                                                                         **/\r
1146 /**                                                                         **/\r
1147 \r
1148 /*****************************************************************************/\r
1149 /*                                                                           */\r
1150 /*  syntax()   Print list of command line switches.                          */\r
1151 /*                                                                           */\r
1152 /*****************************************************************************/\r
1153 \r
1154 #ifndef TRILIBRARY\r
1155 \r
1156 void syntax()\r
1157 {\r
1158 #ifdef CDT_ONLY\r
1159 #ifdef REDUCED\r
1160   printf("triangle [-pAcevngBPNEIOXzo_lQVh] input_file\n");\r
1161 #else /* not REDUCED */\r
1162   printf("triangle [-pAcevngBPNEIOXzo_iFlCQVh] input_file\n");\r
1163 #endif /* not REDUCED */\r
1164 #else /* not CDT_ONLY */\r
1165 #ifdef REDUCED\r
1166   printf("triangle [-prq__a__AcevngBPNEIOXzo_YS__lQVh] input_file\n");\r
1167 #else /* not REDUCED */\r
1168   printf("triangle [-prq__a__AcevngBPNEIOXzo_YS__iFlsCQVh] input_file\n");\r
1169 #endif /* not REDUCED */\r
1170 #endif /* not CDT_ONLY */\r
1171 \r
1172   printf("    -p  Triangulates a Planar Straight Line Graph (.poly file).\n");\r
1173 #ifndef CDT_ONLY\r
1174   printf("    -r  Refines a previously generated mesh.\n");\r
1175   printf(\r
1176     "    -q  Quality mesh generation.  A minimum angle may be specified.\n");\r
1177   printf("    -a  Applies a maximum triangle area constraint.\n");\r
1178 #endif /* not CDT_ONLY */\r
1179   printf(\r
1180     "    -A  Applies attributes to identify elements in certain regions.\n");\r
1181   printf("    -c  Encloses the convex hull with segments.\n");\r
1182   printf("    -e  Generates an edge list.\n");\r
1183   printf("    -v  Generates a Voronoi diagram.\n");\r
1184   printf("    -n  Generates a list of triangle neighbors.\n");\r
1185   printf("    -g  Generates an .off file for Geomview.\n");\r
1186   printf("    -B  Suppresses output of boundary information.\n");\r
1187   printf("    -P  Suppresses output of .poly file.\n");\r
1188   printf("    -N  Suppresses output of .node file.\n");\r
1189   printf("    -E  Suppresses output of .ele file.\n");\r
1190   printf("    -I  Suppresses mesh iteration numbers.\n");\r
1191   printf("    -O  Ignores holes in .poly file.\n");\r
1192   printf("    -X  Suppresses use of exact arithmetic.\n");\r
1193   printf("    -z  Numbers all items starting from zero (rather than one).\n");\r
1194   printf("    -o2 Generates second-order subparametric elements.\n");\r
1195 #ifndef CDT_ONLY\r
1196   printf("    -Y  Suppresses boundary segment splitting.\n");\r
1197   printf("    -S  Specifies maximum number of added Steiner points.\n");\r
1198 #endif /* not CDT_ONLY */\r
1199 #ifndef REDUCED\r
1200   printf("    -i  Uses incremental method, rather than divide-and-conquer.\n");\r
1201   printf("    -F  Uses Fortune's sweepline algorithm, rather than d-and-c.\n");\r
1202 #endif /* not REDUCED */\r
1203   printf("    -l  Uses vertical cuts only, rather than alternating cuts.\n");\r
1204 #ifndef REDUCED\r
1205 #ifndef CDT_ONLY\r
1206   printf(\r
1207     "    -s  Force segments into mesh by splitting (instead of using CDT).\n");\r
1208 #endif /* not CDT_ONLY */\r
1209   printf("    -C  Check consistency of final mesh.\n");\r
1210 #endif /* not REDUCED */\r
1211   printf("    -Q  Quiet:  No terminal output except errors.\n");\r
1212   printf("    -V  Verbose:  Detailed information on what I'm doing.\n");\r
1213   printf("    -h  Help:  Detailed instructions for Triangle.\n");\r
1214   exit(0);\r
1215 }\r
1216 \r
1217 #endif /* not TRILIBRARY */\r
1218 \r
1219 /*****************************************************************************/\r
1220 /*                                                                           */\r
1221 /*  info()   Print out complete instructions.                                */\r
1222 /*                                                                           */\r
1223 /*****************************************************************************/\r
1224 \r
1225 #ifndef TRILIBRARY\r
1226 \r
1227 void info()\r
1228 {\r
1229   printf("Triangle\n");\r
1230   printf(\r
1231 "A Two-Dimensional Quality Mesh Generator and Delaunay Triangulator.\n");\r
1232   printf("Version 1.3\n\n");\r
1233   printf(\r
1234 "Copyright 1996 Jonathan Richard Shewchuk  (bugs/comments to jrs@cs.cmu.edu)\n"\r
1235 );\r
1236   printf("School of Computer Science / Carnegie Mellon University\n");\r
1237   printf("5000 Forbes Avenue / Pittsburgh, Pennsylvania  15213-3891\n");\r
1238   printf(\r
1239 "Created as part of the Archimedes project (tools for parallel FEM).\n");\r
1240   printf(\r
1241 "Supported in part by NSF Grant CMS-9318163 and an NSERC 1967 Scholarship.\n");\r
1242   printf("There is no warranty whatsoever.  Use at your own risk.\n");\r
1243 #ifdef SINGLE\r
1244   printf("This executable is compiled for single precision arithmetic.\n\n\n");\r
1245 #else /* not SINGLE */\r
1246   printf("This executable is compiled for double precision arithmetic.\n\n\n");\r
1247 #endif /* not SINGLE */\r
1248   printf(\r
1249 "Triangle generates exact Delaunay triangulations, constrained Delaunay\n");\r
1250   printf(\r
1251 "triangulations, and quality conforming Delaunay triangulations.  The latter\n"\r
1252 );\r
1253   printf(\r
1254 "can be generated with no small angles, and are thus suitable for finite\n");\r
1255   printf(\r
1256 "element analysis.  If no command line switches are specified, your .node\n");\r
1257   printf(\r
1258 "input file will be read, and the Delaunay triangulation will be returned in\n"\r
1259 );\r
1260   printf(".node and .ele output files.  The command syntax is:\n\n");\r
1261 #ifdef CDT_ONLY\r
1262 #ifdef REDUCED\r
1263   printf("triangle [-pAcevngBPNEIOXzo_lQVh] input_file\n\n");\r
1264 #else /* not REDUCED */\r
1265   printf("triangle [-pAcevngBPNEIOXzo_iFlCQVh] input_file\n\n");\r
1266 #endif /* not REDUCED */\r
1267 #else /* not CDT_ONLY */\r
1268 #ifdef REDUCED\r
1269   printf("triangle [-prq__a__AcevngBPNEIOXzo_YS__lQVh] input_file\n\n");\r
1270 #else /* not REDUCED */\r
1271   printf("triangle [-prq__a__AcevngBPNEIOXzo_YS__iFlsCQVh] input_file\n\n");\r
1272 #endif /* not REDUCED */\r
1273 #endif /* not CDT_ONLY */\r
1274   printf(\r
1275 "Underscores indicate that numbers may optionally follow certain switches;\n");\r
1276   printf(\r
1277 "do not leave any space between a switch and its numeric parameter.\n");\r
1278   printf(\r
1279 "input_file must be a file with extension .node, or extension .poly if the\n");\r
1280   printf(\r
1281 "-p switch is used.  If -r is used, you must supply .node and .ele files,\n");\r
1282   printf(\r
1283 "and possibly a .poly file and .area file as well.  The formats of these\n");\r
1284   printf("files are described below.\n\n");\r
1285   printf("Command Line Switches:\n\n");\r
1286   printf(\r
1287 "    -p  Reads a Planar Straight Line Graph (.poly file), which can specify\n"\r
1288 );\r
1289   printf(\r
1290 "        points, segments, holes, and regional attributes and area\n");\r
1291   printf(\r
1292 "        constraints.  Will generate a constrained Delaunay triangulation\n");\r
1293   printf(\r
1294 "        fitting the input; or, if -s, -q, or -a is used, a conforming\n");\r
1295   printf(\r
1296 "        Delaunay triangulation.  If -p is not used, Triangle reads a .node\n"\r
1297 );\r
1298   printf("        file by default.\n");\r
1299   printf(\r
1300 "    -r  Refines a previously generated mesh.  The mesh is read from a .node\n"\r
1301 );\r
1302   printf(\r
1303 "        file and an .ele file.  If -p is also used, a .poly file is read\n");\r
1304   printf(\r
1305 "        and used to constrain edges in the mesh.  Further details on\n");\r
1306   printf("        refinement are given below.\n");\r
1307   printf(\r
1308 "    -q  Quality mesh generation by Jim Ruppert's Delaunay refinement\n");\r
1309   printf(\r
1310 "        algorithm.  Adds points to the mesh to ensure that no angles\n");\r
1311   printf(\r
1312 "        smaller than 20 degrees occur.  An alternative minimum angle may be\n"\r
1313 );\r
1314   printf(\r
1315 "        specified after the `q'.  If the minimum angle is 20.7 degrees or\n");\r
1316   printf(\r
1317 "        smaller, the triangulation algorithm is theoretically guaranteed to\n"\r
1318 );\r
1319   printf(\r
1320 "        terminate (assuming infinite precision arithmetic - Triangle may\n");\r
1321   printf(\r
1322 "        fail to terminate if you run out of precision).  In practice, the\n");\r
1323   printf(\r
1324 "        algorithm often succeeds for minimum angles up to 33.8 degrees.\n");\r
1325   printf(\r
1326 "        For highly refined meshes, however, it may be necessary to reduce\n");\r
1327   printf(\r
1328 "        the minimum angle to well below 20 to avoid problems associated\n");\r
1329   printf(\r
1330 "        with insufficient floating-point precision.  The specified angle\n");\r
1331   printf("        may include a decimal point.\n");\r
1332   printf(\r
1333 "    -a  Imposes a maximum triangle area.  If a number follows the `a', no\n");\r
1334   printf(\r
1335 "        triangle will be generated whose area is larger than that number.\n");\r
1336   printf(\r
1337 "        If no number is specified, an .area file (if -r is used) or .poly\n");\r
1338   printf(\r
1339 "        file (if -r is not used) specifies a number of maximum area\n");\r
1340   printf(\r
1341 "        constraints.  An .area file contains a separate area constraint for\n"\r
1342 );\r
1343   printf(\r
1344 "        each triangle, and is useful for refining a finite element mesh\n");\r
1345   printf(\r
1346 "        based on a posteriori error estimates.  A .poly file can optionally\n"\r
1347 );\r
1348   printf(\r
1349 "        contain an area constraint for each segment-bounded region, thereby\n"\r
1350 );\r
1351   printf(\r
1352 "        enforcing triangle densities in a first triangulation.  You can\n");\r
1353   printf(\r
1354 "        impose both a fixed area constraint and a varying area constraint\n");\r
1355   printf(\r
1356 "        by invoking the -a switch twice, once with and once without a\n");\r
1357   printf(\r
1358 "        number following.  Each area specified may include a decimal point.\n"\r
1359 );\r
1360   printf(\r
1361 "    -A  Assigns an additional attribute to each triangle that identifies\n");\r
1362   printf(\r
1363 "        what segment-bounded region each triangle belongs to.  Attributes\n");\r
1364   printf(\r
1365 "        are assigned to regions by the .poly file.  If a region is not\n");\r
1366   printf(\r
1367 "        explicitly marked by the .poly file, triangles in that region are\n");\r
1368   printf(\r
1369 "        assigned an attribute of zero.  The -A switch has an effect only\n");\r
1370   printf("        when the -p switch is used and the -r switch is not.\n");\r
1371   printf(\r
1372 "    -c  Creates segments on the convex hull of the triangulation.  If you\n");\r
1373   printf(\r
1374 "        are triangulating a point set, this switch causes a .poly file to\n");\r
1375   printf(\r
1376 "        be written, containing all edges in the convex hull.  (By default,\n"\r
1377 );\r
1378   printf(\r
1379 "        a .poly file is written only if a .poly file is read.)  If you are\n"\r
1380 );\r
1381   printf(\r
1382 "        triangulating a PSLG, this switch specifies that the interior of\n");\r
1383   printf(\r
1384 "        the convex hull of the PSLG should be triangulated.  If you do not\n"\r
1385 );\r
1386   printf(\r
1387 "        use this switch when triangulating a PSLG, it is assumed that you\n");\r
1388   printf(\r
1389 "        have identified the region to be triangulated by surrounding it\n");\r
1390   printf(\r
1391 "        with segments of the input PSLG.  Beware:  if you are not careful,\n"\r
1392 );\r
1393   printf(\r
1394 "        this switch can cause the introduction of an extremely thin angle\n");\r
1395   printf(\r
1396 "        between a PSLG segment and a convex hull segment, which can cause\n");\r
1397   printf(\r
1398 "        overrefinement or failure if Triangle runs out of precision.  If\n");\r
1399   printf(\r
1400 "        you are refining a mesh, the -c switch works differently; it\n");\r
1401   printf(\r
1402 "        generates the set of boundary edges of the mesh, rather than the\n");\r
1403   printf("        convex hull.\n");\r
1404   printf(\r
1405 "    -e  Outputs (to an .edge file) a list of edges of the triangulation.\n");\r
1406   printf(\r
1407 "    -v  Outputs the Voronoi diagram associated with the triangulation.\n");\r
1408   printf("        Does not attempt to detect degeneracies.\n");\r
1409   printf(\r
1410 "    -n  Outputs (to a .neigh file) a list of triangles neighboring each\n");\r
1411   printf("        triangle.\n");\r
1412   printf(\r
1413 "    -g  Outputs the mesh to an Object File Format (.off) file, suitable for\n"\r
1414 );\r
1415   printf("        viewing with the Geometry Center's Geomview package.\n");\r
1416   printf(\r
1417 "    -B  No boundary markers in the output .node, .poly, and .edge output\n");\r
1418   printf(\r
1419 "        files.  See the detailed discussion of boundary markers below.\n");\r
1420   printf(\r
1421 "    -P  No output .poly file.  Saves disk space, but you lose the ability\n");\r
1422   printf(\r
1423 "        to impose segment constraints on later refinements of the mesh.\n");\r
1424   printf("    -N  No output .node file.\n");\r
1425   printf("    -E  No output .ele file.\n");\r
1426   printf(\r
1427 "    -I  No iteration numbers.  Suppresses the output of .node and .poly\n");\r
1428   printf(\r
1429 "        files, so your input files won't be overwritten.  (If your input is\n"\r
1430 );\r
1431   printf(\r
1432 "        a .poly file only, a .node file will be written.)  Cannot be used\n");\r
1433   printf(\r
1434 "        with the -r switch, because that would overwrite your input .ele\n");\r
1435   printf(\r
1436 "        file.  Shouldn't be used with the -s, -q, or -a switch if you are\n");\r
1437   printf(\r
1438 "        using a .node file for input, because no .node file will be\n");\r
1439   printf("        written, so there will be no record of any added points.\n");\r
1440   printf("    -O  No holes.  Ignores the holes in the .poly file.\n");\r
1441   printf(\r
1442 "    -X  No exact arithmetic.  Normally, Triangle uses exact floating-point\n"\r
1443 );\r
1444   printf(\r
1445 "        arithmetic for certain tests if it thinks the inexact tests are not\n"\r
1446 );\r
1447   printf(\r
1448 "        accurate enough.  Exact arithmetic ensures the robustness of the\n");\r
1449   printf(\r
1450 "        triangulation algorithms, despite floating-point roundoff error.\n");\r
1451   printf(\r
1452 "        Disabling exact arithmetic with the -X switch will cause a small\n");\r
1453   printf(\r
1454 "        improvement in speed and create the possibility (albeit small) that\n"\r
1455 );\r
1456   printf(\r
1457 "        Triangle will fail to produce a valid mesh.  Not recommended.\n");\r
1458   printf(\r
1459 "    -z  Numbers all items starting from zero (rather than one).  Note that\n"\r
1460 );\r
1461   printf(\r
1462 "        this switch is normally overrided by the value used to number the\n");\r
1463   printf(\r
1464 "        first point of the input .node or .poly file.  However, this switch\n"\r
1465 );\r
1466   printf("        is useful when calling Triangle from another program.\n");\r
1467   printf(\r
1468 "    -o2 Generates second-order subparametric elements with six nodes each.\n"\r
1469 );\r
1470   printf(\r
1471 "    -Y  No new points on the boundary.  This switch is useful when the mesh\n"\r
1472 );\r
1473   printf(\r
1474 "        boundary must be preserved so that it conforms to some adjacent\n");\r
1475   printf(\r
1476 "        mesh.  Be forewarned that you will probably sacrifice some of the\n");\r
1477   printf(\r
1478 "        quality of the mesh; Triangle will try, but the resulting mesh may\n"\r
1479 );\r
1480   printf(\r
1481 "        contain triangles of poor aspect ratio.  Works well if all the\n");\r
1482   printf(\r
1483 "        boundary points are closely spaced.  Specify this switch twice\n");\r
1484   printf(\r
1485 "        (`-YY') to prevent all segment splitting, including internal\n");\r
1486   printf("        boundaries.\n");\r
1487   printf(\r
1488 "    -S  Specifies the maximum number of Steiner points (points that are not\n"\r
1489 );\r
1490   printf(\r
1491 "        in the input, but are added to meet the constraints of minimum\n");\r
1492   printf(\r
1493 "        angle and maximum area).  The default is to allow an unlimited\n");\r
1494   printf(\r
1495 "        number.  If you specify this switch with no number after it,\n");\r
1496   printf(\r
1497 "        the limit is set to zero.  Triangle always adds points at segment\n");\r
1498   printf(\r
1499 "        intersections, even if it needs to use more points than the limit\n");\r
1500   printf(\r
1501 "        you set.  When Triangle inserts segments by splitting (-s), it\n");\r
1502   printf(\r
1503 "        always adds enough points to ensure that all the segments appear in\n"\r
1504 );\r
1505   printf(\r
1506 "        the triangulation, again ignoring the limit.  Be forewarned that\n");\r
1507   printf(\r
1508 "        the -S switch may result in a conforming triangulation that is not\n"\r
1509 );\r
1510   printf(\r
1511 "        truly Delaunay, because Triangle may be forced to stop adding\n");\r
1512   printf(\r
1513 "        points when the mesh is in a state where a segment is non-Delaunay\n"\r
1514 );\r
1515   printf(\r
1516 "        and needs to be split.  If so, Triangle will print a warning.\n");\r
1517   printf(\r
1518 "    -i  Uses an incremental rather than divide-and-conquer algorithm to\n");\r
1519   printf(\r
1520 "        form a Delaunay triangulation.  Try it if the divide-and-conquer\n");\r
1521   printf("        algorithm fails.\n");\r
1522   printf(\r
1523 "    -F  Uses Steven Fortune's sweepline algorithm to form a Delaunay\n");\r
1524   printf(\r
1525 "        triangulation.  Warning:  does not use exact arithmetic for all\n");\r
1526   printf("        calculations.  An exact result is not guaranteed.\n");\r
1527   printf(\r
1528 "    -l  Uses only vertical cuts in the divide-and-conquer algorithm.  By\n");\r
1529   printf(\r
1530 "        default, Triangle uses alternating vertical and horizontal cuts,\n");\r
1531   printf(\r
1532 "        which usually improve the speed except with point sets that are\n");\r
1533   printf(\r
1534 "        small or short and wide.  This switch is primarily of theoretical\n");\r
1535   printf("        interest.\n");\r
1536   printf(\r
1537 "    -s  Specifies that segments should be forced into the triangulation by\n"\r
1538 );\r
1539   printf(\r
1540 "        recursively splitting them at their midpoints, rather than by\n");\r
1541   printf(\r
1542 "        generating a constrained Delaunay triangulation.  Segment splitting\n"\r
1543 );\r
1544   printf(\r
1545 "        is true to Ruppert's original algorithm, but can create needlessly\n"\r
1546 );\r
1547   printf("        small triangles near external small features.\n");\r
1548   printf(\r
1549 "    -C  Check the consistency of the final mesh.  Uses exact arithmetic for\n"\r
1550 );\r
1551   printf(\r
1552 "        checking, even if the -X switch is used.  Useful if you suspect\n");\r
1553   printf("        Triangle is buggy.\n");\r
1554   printf(\r
1555 "    -Q  Quiet: Suppresses all explanation of what Triangle is doing, unless\n"\r
1556 );\r
1557   printf("        an error occurs.\n");\r
1558   printf(\r
1559 "    -V  Verbose: Gives detailed information about what Triangle is doing.\n");\r
1560   printf(\r
1561 "        Add more `V's for increasing amount of detail.  `-V' gives\n");\r
1562   printf(\r
1563 "        information on algorithmic progress and more detailed statistics.\n");\r
1564   printf(\r
1565 "        `-VV' gives point-by-point details, and will print so much that\n");\r
1566   printf(\r
1567 "        Triangle will run much more slowly.  `-VVV' gives information only\n"\r
1568 );\r
1569   printf("        a debugger could love.\n");\r
1570   printf("    -h  Help:  Displays these instructions.\n");\r
1571   printf("\n");\r
1572   printf("Definitions:\n");\r
1573   printf("\n");\r
1574   printf(\r
1575 "  A Delaunay triangulation of a point set is a triangulation whose vertices\n"\r
1576 );\r
1577   printf(\r
1578 "  are the point set, having the property that no point in the point set\n");\r
1579   printf(\r
1580 "  falls in the interior of the circumcircle (circle that passes through all\n"\r
1581 );\r
1582   printf("  three vertices) of any triangle in the triangulation.\n\n");\r
1583   printf(\r
1584 "  A Voronoi diagram of a point set is a subdivision of the plane into\n");\r
1585   printf(\r
1586 "  polygonal regions (some of which may be infinite), where each region is\n");\r
1587   printf(\r
1588 "  the set of points in the plane that are closer to some input point than\n");\r
1589   printf(\r
1590 "  to any other input point.  (The Voronoi diagram is the geometric dual of\n"\r
1591 );\r
1592   printf("  the Delaunay triangulation.)\n\n");\r
1593   printf(\r
1594 "  A Planar Straight Line Graph (PSLG) is a collection of points and\n");\r
1595   printf(\r
1596 "  segments.  Segments are simply edges, whose endpoints are points in the\n");\r
1597   printf(\r
1598 "  PSLG.  The file format for PSLGs (.poly files) is described below.\n");\r
1599   printf("\n");\r
1600   printf(\r
1601 "  A constrained Delaunay triangulation of a PSLG is similar to a Delaunay\n");\r
1602   printf(\r
1603 "  triangulation, but each PSLG segment is present as a single edge in the\n");\r
1604   printf(\r
1605 "  triangulation.  (A constrained Delaunay triangulation is not truly a\n");\r
1606   printf("  Delaunay triangulation.)\n\n");\r
1607   printf(\r
1608 "  A conforming Delaunay triangulation of a PSLG is a true Delaunay\n");\r
1609   printf(\r
1610 "  triangulation in which each PSLG segment may have been subdivided into\n");\r
1611   printf(\r
1612 "  several edges by the insertion of additional points.  These inserted\n");\r
1613   printf(\r
1614 "  points are necessary to allow the segments to exist in the mesh while\n");\r
1615   printf("  maintaining the Delaunay property.\n\n");\r
1616   printf("File Formats:\n\n");\r
1617   printf(\r
1618 "  All files may contain comments prefixed by the character '#'.  Points,\n");\r
1619   printf(\r
1620 "  triangles, edges, holes, and maximum area constraints must be numbered\n");\r
1621   printf(\r
1622 "  consecutively, starting from either 1 or 0.  Whichever you choose, all\n");\r
1623   printf(\r
1624 "  input files must be consistent; if the nodes are numbered from 1, so must\n"\r
1625 );\r
1626   printf(\r
1627 "  be all other objects.  Triangle automatically detects your choice while\n");\r
1628   printf(\r
1629 "  reading the .node (or .poly) file.  (When calling Triangle from another\n");\r
1630   printf(\r
1631 "  program, use the -z switch if you wish to number objects from zero.)\n");\r
1632   printf("  Examples of these file formats are given below.\n\n");\r
1633   printf("  .node files:\n");\r
1634   printf(\r
1635 "    First line:  <# of points> <dimension (must be 2)> <# of attributes>\n");\r
1636   printf(\r
1637 "                                           <# of boundary markers (0 or 1)>\n"\r
1638 );\r
1639   printf(\r
1640 "    Remaining lines:  <point #> <x> <y> [attributes] [boundary marker]\n");\r
1641   printf("\n");\r
1642   printf(\r
1643 "    The attributes, which are typically floating-point values of physical\n");\r
1644   printf(\r
1645 "    quantities (such as mass or conductivity) associated with the nodes of\n"\r
1646 );\r
1647   printf(\r
1648 "    a finite element mesh, are copied unchanged to the output mesh.  If -s,\n"\r
1649 );\r
1650   printf(\r
1651 "    -q, or -a is selected, each new Steiner point added to the mesh will\n");\r
1652   printf("    have attributes assigned to it by linear interpolation.\n\n");\r
1653   printf(\r
1654 "    If the fourth entry of the first line is `1', the last column of the\n");\r
1655   printf(\r
1656 "    remainder of the file is assumed to contain boundary markers.  Boundary\n"\r
1657 );\r
1658   printf(\r
1659 "    markers are used to identify boundary points and points resting on PSLG\n"\r
1660 );\r
1661   printf(\r
1662 "    segments; a complete description appears in a section below.  The .node\n"\r
1663 );\r
1664   printf(\r
1665 "    file produced by Triangle will contain boundary markers in the last\n");\r
1666   printf("    column unless they are suppressed by the -B switch.\n\n");\r
1667   printf("  .ele files:\n");\r
1668   printf(\r
1669 "    First line:  <# of triangles> <points per triangle> <# of attributes>\n");\r
1670   printf(\r
1671 "    Remaining lines:  <triangle #> <point> <point> <point> ... [attributes]\n"\r
1672 );\r
1673   printf("\n");\r
1674   printf(\r
1675 "    Points are indices into the corresponding .node file.  The first three\n"\r
1676 );\r
1677   printf(\r
1678 "    points are the corners, and are listed in counterclockwise order around\n"\r
1679 );\r
1680   printf(\r
1681 "    each triangle.  (The remaining points, if any, depend on the type of\n");\r
1682   printf(\r
1683 "    finite element used.)  The attributes are just like those of .node\n");\r
1684   printf(\r
1685 "    files.  Because there is no simple mapping from input to output\n");\r
1686   printf(\r
1687 "    triangles, an attempt is made to interpolate attributes, which may\n");\r
1688   printf(\r
1689 "    result in a good deal of diffusion of attributes among nearby triangles\n"\r
1690 );\r
1691   printf(\r
1692 "    as the triangulation is refined.  Diffusion does not occur across\n");\r
1693   printf(\r
1694 "    segments, so attributes used to identify segment-bounded regions remain\n"\r
1695 );\r
1696   printf(\r
1697 "    intact.  In output .ele files, all triangles have three points each\n");\r
1698   printf(\r
1699 "    unless the -o2 switch is used, in which case they have six, and the\n");\r
1700   printf(\r
1701 "    fourth, fifth, and sixth points lie on the midpoints of the edges\n");\r
1702   printf("    opposite the first, second, and third corners.\n\n");\r
1703   printf("  .poly files:\n");\r
1704   printf(\r
1705 "    First line:  <# of points> <dimension (must be 2)> <# of attributes>\n");\r
1706   printf(\r
1707 "                                           <# of boundary markers (0 or 1)>\n"\r
1708 );\r
1709   printf(\r
1710 "    Following lines:  <point #> <x> <y> [attributes] [boundary marker]\n");\r
1711   printf("    One line:  <# of segments> <# of boundary markers (0 or 1)>\n");\r
1712   printf(\r
1713 "    Following lines:  <segment #> <endpoint> <endpoint> [boundary marker]\n");\r
1714   printf("    One line:  <# of holes>\n");\r
1715   printf("    Following lines:  <hole #> <x> <y>\n");\r
1716   printf(\r
1717 "    Optional line:  <# of regional attributes and/or area constraints>\n");\r
1718   printf(\r
1719 "    Optional following lines:  <constraint #> <x> <y> <attrib> <max area>\n");\r
1720   printf("\n");\r
1721   printf(\r
1722 "    A .poly file represents a PSLG, as well as some additional information.\n"\r
1723 );\r
1724   printf(\r
1725 "    The first section lists all the points, and is identical to the format\n"\r
1726 );\r
1727   printf(\r
1728 "    of .node files.  <# of points> may be set to zero to indicate that the\n"\r
1729 );\r
1730   printf(\r
1731 "    points are listed in a separate .node file; .poly files produced by\n");\r
1732   printf(\r
1733 "    Triangle always have this format.  This has the advantage that a point\n"\r
1734 );\r
1735   printf(\r
1736 "    set may easily be triangulated with or without segments.  (The same\n");\r
1737   printf(\r
1738 "    effect can be achieved, albeit using more disk space, by making a copy\n"\r
1739 );\r
1740   printf(\r
1741 "    of the .poly file with the extension .node; all sections of the file\n");\r
1742   printf("    but the first are ignored.)\n\n");\r
1743   printf(\r
1744 "    The second section lists the segments.  Segments are edges whose\n");\r
1745   printf(\r
1746 "    presence in the triangulation is enforced.  Each segment is specified\n");\r
1747   printf(\r
1748 "    by listing the indices of its two endpoints.  This means that you must\n"\r
1749 );\r
1750   printf(\r
1751 "    include its endpoints in the point list.  If -s, -q, and -a are not\n");\r
1752   printf(\r
1753 "    selected, Triangle will produce a constrained Delaunay triangulation,\n");\r
1754   printf(\r
1755 "    in which each segment appears as a single edge in the triangulation.\n");\r
1756   printf(\r
1757 "    If -q or -a is selected, Triangle will produce a conforming Delaunay\n");\r
1758   printf(\r
1759 "    triangulation, in which segments may be subdivided into smaller edges.\n"\r
1760 );\r
1761   printf("    Each segment, like each point, may have a boundary marker.\n\n");\r
1762   printf(\r
1763 "    The third section lists holes (and concavities, if -c is selected) in\n");\r
1764   printf(\r
1765 "    the triangulation.  Holes are specified by identifying a point inside\n");\r
1766   printf(\r
1767 "    each hole.  After the triangulation is formed, Triangle creates holes\n");\r
1768   printf(\r
1769 "    by eating triangles, spreading out from each hole point until its\n");\r
1770   printf(\r
1771 "    progress is blocked by PSLG segments; you must be careful to enclose\n");\r
1772   printf(\r
1773 "    each hole in segments, or your whole triangulation may be eaten away.\n");\r
1774   printf(\r
1775 "    If the two triangles abutting a segment are eaten, the segment itself\n");\r
1776   printf(\r
1777 "    is also eaten.  Do not place a hole directly on a segment; if you do,\n");\r
1778   printf("    Triangle will choose one side of the segment arbitrarily.\n\n");\r
1779   printf(\r
1780 "    The optional fourth section lists regional attributes (to be assigned\n");\r
1781   printf(\r
1782 "    to all triangles in a region) and regional constraints on the maximum\n");\r
1783   printf(\r
1784 "    triangle area.  Triangle will read this section only if the -A switch\n");\r
1785   printf(\r
1786 "    is used or the -a switch is used without a number following it, and the\n"\r
1787 );\r
1788   printf(\r
1789 "    -r switch is not used.  Regional attributes and area constraints are\n");\r
1790   printf(\r
1791 "    propagated in the same manner as holes; you specify a point for each\n");\r
1792   printf(\r
1793 "    attribute and/or constraint, and the attribute and/or constraint will\n");\r
1794   printf(\r
1795 "    affect the whole region (bounded by segments) containing the point.  If\n"\r
1796 );\r
1797   printf(\r
1798 "    two values are written on a line after the x and y coordinate, the\n");\r
1799   printf(\r
1800 "    former is assumed to be a regional attribute (but will only be applied\n"\r
1801 );\r
1802   printf(\r
1803 "    if the -A switch is selected), and the latter is assumed to be a\n");\r
1804   printf(\r
1805 "    regional area constraint (but will only be applied if the -a switch is\n"\r
1806 );\r
1807   printf(\r
1808 "    selected).  You may also specify just one value after the coordinates,\n"\r
1809 );\r
1810   printf(\r
1811 "    which can serve as both an attribute and an area constraint, depending\n"\r
1812 );\r
1813   printf(\r
1814 "    on the choice of switches.  If you are using the -A and -a switches\n");\r
1815   printf(\r
1816 "    simultaneously and wish to assign an attribute to some region without\n");\r
1817   printf("    imposing an area constraint, use a negative maximum area.\n\n");\r
1818   printf(\r
1819 "    When a triangulation is created from a .poly file, you must either\n");\r
1820   printf(\r
1821 "    enclose the entire region to be triangulated in PSLG segments, or\n");\r
1822   printf(\r
1823 "    use the -c switch, which encloses the convex hull of the input point\n");\r
1824   printf(\r
1825 "    set.  If you do not use the -c switch, Triangle will eat all triangles\n"\r
1826 );\r
1827   printf(\r
1828 "    on the outer boundary that are not protected by segments; if you are\n");\r
1829   printf(\r
1830 "    not careful, your whole triangulation may be eaten away.  If you do\n");\r
1831   printf(\r
1832 "    use the -c switch, you can still produce concavities by appropriate\n");\r
1833   printf("    placement of holes just inside the convex hull.\n\n");\r
1834   printf(\r
1835 "    An ideal PSLG has no intersecting segments, nor any points that lie\n");\r
1836   printf(\r
1837 "    upon segments (except, of course, the endpoints of each segment.)  You\n"\r
1838 );\r
1839   printf(\r
1840 "    aren't required to make your .poly files ideal, but you should be aware\n"\r
1841 );\r
1842   printf(\r
1843 "    of what can go wrong.  Segment intersections are relatively safe -\n");\r
1844   printf(\r
1845 "    Triangle will calculate the intersection points for you and add them to\n"\r
1846 );\r
1847   printf(\r
1848 "    the triangulation - as long as your machine's floating-point precision\n"\r
1849 );\r
1850   printf(\r
1851 "    doesn't become a problem.  You are tempting the fates if you have three\n"\r
1852 );\r
1853   printf(\r
1854 "    segments that cross at the same location, and expect Triangle to figure\n"\r
1855 );\r
1856   printf(\r
1857 "    out where the intersection point is.  Thanks to floating-point roundoff\n"\r
1858 );\r
1859   printf(\r
1860 "    error, Triangle will probably decide that the three segments intersect\n"\r
1861 );\r
1862   printf(\r
1863 "    at three different points, and you will find a minuscule triangle in\n");\r
1864   printf(\r
1865 "    your output - unless Triangle tries to refine the tiny triangle, uses\n");\r
1866   printf(\r
1867 "    up the last bit of machine precision, and fails to terminate at all.\n");\r
1868   printf(\r
1869 "    You're better off putting the intersection point in the input files,\n");\r
1870   printf(\r
1871 "    and manually breaking up each segment into two.  Similarly, if you\n");\r
1872   printf(\r
1873 "    place a point at the middle of a segment, and hope that Triangle will\n");\r
1874   printf(\r
1875 "    break up the segment at that point, you might get lucky.  On the other\n"\r
1876 );\r
1877   printf(\r
1878 "    hand, Triangle might decide that the point doesn't lie precisely on the\n"\r
1879 );\r
1880   printf(\r
1881 "    line, and you'll have a needle-sharp triangle in your output - or a lot\n"\r
1882 );\r
1883   printf("    of tiny triangles if you're generating a quality mesh.\n\n");\r
1884   printf(\r
1885 "    When Triangle reads a .poly file, it also writes a .poly file, which\n");\r
1886   printf(\r
1887 "    includes all edges that are part of input segments.  If the -c switch\n");\r
1888   printf(\r
1889 "    is used, the output .poly file will also include all of the edges on\n");\r
1890   printf(\r
1891 "    the convex hull.  Hence, the output .poly file is useful for finding\n");\r
1892   printf(\r
1893 "    edges associated with input segments and setting boundary conditions in\n"\r
1894 );\r
1895   printf(\r
1896 "    finite element simulations.  More importantly, you will need it if you\n"\r
1897 );\r
1898   printf(\r
1899 "    plan to refine the output mesh, and don't want segments to be missing\n");\r
1900   printf("    in later triangulations.\n\n");\r
1901   printf("  .area files:\n");\r
1902   printf("    First line:  <# of triangles>\n");\r
1903   printf("    Following lines:  <triangle #> <maximum area>\n\n");\r
1904   printf(\r
1905 "    An .area file associates with each triangle a maximum area that is used\n"\r
1906 );\r
1907   printf(\r
1908 "    for mesh refinement.  As with other file formats, every triangle must\n");\r
1909   printf(\r
1910 "    be represented, and they must be numbered consecutively.  A triangle\n");\r
1911   printf(\r
1912 "    may be left unconstrained by assigning it a negative maximum area.\n");\r
1913   printf("\n");\r
1914   printf("  .edge files:\n");\r
1915   printf("    First line:  <# of edges> <# of boundary markers (0 or 1)>\n");\r
1916   printf(\r
1917 "    Following lines:  <edge #> <endpoint> <endpoint> [boundary marker]\n");\r
1918   printf("\n");\r
1919   printf(\r
1920 "    Endpoints are indices into the corresponding .node file.  Triangle can\n"\r
1921 );\r
1922   printf(\r
1923 "    produce .edge files (use the -e switch), but cannot read them.  The\n");\r
1924   printf(\r
1925 "    optional column of boundary markers is suppressed by the -B switch.\n");\r
1926   printf("\n");\r
1927   printf(\r
1928 "    In Voronoi diagrams, one also finds a special kind of edge that is an\n");\r
1929   printf(\r
1930 "    infinite ray with only one endpoint.  For these edges, a different\n");\r
1931   printf("    format is used:\n\n");\r
1932   printf("        <edge #> <endpoint> -1 <direction x> <direction y>\n\n");\r
1933   printf(\r
1934 "    The `direction' is a floating-point vector that indicates the direction\n"\r
1935 );\r
1936   printf("    of the infinite ray.\n\n");\r
1937   printf("  .neigh files:\n");\r
1938   printf(\r
1939 "    First line:  <# of triangles> <# of neighbors per triangle (always 3)>\n"\r
1940 );\r
1941   printf(\r
1942 "    Following lines:  <triangle #> <neighbor> <neighbor> <neighbor>\n");\r
1943   printf("\n");\r
1944   printf(\r
1945 "    Neighbors are indices into the corresponding .ele file.  An index of -1\n"\r
1946 );\r
1947   printf(\r
1948 "    indicates a mesh boundary, and therefore no neighbor.  Triangle can\n");\r
1949   printf(\r
1950 "    produce .neigh files (use the -n switch), but cannot read them.\n");\r
1951   printf("\n");\r
1952   printf(\r
1953 "    The first neighbor of triangle i is opposite the first corner of\n");\r
1954   printf("    triangle i, and so on.\n\n");\r
1955   printf("Boundary Markers:\n\n");\r
1956   printf(\r
1957 "  Boundary markers are tags used mainly to identify which output points and\n"\r
1958 );\r
1959   printf(\r
1960 "  edges are associated with which PSLG segment, and to identify which\n");\r
1961   printf(\r
1962 "  points and edges occur on a boundary of the triangulation.  A common use\n"\r
1963 );\r
1964   printf(\r
1965 "  is to determine where boundary conditions should be applied to a finite\n");\r
1966   printf(\r
1967 "  element mesh.  You can prevent boundary markers from being written into\n");\r
1968   printf("  files produced by Triangle by using the -B switch.\n\n");\r
1969   printf(\r
1970 "  The boundary marker associated with each segment in an output .poly file\n"\r
1971 );\r
1972   printf("  or edge in an output .edge file is chosen as follows:\n");\r
1973   printf(\r
1974 "    - If an output edge is part or all of a PSLG segment with a nonzero\n");\r
1975   printf(\r
1976 "      boundary marker, then the edge is assigned the same marker.\n");\r
1977   printf(\r
1978 "    - Otherwise, if the edge occurs on a boundary of the triangulation\n");\r
1979   printf(\r
1980 "      (including boundaries of holes), then the edge is assigned the marker\n"\r
1981 );\r
1982   printf("      one (1).\n");\r
1983   printf("    - Otherwise, the edge is assigned the marker zero (0).\n");\r
1984   printf(\r
1985 "  The boundary marker associated with each point in an output .node file is\n"\r
1986 );\r
1987   printf("  chosen as follows:\n");\r
1988   printf(\r
1989 "    - If a point is assigned a nonzero boundary marker in the input file,\n");\r
1990   printf(\r
1991 "      then it is assigned the same marker in the output .node file.\n");\r
1992   printf(\r
1993 "    - Otherwise, if the point lies on a PSLG segment (including the\n");\r
1994   printf(\r
1995 "      segment's endpoints) with a nonzero boundary marker, then the point\n");\r
1996   printf(\r
1997 "      is assigned the same marker.  If the point lies on several such\n");\r
1998   printf("      segments, one of the markers is chosen arbitrarily.\n");\r
1999   printf(\r
2000 "    - Otherwise, if the point occurs on a boundary of the triangulation,\n");\r
2001   printf("      then the point is assigned the marker one (1).\n");\r
2002   printf("    - Otherwise, the point is assigned the marker zero (0).\n");\r
2003   printf("\n");\r
2004   printf(\r
2005 "  If you want Triangle to determine for you which points and edges are on\n");\r
2006   printf(\r
2007 "  the boundary, assign them the boundary marker zero (or use no markers at\n"\r
2008 );\r
2009   printf(\r
2010 "  all) in your input files.  Alternatively, you can mark some of them and\n");\r
2011   printf("  leave others marked zero, allowing Triangle to label them.\n\n");\r
2012   printf("Triangulation Iteration Numbers:\n\n");\r
2013   printf(\r
2014 "  Because Triangle can read and refine its own triangulations, input\n");\r
2015   printf(\r
2016 "  and output files have iteration numbers.  For instance, Triangle might\n");\r
2017   printf(\r
2018 "  read the files mesh.3.node, mesh.3.ele, and mesh.3.poly, refine the\n");\r
2019   printf(\r
2020 "  triangulation, and output the files mesh.4.node, mesh.4.ele, and\n");\r
2021   printf("  mesh.4.poly.  Files with no iteration number are treated as if\n");\r
2022   printf(\r
2023 "  their iteration number is zero; hence, Triangle might read the file\n");\r
2024   printf(\r
2025 "  points.node, triangulate it, and produce the files points.1.node and\n");\r
2026   printf("  points.1.ele.\n\n");\r
2027   printf(\r
2028 "  Iteration numbers allow you to create a sequence of successively finer\n");\r
2029   printf(\r
2030 "  meshes suitable for multigrid methods.  They also allow you to produce a\n"\r
2031 );\r
2032   printf(\r
2033 "  sequence of meshes using error estimate-driven mesh refinement.\n");\r
2034   printf("\n");\r
2035   printf(\r
2036 "  If you're not using refinement or quality meshing, and you don't like\n");\r
2037   printf(\r
2038 "  iteration numbers, use the -I switch to disable them.  This switch will\n");\r
2039   printf(\r
2040 "  also disable output of .node and .poly files to prevent your input files\n"\r
2041 );\r
2042   printf(\r
2043 "  from being overwritten.  (If the input is a .poly file that contains its\n"\r
2044 );\r
2045   printf("  own points, a .node file will be written.)\n\n");\r
2046   printf("Examples of How to Use Triangle:\n\n");\r
2047   printf(\r
2048 "  `triangle dots' will read points from dots.node, and write their Delaunay\n"\r
2049 );\r
2050   printf(\r
2051 "  triangulation to dots.1.node and dots.1.ele.  (dots.1.node will be\n");\r
2052   printf(\r
2053 "  identical to dots.node.)  `triangle -I dots' writes the triangulation to\n"\r
2054 );\r
2055   printf(\r
2056 "  dots.ele instead.  (No additional .node file is needed, so none is\n");\r
2057   printf("  written.)\n\n");\r
2058   printf(\r
2059 "  `triangle -pe object.1' will read a PSLG from object.1.poly (and possibly\n"\r
2060 );\r
2061   printf(\r
2062 "  object.1.node, if the points are omitted from object.1.poly) and write\n");\r
2063   printf("  their constrained Delaunay triangulation to object.2.node and\n");\r
2064   printf(\r
2065 "  object.2.ele.  The segments will be copied to object.2.poly, and all\n");\r
2066   printf("  edges will be written to object.2.edge.\n\n");\r
2067   printf(\r
2068 "  `triangle -pq31.5a.1 object' will read a PSLG from object.poly (and\n");\r
2069   printf(\r
2070 "  possibly object.node), generate a mesh whose angles are all greater than\n"\r
2071 );\r
2072   printf(\r
2073 "  31.5 degrees and whose triangles all have area smaller than 0.1, and\n");\r
2074   printf(\r
2075 "  write the mesh to object.1.node and object.1.ele.  Each segment may have\n"\r
2076 );\r
2077   printf(\r
2078 "  been broken up into multiple edges; the resulting constrained edges are\n");\r
2079   printf("  written to object.1.poly.\n\n");\r
2080   printf(\r
2081 "  Here is a sample file `box.poly' describing a square with a square hole:\n"\r
2082 );\r
2083   printf("\n");\r
2084   printf(\r
2085 "    # A box with eight points in 2D, no attributes, one boundary marker.\n");\r
2086   printf("    8 2 0 1\n");\r
2087   printf("    # Outer box has these vertices:\n");\r
2088   printf("     1   0 0   0\n");\r
2089   printf("     2   0 3   0\n");\r
2090   printf("     3   3 0   0\n");\r
2091   printf("     4   3 3   33     # A special marker for this point.\n");\r
2092   printf("    # Inner square has these vertices:\n");\r
2093   printf("     5   1 1   0\n");\r
2094   printf("     6   1 2   0\n");\r
2095   printf("     7   2 1   0\n");\r
2096   printf("     8   2 2   0\n");\r
2097   printf("    # Five segments with boundary markers.\n");\r
2098   printf("    5 1\n");\r
2099   printf("     1   1 2   5      # Left side of outer box.\n");\r
2100   printf("     2   5 7   0      # Segments 2 through 5 enclose the hole.\n");\r
2101   printf("     3   7 8   0\n");\r
2102   printf("     4   8 6   10\n");\r
2103   printf("     5   6 5   0\n");\r
2104   printf("    # One hole in the middle of the inner square.\n");\r
2105   printf("    1\n");\r
2106   printf("     1   1.5 1.5\n\n");\r
2107   printf(\r
2108 "  Note that some segments are missing from the outer square, so one must\n");\r
2109   printf(\r
2110 "  use the `-c' switch.  After `triangle -pqc box.poly', here is the output\n"\r
2111 );\r
2112   printf(\r
2113 "  file `box.1.node', with twelve points.  The last four points were added\n");\r
2114   printf(\r
2115 "  to meet the angle constraint.  Points 1, 2, and 9 have markers from\n");\r
2116   printf(\r
2117 "  segment 1.  Points 6 and 8 have markers from segment 4.  All the other\n");\r
2118   printf(\r
2119 "  points but 4 have been marked to indicate that they lie on a boundary.\n");\r
2120   printf("\n");\r
2121   printf("    12  2  0  1\n");\r
2122   printf("       1    0   0      5\n");\r
2123   printf("       2    0   3      5\n");\r
2124   printf("       3    3   0      1\n");\r
2125   printf("       4    3   3     33\n");\r
2126   printf("       5    1   1      1\n");\r
2127   printf("       6    1   2     10\n");\r
2128   printf("       7    2   1      1\n");\r
2129   printf("       8    2   2     10\n");\r
2130   printf("       9    0   1.5    5\n");\r
2131   printf("      10    1.5   0    1\n");\r
2132   printf("      11    3   1.5    1\n");\r
2133   printf("      12    1.5   3    1\n");\r
2134   printf("    # Generated by triangle -pqc box.poly\n\n");\r
2135   printf("  Here is the output file `box.1.ele', with twelve triangles.\n\n");\r
2136   printf("    12  3  0\n");\r
2137   printf("       1     5   6   9\n");\r
2138   printf("       2    10   3   7\n");\r
2139   printf("       3     6   8  12\n");\r
2140   printf("       4     9   1   5\n");\r
2141   printf("       5     6   2   9\n");\r
2142   printf("       6     7   3  11\n");\r
2143   printf("       7    11   4   8\n");\r
2144   printf("       8     7   5  10\n");\r
2145   printf("       9    12   2   6\n");\r
2146   printf("      10     8   7  11\n");\r
2147   printf("      11     5   1  10\n");\r
2148   printf("      12     8   4  12\n");\r
2149   printf("    # Generated by triangle -pqc box.poly\n\n");\r
2150   printf(\r
2151 "  Here is the output file `box.1.poly'.  Note that segments have been added\n"\r
2152 );\r
2153   printf(\r
2154 "  to represent the convex hull, and some segments have been split by newly\n"\r
2155 );\r
2156   printf(\r
2157 "  added points.  Note also that <# of points> is set to zero to indicate\n");\r
2158   printf("  that the points should be read from the .node file.\n\n");\r
2159   printf("    0  2  0  1\n");\r
2160   printf("    12  1\n");\r
2161   printf("       1     1   9     5\n");\r
2162   printf("       2     5   7     1\n");\r
2163   printf("       3     8   7     1\n");\r
2164   printf("       4     6   8    10\n");\r
2165   printf("       5     5   6     1\n");\r
2166   printf("       6     3  10     1\n");\r
2167   printf("       7     4  11     1\n");\r
2168   printf("       8     2  12     1\n");\r
2169   printf("       9     9   2     5\n");\r
2170   printf("      10    10   1     1\n");\r
2171   printf("      11    11   3     1\n");\r
2172   printf("      12    12   4     1\n");\r
2173   printf("    1\n");\r
2174   printf("       1   1.5 1.5\n");\r
2175   printf("    # Generated by triangle -pqc box.poly\n\n");\r
2176   printf("Refinement and Area Constraints:\n\n");\r
2177   printf(\r
2178 "  The -r switch causes a mesh (.node and .ele files) to be read and\n");\r
2179   printf(\r
2180 "  refined.  If the -p switch is also used, a .poly file is read and used to\n"\r
2181 );\r
2182   printf(\r
2183 "  specify edges that are constrained and cannot be eliminated (although\n");\r
2184   printf(\r
2185 "  they can be divided into smaller edges) by the refinement process.\n");\r
2186   printf("\n");\r
2187   printf(\r
2188 "  When you refine a mesh, you generally want to impose tighter quality\n");\r
2189   printf(\r
2190 "  constraints.  One way to accomplish this is to use -q with a larger\n");\r
2191   printf(\r
2192 "  angle, or -a followed by a smaller area than you used to generate the\n");\r
2193   printf(\r
2194 "  mesh you are refining.  Another way to do this is to create an .area\n");\r
2195   printf(\r
2196 "  file, which specifies a maximum area for each triangle, and use the -a\n");\r
2197   printf(\r
2198 "  switch (without a number following).  Each triangle's area constraint is\n"\r
2199 );\r
2200   printf(\r
2201 "  applied to that triangle.  Area constraints tend to diffuse as the mesh\n");\r
2202   printf(\r
2203 "  is refined, so if there are large variations in area constraint between\n");\r
2204   printf("  adjacent triangles, you may not get the results you want.\n\n");\r
2205   printf(\r
2206 "  If you are refining a mesh composed of linear (three-node) elements, the\n"\r
2207 );\r
2208   printf(\r
2209 "  output mesh will contain all the nodes present in the input mesh, in the\n"\r
2210 );\r
2211   printf(\r
2212 "  same order, with new nodes added at the end of the .node file.  However,\n"\r
2213 );\r
2214   printf(\r
2215 "  there is no guarantee that each output element is contained in a single\n");\r
2216   printf(\r
2217 "  input element.  Often, output elements will overlap two input elements,\n");\r
2218   printf(\r
2219 "  and input edges are not present in the output mesh.  Hence, a sequence of\n"\r
2220 );\r
2221   printf(\r
2222 "  refined meshes will form a hierarchy of nodes, but not a hierarchy of\n");\r
2223   printf(\r
2224 "  elements.  If you a refining a mesh of higher-order elements, the\n");\r
2225   printf(\r
2226 "  hierarchical property applies only to the nodes at the corners of an\n");\r
2227   printf("  element; other nodes may not be present in the refined mesh.\n\n");\r
2228   printf(\r
2229 "  It is important to understand that maximum area constraints in .poly\n");\r
2230   printf(\r
2231 "  files are handled differently from those in .area files.  A maximum area\n"\r
2232 );\r
2233   printf(\r
2234 "  in a .poly file applies to the whole (segment-bounded) region in which a\n"\r
2235 );\r
2236   printf(\r
2237 "  point falls, whereas a maximum area in an .area file applies to only one\n"\r
2238 );\r
2239   printf(\r
2240 "  triangle.  Area constraints in .poly files are used only when a mesh is\n");\r
2241   printf(\r
2242 "  first generated, whereas area constraints in .area files are used only to\n"\r
2243 );\r
2244   printf(\r
2245 "  refine an existing mesh, and are typically based on a posteriori error\n");\r
2246   printf(\r
2247 "  estimates resulting from a finite element simulation on that mesh.\n");\r
2248   printf("\n");\r
2249   printf(\r
2250 "  `triangle -rq25 object.1' will read object.1.node and object.1.ele, then\n"\r
2251 );\r
2252   printf(\r
2253 "  refine the triangulation to enforce a 25 degree minimum angle, and then\n");\r
2254   printf(\r
2255 "  write the refined triangulation to object.2.node and object.2.ele.\n");\r
2256   printf("\n");\r
2257   printf(\r
2258 "  `triangle -rpaa6.2 z.3' will read z.3.node, z.3.ele, z.3.poly, and\n");\r
2259   printf(\r
2260 "  z.3.area.  After reconstructing the mesh and its segments, Triangle will\n"\r
2261 );\r
2262   printf(\r
2263 "  refine the mesh so that no triangle has area greater than 6.2, and\n");\r
2264   printf(\r
2265 "  furthermore the triangles satisfy the maximum area constraints in\n");\r
2266   printf(\r
2267 "  z.3.area.  The output is written to z.4.node, z.4.ele, and z.4.poly.\n");\r
2268   printf("\n");\r
2269   printf(\r
2270 "  The sequence `triangle -qa1 x', `triangle -rqa.3 x.1', `triangle -rqa.1\n");\r
2271   printf(\r
2272 "  x.2' creates a sequence of successively finer meshes x.1, x.2, and x.3,\n");\r
2273   printf("  suitable for multigrid.\n\n");\r
2274   printf("Convex Hulls and Mesh Boundaries:\n\n");\r
2275   printf(\r
2276 "  If the input is a point set (rather than a PSLG), Triangle produces its\n");\r
2277   printf(\r
2278 "  convex hull as a by-product in the output .poly file if you use the -c\n");\r
2279   printf(\r
2280 "  switch.  There are faster algorithms for finding a two-dimensional convex\n"\r
2281 );\r
2282   printf(\r
2283 "  hull than triangulation, of course, but this one comes for free.  If the\n"\r
2284 );\r
2285   printf(\r
2286 "  input is an unconstrained mesh (you are using the -r switch but not the\n");\r
2287   printf(\r
2288 "  -p switch), Triangle produces a list of its boundary edges (including\n");\r
2289   printf("  hole boundaries) as a by-product if you use the -c switch.\n\n");\r
2290   printf("Voronoi Diagrams:\n\n");\r
2291   printf(\r
2292 "  The -v switch produces a Voronoi diagram, in files suffixed .v.node and\n");\r
2293   printf(\r
2294 "  .v.edge.  For example, `triangle -v points' will read points.node,\n");\r
2295   printf(\r
2296 "  produce its Delaunay triangulation in points.1.node and points.1.ele,\n");\r
2297   printf(\r
2298 "  and produce its Voronoi diagram in points.1.v.node and points.1.v.edge.\n");\r
2299   printf(\r
2300 "  The .v.node file contains a list of all Voronoi vertices, and the .v.edge\n"\r
2301 );\r
2302   printf(\r
2303 "  file contains a list of all Voronoi edges, some of which may be infinite\n"\r
2304 );\r
2305   printf(\r
2306 "  rays.  (The choice of filenames makes it easy to run the set of Voronoi\n");\r
2307   printf("  vertices through Triangle, if so desired.)\n\n");\r
2308   printf(\r
2309 "  This implementation does not use exact arithmetic to compute the Voronoi\n"\r
2310 );\r
2311   printf(\r
2312 "  vertices, and does not check whether neighboring vertices are identical.\n"\r
2313 );\r
2314   printf(\r
2315 "  Be forewarned that if the Delaunay triangulation is degenerate or\n");\r
2316   printf(\r
2317 "  near-degenerate, the Voronoi diagram may have duplicate points, crossing\n"\r
2318 );\r
2319   printf(\r
2320 "  edges, or infinite rays whose direction vector is zero.  Also, if you\n");\r
2321   printf(\r
2322 "  generate a constrained (as opposed to conforming) Delaunay triangulation,\n"\r
2323 );\r
2324   printf(\r
2325 "  or if the triangulation has holes, the corresponding Voronoi diagram is\n");\r
2326   printf("  likely to have crossing edges and unlikely to make sense.\n\n");\r
2327   printf("Mesh Topology:\n\n");\r
2328   printf(\r
2329 "  You may wish to know which triangles are adjacent to a certain Delaunay\n");\r
2330   printf(\r
2331 "  edge in an .edge file, which Voronoi regions are adjacent to a certain\n");\r
2332   printf(\r
2333 "  Voronoi edge in a .v.edge file, or which Voronoi regions are adjacent to\n"\r
2334 );\r
2335   printf(\r
2336 "  each other.  All of this information can be found by cross-referencing\n");\r
2337   printf(\r
2338 "  output files with the recollection that the Delaunay triangulation and\n");\r
2339   printf("  the Voronoi diagrams are planar duals.\n\n");\r
2340   printf(\r
2341 "  Specifically, edge i of an .edge file is the dual of Voronoi edge i of\n");\r
2342   printf(\r
2343 "  the corresponding .v.edge file, and is rotated 90 degrees counterclock-\n");\r
2344   printf(\r
2345 "  wise from the Voronoi edge.  Triangle j of an .ele file is the dual of\n");\r
2346   printf(\r
2347 "  vertex j of the corresponding .v.node file; and Voronoi region k is the\n");\r
2348   printf("  dual of point k of the corresponding .node file.\n\n");\r
2349   printf(\r
2350 "  Hence, to find the triangles adjacent to a Delaunay edge, look at the\n");\r
2351   printf(\r
2352 "  vertices of the corresponding Voronoi edge; their dual triangles are on\n");\r
2353   printf(\r
2354 "  the left and right of the Delaunay edge, respectively.  To find the\n");\r
2355   printf(\r
2356 "  Voronoi regions adjacent to a Voronoi edge, look at the endpoints of the\n"\r
2357 );\r
2358   printf(\r
2359 "  corresponding Delaunay edge; their dual regions are on the right and left\n"\r
2360 );\r
2361   printf(\r
2362 "  of the Voronoi edge, respectively.  To find which Voronoi regions are\n");\r
2363   printf("  adjacent to each other, just read the list of Delaunay edges.\n");\r
2364   printf("\n");\r
2365   printf("Statistics:\n");\r
2366   printf("\n");\r
2367   printf(\r
2368 "  After generating a mesh, Triangle prints a count of the number of points,\n"\r
2369 );\r
2370   printf(\r
2371 "  triangles, edges, boundary edges, and segments in the output mesh.  If\n");\r
2372   printf(\r
2373 "  you've forgotten the statistics for an existing mesh, the -rNEP switches\n"\r
2374 );\r
2375   printf(\r
2376 "  (or -rpNEP if you've got a .poly file for the existing mesh) will\n");\r
2377   printf("  regenerate these statistics without writing any output.\n\n");\r
2378   printf(\r
2379 "  The -V switch produces extended statistics, including a rough estimate\n");\r
2380   printf(\r
2381 "  of memory use and a histogram of triangle aspect ratios and angles in the\n"\r
2382 );\r
2383   printf("  mesh.\n\n");\r
2384   printf("Exact Arithmetic:\n\n");\r
2385   printf(\r
2386 "  Triangle uses adaptive exact arithmetic to perform what computational\n");\r
2387   printf(\r
2388 "  geometers call the `orientation' and `incircle' tests.  If the floating-\n"\r
2389 );\r
2390   printf(\r
2391 "  point arithmetic of your machine conforms to the IEEE 754 standard (as\n");\r
2392   printf(\r
2393 "  most workstations do), and does not use extended precision internal\n");\r
2394   printf(\r
2395 "  registers, then your output is guaranteed to be an absolutely true\n");\r
2396   printf("  Delaunay or conforming Delaunay triangulation, roundoff error\n");\r
2397   printf(\r
2398 "  notwithstanding.  The word `adaptive' implies that these arithmetic\n");\r
2399   printf(\r
2400 "  routines compute the result only to the precision necessary to guarantee\n"\r
2401 );\r
2402   printf(\r
2403 "  correctness, so they are usually nearly as fast as their approximate\n");\r
2404   printf(\r
2405 "  counterparts.  The exact tests can be disabled with the -X switch.  On\n");\r
2406   printf(\r
2407 "  most inputs, this switch will reduce the computation time by about eight\n"\r
2408 );\r
2409   printf(\r
2410 "  percent - it's not worth the risk.  There are rare difficult inputs\n");\r
2411   printf(\r
2412 "  (having many collinear and cocircular points), however, for which the\n");\r
2413   printf(\r
2414 "  difference could be a factor of two.  These are precisely the inputs most\n"\r
2415 );\r
2416   printf("  likely to cause errors if you use the -X switch.\n\n");\r
2417   printf(\r
2418 "  Unfortunately, these routines don't solve every numerical problem.  Exact\n"\r
2419 );\r
2420   printf(\r
2421 "  arithmetic is not used to compute the positions of points, because the\n");\r
2422   printf(\r
2423 "  bit complexity of point coordinates would grow without bound.  Hence,\n");\r
2424   printf(\r
2425 "  segment intersections aren't computed exactly; in very unusual cases,\n");\r
2426   printf(\r
2427 "  roundoff error in computing an intersection point might actually lead to\n"\r
2428 );\r
2429   printf(\r
2430 "  an inverted triangle and an invalid triangulation.  (This is one reason\n");\r
2431   printf(\r
2432 "  to compute your own intersection points in your .poly files.)  Similarly,\n"\r
2433 );\r
2434   printf(\r
2435 "  exact arithmetic is not used to compute the vertices of the Voronoi\n");\r
2436   printf("  diagram.\n\n");\r
2437   printf(\r
2438 "  Underflow and overflow can also cause difficulties; the exact arithmetic\n"\r
2439 );\r
2440   printf(\r
2441 "  routines do not ameliorate out-of-bounds exponents, which can arise\n");\r
2442   printf(\r
2443 "  during the orientation and incircle tests.  As a rule of thumb, you\n");\r
2444   printf(\r
2445 "  should ensure that your input values are within a range such that their\n");\r
2446   printf(\r
2447 "  third powers can be taken without underflow or overflow.  Underflow can\n");\r
2448   printf(\r
2449 "  silently prevent the tests from being performed exactly, while overflow\n");\r
2450   printf("  will typically cause a floating exception.\n\n");\r
2451   printf("Calling Triangle from Another Program:\n\n");\r
2452   printf("  Read the file triangle.h for details.\n\n");\r
2453   printf("Troubleshooting:\n\n");\r
2454   printf("  Please read this section before mailing me bugs.\n\n");\r
2455   printf("  `My output mesh has no triangles!'\n\n");\r
2456   printf(\r
2457 "    If you're using a PSLG, you've probably failed to specify a proper set\n"\r
2458 );\r
2459   printf(\r
2460 "    of bounding segments, or forgotten to use the -c switch.  Or you may\n");\r
2461   printf(\r
2462 "    have placed a hole badly.  To test these possibilities, try again with\n"\r
2463 );\r
2464   printf(\r
2465 "    the -c and -O switches.  Alternatively, all your input points may be\n");\r
2466   printf(\r
2467 "    collinear, in which case you can hardly expect to triangulate them.\n");\r
2468   printf("\n");\r
2469   printf("  `Triangle doesn't terminate, or just crashes.'\n");\r
2470   printf("\n");\r
2471   printf(\r
2472 "    Bad things can happen when triangles get so small that the distance\n");\r
2473   printf(\r
2474 "    between their vertices isn't much larger than the precision of your\n");\r
2475   printf(\r
2476 "    machine's arithmetic.  If you've compiled Triangle for single-precision\n"\r
2477 );\r
2478   printf(\r
2479 "    arithmetic, you might do better by recompiling it for double-precision.\n"\r
2480 );\r
2481   printf(\r
2482 "    Then again, you might just have to settle for more lenient constraints\n"\r
2483 );\r
2484   printf(\r
2485 "    on the minimum angle and the maximum area than you had planned.\n");\r
2486   printf("\n");\r
2487   printf(\r
2488 "    You can minimize precision problems by ensuring that the origin lies\n");\r
2489   printf(\r
2490 "    inside your point set, or even inside the densest part of your\n");\r
2491   printf(\r
2492 "    mesh.  On the other hand, if you're triangulating an object whose x\n");\r
2493   printf(\r
2494 "    coordinates all fall between 6247133 and 6247134, you're not leaving\n");\r
2495   printf("    much floating-point precision for Triangle to work with.\n\n");\r
2496   printf(\r
2497 "    Precision problems can occur covertly if the input PSLG contains two\n");\r
2498   printf(\r
2499 "    segments that meet (or intersect) at a very small angle, or if such an\n"\r
2500 );\r
2501   printf(\r
2502 "    angle is introduced by the -c switch, which may occur if a point lies\n");\r
2503   printf(\r
2504 "    ever-so-slightly inside the convex hull, and is connected by a PSLG\n");\r
2505   printf(\r
2506 "    segment to a point on the convex hull.  If you don't realize that a\n");\r
2507   printf(\r
2508 "    small angle is being formed, you might never discover why Triangle is\n");\r
2509   printf(\r
2510 "    crashing.  To check for this possibility, use the -S switch (with an\n");\r
2511   printf(\r
2512 "    appropriate limit on the number of Steiner points, found by trial-and-\n"\r
2513 );\r
2514   printf(\r
2515 "    error) to stop Triangle early, and view the output .poly file with\n");\r
2516   printf(\r
2517 "    Show Me (described below).  Look carefully for small angles between\n");\r
2518   printf(\r
2519 "    segments; zoom in closely, as such segments might look like a single\n");\r
2520   printf("    segment from a distance.\n\n");\r
2521   printf(\r
2522 "    If some of the input values are too large, Triangle may suffer a\n");\r
2523   printf(\r
2524 "    floating exception due to overflow when attempting to perform an\n");\r
2525   printf(\r
2526 "    orientation or incircle test.  (Read the section on exact arithmetic\n");\r
2527   printf(\r
2528 "    above.)  Again, I recommend compiling Triangle for double (rather\n");\r
2529   printf("    than single) precision arithmetic.\n\n");\r
2530   printf(\r
2531 "  `The numbering of the output points doesn't match the input points.'\n");\r
2532   printf("\n");\r
2533   printf(\r
2534 "    You may have eaten some of your input points with a hole, or by placing\n"\r
2535 );\r
2536   printf("    them outside the area enclosed by segments.\n\n");\r
2537   printf(\r
2538 "  `Triangle executes without incident, but when I look at the resulting\n");\r
2539   printf(\r
2540 "  mesh, it has overlapping triangles or other geometric inconsistencies.'\n");\r
2541   printf("\n");\r
2542   printf(\r
2543 "    If you select the -X switch, Triangle's divide-and-conquer Delaunay\n");\r
2544   printf(\r
2545 "    triangulation algorithm occasionally makes mistakes due to floating-\n");\r
2546   printf(\r
2547 "    point roundoff error.  Although these errors are rare, don't use the -X\n"\r
2548 );\r
2549   printf("    switch.  If you still have problems, please report the bug.\n");\r
2550   printf("\n");\r
2551   printf(\r
2552 "  Strange things can happen if you've taken liberties with your PSLG.  Do\n");\r
2553   printf(\r
2554 "  you have a point lying in the middle of a segment?  Triangle sometimes\n");\r
2555   printf(\r
2556 "  copes poorly with that sort of thing.  Do you want to lay out a collinear\n"\r
2557 );\r
2558   printf(\r
2559 "  row of evenly spaced, segment-connected points?  Have you simply defined\n"\r
2560 );\r
2561   printf(\r
2562 "  one long segment connecting the leftmost point to the rightmost point,\n");\r
2563   printf(\r
2564 "  and a bunch of points lying along it?  This method occasionally works,\n");\r
2565   printf(\r
2566 "  especially with horizontal and vertical lines, but often it doesn't, and\n"\r
2567 );\r
2568   printf(\r
2569 "  you'll have to connect each adjacent pair of points with a separate\n");\r
2570   printf("  segment.  If you don't like it, tough.\n\n");\r
2571   printf(\r
2572 "  Furthermore, if you have segments that intersect other than at their\n");\r
2573   printf(\r
2574 "  endpoints, try not to let the intersections fall extremely close to PSLG\n"\r
2575 );\r
2576   printf("  points or each other.\n\n");\r
2577   printf(\r
2578 "  If you have problems refining a triangulation not produced by Triangle:\n");\r
2579   printf(\r
2580 "  Are you sure the triangulation is geometrically valid?  Is it formatted\n");\r
2581   printf(\r
2582 "  correctly for Triangle?  Are the triangles all listed so the first three\n"\r
2583 );\r
2584   printf("  points are their corners in counterclockwise order?\n\n");\r
2585   printf("Show Me:\n\n");\r
2586   printf(\r
2587 "  Triangle comes with a separate program named `Show Me', whose primary\n");\r
2588   printf(\r
2589 "  purpose is to draw meshes on your screen or in PostScript.  Its secondary\n"\r
2590 );\r
2591   printf(\r
2592 "  purpose is to check the validity of your input files, and do so more\n");\r
2593   printf(\r
2594 "  thoroughly than Triangle does.  Show Me requires that you have the X\n");\r
2595   printf(\r
2596 "  Windows system.  If you didn't receive Show Me with Triangle, complain to\n"\r
2597 );\r
2598   printf("  whomever you obtained Triangle from, then send me mail.\n\n");\r
2599   printf("Triangle on the Web:\n\n");\r
2600   printf(\r
2601 "  To see an illustrated, updated version of these instructions, check out\n");\r
2602   printf("\n");\r
2603   printf("    http://www.cs.cmu.edu/~quake/triangle.html\n");\r
2604   printf("\n");\r
2605   printf("A Brief Plea:\n");\r
2606   printf("\n");\r
2607   printf(\r
2608 "  If you use Triangle, and especially if you use it to accomplish real\n");\r
2609   printf(\r
2610 "  work, I would like very much to hear from you.  A short letter or email\n");\r
2611   printf(\r
2612 "  (to jrs@cs.cmu.edu) describing how you use Triangle will mean a lot to\n");\r
2613   printf(\r
2614 "  me.  The more people I know are using this program, the more easily I can\n"\r
2615 );\r
2616   printf(\r
2617 "  justify spending time on improvements and on the three-dimensional\n");\r
2618   printf(\r
2619 "  successor to Triangle, which in turn will benefit you.  Also, I can put\n");\r
2620   printf(\r
2621 "  you on a list to receive email whenever a new version of Triangle is\n");\r
2622   printf("  available.\n\n");\r
2623   printf(\r
2624 "  If you use a mesh generated by Triangle in a publication, please include\n"\r
2625 );\r
2626   printf("  an acknowledgment as well.\n\n");\r
2627   printf("Research credit:\n\n");\r
2628   printf(\r
2629 "  Of course, I can take credit for only a fraction of the ideas that made\n");\r
2630   printf(\r
2631 "  this mesh generator possible.  Triangle owes its existence to the efforts\n"\r
2632 );\r
2633   printf(\r
2634 "  of many fine computational geometers and other researchers, including\n");\r
2635   printf(\r
2636 "  Marshall Bern, L. Paul Chew, Boris Delaunay, Rex A. Dwyer, David\n");\r
2637   printf(\r
2638 "  Eppstein, Steven Fortune, Leonidas J. Guibas, Donald E. Knuth, C. L.\n");\r
2639   printf(\r
2640 "  Lawson, Der-Tsai Lee, Ernst P. Mucke, Douglas M. Priest, Jim Ruppert,\n");\r
2641   printf(\r
2642 "  Isaac Saias, Bruce J. Schachter, Micha Sharir, Jorge Stolfi, Christopher\n"\r
2643 );\r
2644   printf(\r
2645 "  J. Van Wyk, David F. Watson, and Binhai Zhu.  See the comments at the\n");\r
2646   printf("  beginning of the source code for references.\n\n");\r
2647   exit(0);\r
2648 }\r
2649 \r
2650 #endif /* not TRILIBRARY */\r
2651 \r
2652 /*****************************************************************************/\r
2653 /*                                                                           */\r
2654 /*  internalerror()   Ask the user to send me the defective product.  Exit.  */\r
2655 /*                                                                           */\r
2656 /*****************************************************************************/\r
2657 \r
2658 void internalerror()\r
2659 {\r
2660   printf("  Please report this bug to jrs@cs.cmu.edu\n");\r
2661   printf("  Include the message above, your input data set, and the exact\n");\r
2662   printf("    command line you used to run Triangle.\n");\r
2663   exit(1);\r
2664 }\r
2665 \r
2666 /*****************************************************************************/\r
2667 /*                                                                           */\r
2668 /*  parsecommandline()   Read the command line, identify switches, and set   */\r
2669 /*                       up options and file names.                          */\r
2670 /*                                                                           */\r
2671 /*  The effects of this routine are felt entirely through global variables.  */\r
2672 /*                                                                           */\r
2673 /*****************************************************************************/\r
2674 \r
2675 void parsecommandline(argc, argv)\r
2676 int argc;\r
2677 char **argv;\r
2678 {\r
2679 #ifdef TRILIBRARY\r
2680 #define STARTINDEX 0\r
2681 #else /* not TRILIBRARY */\r
2682 #define STARTINDEX 1\r
2683   int increment;\r
2684   int meshnumber;\r
2685 #endif /* not TRILIBRARY */\r
2686   int i, j;\r
2687 #ifndef CDT_ONLY\r
2688   int k;\r
2689   char workstring[FILENAMESIZE];\r
2690 #endif\r
2691 \r
2692   poly = refine = quality = vararea = fixedarea = regionattrib = convex = 0;\r
2693   firstnumber = 1;\r
2694   edgesout = voronoi = neighbors = geomview = 0;\r
2695   nobound = nopolywritten = nonodewritten = noelewritten = noiterationnum = 0;\r
2696   noholes = noexact = 0;\r
2697   incremental = sweepline = 0;\r
2698   dwyer = 1;\r
2699   splitseg = 0;\r
2700   docheck = 0;\r
2701   nobisect = 0;\r
2702   steiner = -1;\r
2703   order = 1;\r
2704   minangle = 0.0;\r
2705   maxarea = -1.0;\r
2706   quiet = verbose = 0;\r
2707 #ifndef TRILIBRARY\r
2708   innodefilename[0] = '\0';\r
2709 #endif /* not TRILIBRARY */\r
2710 \r
2711   for (i = STARTINDEX; i < argc; i++) {\r
2712 #ifndef TRILIBRARY\r
2713     if (argv[i][0] == '-') {\r
2714 #endif /* not TRILIBRARY */\r
2715       for (j = STARTINDEX; argv[i][j] != '\0'; j++) {\r
2716         if (argv[i][j] == 'p') {\r
2717           poly = 1;\r
2718         }\r
2719 #ifndef CDT_ONLY\r
2720         if (argv[i][j] == 'r') {\r
2721           refine = 1;\r
2722         }\r
2723         if (argv[i][j] == 'q') {\r
2724           quality = 1;\r
2725           if (((argv[i][j + 1] >= '0') && (argv[i][j + 1] <= '9')) ||\r
2726               (argv[i][j + 1] == '.')) {\r
2727             k = 0;\r
2728             while (((argv[i][j + 1] >= '0') && (argv[i][j + 1] <= '9')) ||\r
2729                    (argv[i][j + 1] == '.')) {\r
2730               j++;\r
2731               workstring[k] = argv[i][j];\r
2732               k++;\r
2733             }\r
2734             workstring[k] = '\0';\r
2735             minangle = (REAL) strtod(workstring, (char **) NULL);\r
2736           } else {\r
2737             minangle = 20.0;\r
2738           }\r
2739         }\r
2740         if (argv[i][j] == 'a') {\r
2741           quality = 1;\r
2742           if (((argv[i][j + 1] >= '0') && (argv[i][j + 1] <= '9')) ||\r
2743               (argv[i][j + 1] == '.')) {\r
2744             fixedarea = 1;\r
2745             k = 0;\r
2746             while (((argv[i][j + 1] >= '0') && (argv[i][j + 1] <= '9')) ||\r
2747                    (argv[i][j + 1] == '.')) {\r
2748               j++;\r
2749               workstring[k] = argv[i][j];\r
2750               k++;\r
2751             }\r
2752             workstring[k] = '\0';\r
2753             maxarea = (REAL) strtod(workstring, (char **) NULL);\r
2754             if (maxarea <= 0.0) {\r
2755               printf("Error:  Maximum area must be greater than zero.\n");\r
2756               exit(1);\r
2757             }\r
2758           } else {\r
2759             vararea = 1;\r
2760           }\r
2761         }\r
2762 #endif /* not CDT_ONLY */\r
2763         if (argv[i][j] == 'A') {\r
2764           regionattrib = 1;\r
2765         }\r
2766         if (argv[i][j] == 'c') {\r
2767           convex = 1;\r
2768         }\r
2769         if (argv[i][j] == 'z') {\r
2770           firstnumber = 0;\r
2771         }\r
2772         if (argv[i][j] == 'e') {\r
2773           edgesout = 1;\r
2774         }\r
2775         if (argv[i][j] == 'v') {\r
2776           voronoi = 1;\r
2777         }\r
2778         if (argv[i][j] == 'n') {\r
2779           neighbors = 1;\r
2780         }\r
2781         if (argv[i][j] == 'g') {\r
2782           geomview = 1;\r
2783         }\r
2784         if (argv[i][j] == 'B') {\r
2785           nobound = 1;\r
2786         }\r
2787         if (argv[i][j] == 'P') {\r
2788           nopolywritten = 1;\r
2789         }\r
2790         if (argv[i][j] == 'N') {\r
2791           nonodewritten = 1;\r
2792         }\r
2793         if (argv[i][j] == 'E') {\r
2794           noelewritten = 1;\r
2795         }\r
2796 #ifndef TRILIBRARY\r
2797         if (argv[i][j] == 'I') {\r
2798           noiterationnum = 1;\r
2799         }\r
2800 #endif /* not TRILIBRARY */\r
2801         if (argv[i][j] == 'O') {\r
2802           noholes = 1;\r
2803         }\r
2804         if (argv[i][j] == 'X') {\r
2805           noexact = 1;\r
2806         }\r
2807         if (argv[i][j] == 'o') {\r
2808           if (argv[i][j + 1] == '2') {\r
2809             j++;\r
2810             order = 2;\r
2811           }\r
2812         }\r
2813 #ifndef CDT_ONLY\r
2814         if (argv[i][j] == 'Y') {\r
2815           nobisect++;\r
2816         }\r
2817         if (argv[i][j] == 'S') {\r
2818           steiner = 0;\r
2819           while ((argv[i][j + 1] >= '0') && (argv[i][j + 1] <= '9')) {\r
2820             j++;\r
2821             steiner = steiner * 10 + (int) (argv[i][j] - '0');\r
2822           }\r
2823         }\r
2824 #endif /* not CDT_ONLY */\r
2825 #ifndef REDUCED\r
2826         if (argv[i][j] == 'i') {\r
2827           incremental = 1;\r
2828         }\r
2829         if (argv[i][j] == 'F') {\r
2830           sweepline = 1;\r
2831         }\r
2832 #endif /* not REDUCED */\r
2833         if (argv[i][j] == 'l') {\r
2834           dwyer = 0;\r
2835         }\r
2836 #ifndef REDUCED\r
2837 #ifndef CDT_ONLY\r
2838         if (argv[i][j] == 's') {\r
2839           splitseg = 1;\r
2840         }\r
2841 #endif /* not CDT_ONLY */\r
2842         if (argv[i][j] == 'C') {\r
2843           docheck = 1;\r
2844         }\r
2845 #endif /* not REDUCED */\r
2846         if (argv[i][j] == 'Q') {\r
2847           quiet = 1;\r
2848         }\r
2849         if (argv[i][j] == 'V') {\r
2850           verbose++;\r
2851         }\r
2852 #ifndef TRILIBRARY\r
2853         if ((argv[i][j] == 'h') || (argv[i][j] == 'H') ||\r
2854             (argv[i][j] == '?')) {\r
2855           info();\r
2856         }\r
2857 #endif /* not TRILIBRARY */\r
2858       }\r
2859 #ifndef TRILIBRARY\r
2860     } else {\r
2861       strncpy(innodefilename, argv[i], FILENAMESIZE - 1);\r
2862       innodefilename[FILENAMESIZE - 1] = '\0';\r
2863     }\r
2864 #endif /* not TRILIBRARY */\r
2865   }\r
2866 #ifndef TRILIBRARY\r
2867   if (innodefilename[0] == '\0') {\r
2868     syntax();\r
2869   }\r
2870   if (!strcmp(&innodefilename[strlen(innodefilename) - 5], ".node")) {\r
2871     innodefilename[strlen(innodefilename) - 5] = '\0';\r
2872   }\r
2873   if (!strcmp(&innodefilename[strlen(innodefilename) - 5], ".poly")) {\r
2874     innodefilename[strlen(innodefilename) - 5] = '\0';\r
2875     poly = 1;\r
2876   }\r
2877 #ifndef CDT_ONLY\r
2878   if (!strcmp(&innodefilename[strlen(innodefilename) - 4], ".ele")) {\r
2879     innodefilename[strlen(innodefilename) - 4] = '\0';\r
2880     refine = 1;\r
2881   }\r
2882   if (!strcmp(&innodefilename[strlen(innodefilename) - 5], ".area")) {\r
2883     innodefilename[strlen(innodefilename) - 5] = '\0';\r
2884     refine = 1;\r
2885     quality = 1;\r
2886     vararea = 1;\r
2887   }\r
2888 #endif /* not CDT_ONLY */\r
2889 #endif /* not TRILIBRARY */\r
2890   steinerleft = steiner;\r
2891   useshelles = poly || refine || quality || convex;\r
2892   goodangle = (REAL)cos(minangle * PI / 180.0);\r
2893   goodangle *= goodangle;\r
2894   if (refine && noiterationnum) {\r
2895     printf(\r
2896       "Error:  You cannot use the -I switch when refining a triangulation.\n");\r
2897     exit(1);\r
2898   }\r
2899   /* Be careful not to allocate space for element area constraints that */\r
2900   /*   will never be assigned any value (other than the default -1.0).  */\r
2901   if (!refine && !poly) {\r
2902     vararea = 0;\r
2903   }\r
2904   /* Be careful not to add an extra attribute to each element unless the */\r
2905   /*   input supports it (PSLG in, but not refining a preexisting mesh). */\r
2906   if (refine || !poly) {\r
2907     regionattrib = 0;\r
2908   }\r
2909 \r
2910 #ifndef TRILIBRARY\r
2911   strcpy(inpolyfilename, innodefilename);\r
2912   strcpy(inelefilename, innodefilename);\r
2913   strcpy(areafilename, innodefilename);\r
2914   increment = 0;\r
2915   strcpy(workstring, innodefilename);\r
2916   j = 1;\r
2917   while (workstring[j] != '\0') {\r
2918     if ((workstring[j] == '.') && (workstring[j + 1] != '\0')) {\r
2919       increment = j + 1;\r
2920     }\r
2921     j++;\r
2922   }\r
2923   meshnumber = 0;\r
2924   if (increment > 0) {\r
2925     j = increment;\r
2926     do {\r
2927       if ((workstring[j] >= '0') && (workstring[j] <= '9')) {\r
2928         meshnumber = meshnumber * 10 + (int) (workstring[j] - '0');\r
2929       } else {\r
2930         increment = 0;\r
2931       }\r
2932       j++;\r
2933     } while (workstring[j] != '\0');\r
2934   }\r
2935   if (noiterationnum) {\r
2936     strcpy(outnodefilename, innodefilename);\r
2937     strcpy(outelefilename, innodefilename);\r
2938     strcpy(edgefilename, innodefilename);\r
2939     strcpy(vnodefilename, innodefilename);\r
2940     strcpy(vedgefilename, innodefilename);\r
2941     strcpy(neighborfilename, innodefilename);\r
2942     strcpy(offfilename, innodefilename);\r
2943     strcat(outnodefilename, ".node");\r
2944     strcat(outelefilename, ".ele");\r
2945     strcat(edgefilename, ".edge");\r
2946     strcat(vnodefilename, ".v.node");\r
2947     strcat(vedgefilename, ".v.edge");\r
2948     strcat(neighborfilename, ".neigh");\r
2949     strcat(offfilename, ".off");\r
2950   } else if (increment == 0) {\r
2951     strcpy(outnodefilename, innodefilename);\r
2952     strcpy(outpolyfilename, innodefilename);\r
2953     strcpy(outelefilename, innodefilename);\r
2954     strcpy(edgefilename, innodefilename);\r
2955     strcpy(vnodefilename, innodefilename);\r
2956     strcpy(vedgefilename, innodefilename);\r
2957     strcpy(neighborfilename, innodefilename);\r
2958     strcpy(offfilename, innodefilename);\r
2959     strcat(outnodefilename, ".1.node");\r
2960     strcat(outpolyfilename, ".1.poly");\r
2961     strcat(outelefilename, ".1.ele");\r
2962     strcat(edgefilename, ".1.edge");\r
2963     strcat(vnodefilename, ".1.v.node");\r
2964     strcat(vedgefilename, ".1.v.edge");\r
2965     strcat(neighborfilename, ".1.neigh");\r
2966     strcat(offfilename, ".1.off");\r
2967   } else {\r
2968     workstring[increment] = '%';\r
2969     workstring[increment + 1] = 'd';\r
2970     workstring[increment + 2] = '\0';\r
2971     sprintf(outnodefilename, workstring, meshnumber + 1);\r
2972     strcpy(outpolyfilename, outnodefilename);\r
2973     strcpy(outelefilename, outnodefilename);\r
2974     strcpy(edgefilename, outnodefilename);\r
2975     strcpy(vnodefilename, outnodefilename);\r
2976     strcpy(vedgefilename, outnodefilename);\r
2977     strcpy(neighborfilename, outnodefilename);\r
2978     strcpy(offfilename, outnodefilename);\r
2979     strcat(outnodefilename, ".node");\r
2980     strcat(outpolyfilename, ".poly");\r
2981     strcat(outelefilename, ".ele");\r
2982     strcat(edgefilename, ".edge");\r
2983     strcat(vnodefilename, ".v.node");\r
2984     strcat(vedgefilename, ".v.edge");\r
2985     strcat(neighborfilename, ".neigh");\r
2986     strcat(offfilename, ".off");\r
2987   }\r
2988   strcat(innodefilename, ".node");\r
2989   strcat(inpolyfilename, ".poly");\r
2990   strcat(inelefilename, ".ele");\r
2991   strcat(areafilename, ".area");\r
2992 #endif /* not TRILIBRARY */\r
2993 }\r
2994 \r
2995 /**                                                                         **/\r
2996 /**                                                                         **/\r
2997 /********* User interaction routines begin here                      *********/\r
2998 \r
2999 /********* Debugging routines begin here                             *********/\r
3000 /**                                                                         **/\r
3001 /**                                                                         **/\r
3002 \r
3003 /*****************************************************************************/\r
3004 /*                                                                           */\r
3005 /*  printtriangle()   Print out the details of a triangle/edge handle.       */\r
3006 /*                                                                           */\r
3007 /*  I originally wrote this procedure to simplify debugging; it can be       */\r
3008 /*  called directly from the debugger, and presents information about a      */\r
3009 /*  triangle/edge handle in digestible form.  It's also used when the        */\r
3010 /*  highest level of verbosity (`-VVV') is specified.                        */\r
3011 /*                                                                           */\r
3012 /*****************************************************************************/\r
3013 \r
3014 void printtriangle(t)\r
3015 struct triedge *t;\r
3016 {\r
3017   struct triedge printtri;\r
3018   struct edge printsh;\r
3019   point printpoint;\r
3020 \r
3021   printf("triangle x%lx with orientation %d:\n", (unsigned long) t->tri,\r
3022          t->orient);\r
3023   decode(t->tri[0], printtri);\r
3024   if (printtri.tri == dummytri) {\r
3025     printf("    [0] = Outer space\n");\r
3026   } else {\r
3027     printf("    [0] = x%lx  %d\n", (unsigned long) printtri.tri,\r
3028            printtri.orient);\r
3029   }\r
3030   decode(t->tri[1], printtri);\r
3031   if (printtri.tri == dummytri) {\r
3032     printf("    [1] = Outer space\n");\r
3033   } else {\r
3034     printf("    [1] = x%lx  %d\n", (unsigned long) printtri.tri,\r
3035            printtri.orient);\r
3036   }\r
3037   decode(t->tri[2], printtri);\r
3038   if (printtri.tri == dummytri) {\r
3039     printf("    [2] = Outer space\n");\r
3040   } else {\r
3041     printf("    [2] = x%lx  %d\n", (unsigned long) printtri.tri,\r
3042            printtri.orient);\r
3043   }\r
3044   org(*t, printpoint);\r
3045   if (printpoint == (point) NULL)\r
3046     printf("    Origin[%d] = NULL\n", (t->orient + 1) % 3 + 3);\r
3047   else\r
3048     printf("    Origin[%d] = x%lx  (%.12g, %.12g)\n",\r
3049            (t->orient + 1) % 3 + 3, (unsigned long) printpoint,\r
3050            printpoint[0], printpoint[1]);\r
3051   dest(*t, printpoint);\r
3052   if (printpoint == (point) NULL)\r
3053     printf("    Dest  [%d] = NULL\n", (t->orient + 2) % 3 + 3);\r
3054   else\r
3055     printf("    Dest  [%d] = x%lx  (%.12g, %.12g)\n",\r
3056            (t->orient + 2) % 3 + 3, (unsigned long) printpoint,\r
3057            printpoint[0], printpoint[1]);\r
3058   apex(*t, printpoint);\r
3059   if (printpoint == (point) NULL)\r
3060     printf("    Apex  [%d] = NULL\n", t->orient + 3);\r
3061   else\r
3062     printf("    Apex  [%d] = x%lx  (%.12g, %.12g)\n",\r
3063            t->orient + 3, (unsigned long) printpoint,\r
3064            printpoint[0], printpoint[1]);\r
3065   if (useshelles) {\r
3066     sdecode(t->tri[6], printsh);\r
3067     if (printsh.sh != dummysh) {\r
3068       printf("    [6] = x%lx  %d\n", (unsigned long) printsh.sh,\r
3069              printsh.shorient);\r
3070     }\r
3071     sdecode(t->tri[7], printsh);\r
3072     if (printsh.sh != dummysh) {\r
3073       printf("    [7] = x%lx  %d\n", (unsigned long) printsh.sh,\r
3074              printsh.shorient);\r
3075     }\r
3076     sdecode(t->tri[8], printsh);\r
3077     if (printsh.sh != dummysh) {\r
3078       printf("    [8] = x%lx  %d\n", (unsigned long) printsh.sh,\r
3079              printsh.shorient);\r
3080     }\r
3081   }\r
3082   if (vararea) {\r
3083     printf("    Area constraint:  %.4g\n", areabound(*t));\r
3084   }\r
3085 }\r
3086 \r
3087 /*****************************************************************************/\r
3088 /*                                                                           */\r
3089 /*  printshelle()   Print out the details of a shell edge handle.            */\r
3090 /*                                                                           */\r
3091 /*  I originally wrote this procedure to simplify debugging; it can be       */\r
3092 /*  called directly from the debugger, and presents information about a      */\r
3093 /*  shell edge handle in digestible form.  It's also used when the highest   */\r
3094 /*  level of verbosity (`-VVV') is specified.                                */\r
3095 /*                                                                           */\r
3096 /*****************************************************************************/\r
3097 \r
3098 void printshelle(s)\r
3099 struct edge *s;\r
3100 {\r
3101   struct edge printsh;\r
3102   struct triedge printtri;\r
3103   point printpoint;\r
3104 \r
3105   printf("shell edge x%lx with orientation %d and mark %d:\n",\r
3106          (unsigned long) s->sh, s->shorient, mark(*s));\r
3107   sdecode(s->sh[0], printsh);\r
3108   if (printsh.sh == dummysh) {\r
3109     printf("    [0] = No shell\n");\r
3110   } else {\r
3111     printf("    [0] = x%lx  %d\n", (unsigned long) printsh.sh,\r
3112            printsh.shorient);\r
3113   }\r
3114   sdecode(s->sh[1], printsh);\r
3115   if (printsh.sh == dummysh) {\r
3116     printf("    [1] = No shell\n");\r
3117   } else {\r
3118     printf("    [1] = x%lx  %d\n", (unsigned long) printsh.sh,\r
3119            printsh.shorient);\r
3120   }\r
3121   sorg(*s, printpoint);\r
3122   if (printpoint == (point) NULL)\r
3123     printf("    Origin[%d] = NULL\n", 2 + s->shorient);\r
3124   else\r
3125     printf("    Origin[%d] = x%lx  (%.12g, %.12g)\n",\r
3126            2 + s->shorient, (unsigned long) printpoint,\r
3127            printpoint[0], printpoint[1]);\r
3128   sdest(*s, printpoint);\r
3129   if (printpoint == (point) NULL)\r
3130     printf("    Dest  [%d] = NULL\n", 3 - s->shorient);\r
3131   else\r
3132     printf("    Dest  [%d] = x%lx  (%.12g, %.12g)\n",\r
3133            3 - s->shorient, (unsigned long) printpoint,\r
3134            printpoint[0], printpoint[1]);\r
3135   decode(s->sh[4], printtri);\r
3136   if (printtri.tri == dummytri) {\r
3137     printf("    [4] = Outer space\n");\r
3138   } else {\r
3139     printf("    [4] = x%lx  %d\n", (unsigned long) printtri.tri,\r
3140            printtri.orient);\r
3141   }\r
3142   decode(s->sh[5], printtri);\r
3143   if (printtri.tri == dummytri) {\r
3144     printf("    [5] = Outer space\n");\r
3145   } else {\r
3146     printf("    [5] = x%lx  %d\n", (unsigned long) printtri.tri,\r
3147            printtri.orient);\r
3148   }\r
3149 }\r
3150 \r
3151 /**                                                                         **/\r
3152 /**                                                                         **/\r
3153 /********* Debugging routines end here                               *********/\r
3154 \r
3155 /********* Memory management routines begin here                     *********/\r
3156 /**                                                                         **/\r
3157 /**                                                                         **/\r
3158 \r
3159 /*****************************************************************************/\r
3160 /*                                                                           */\r
3161 /*  poolinit()   Initialize a pool of memory for allocation of items.        */\r
3162 /*                                                                           */\r
3163 /*  This routine initializes the machinery for allocating items.  A `pool'   */\r
3164 /*  is created whose records have size at least `bytecount'.  Items will be  */\r
3165 /*  allocated in `itemcount'-item blocks.  Each item is assumed to be a      */\r
3166 /*  collection of words, and either pointers or floating-point values are    */\r
3167 /*  assumed to be the "primary" word type.  (The "primary" word type is used */\r
3168 /*  to determine alignment of items.)  If `alignment' isn't zero, all items  */\r
3169 /*  will be `alignment'-byte aligned in memory.  `alignment' must be either  */\r
3170 /*  a multiple or a factor of the primary word size; powers of two are safe. */\r
3171 /*  `alignment' is normally used to create a few unused bits at the bottom   */\r
3172 /*  of each item's pointer, in which information may be stored.              */\r
3173 /*                                                                           */\r
3174 /*  Don't change this routine unless you understand it.                      */\r
3175 /*                                                                           */\r
3176 /*****************************************************************************/\r
3177 \r
3178 void poolinit(pool, bytecount, itemcount, wtype, alignment)\r
3179 struct memorypool *pool;\r
3180 int bytecount;\r
3181 int itemcount;\r
3182 enum wordtype wtype;\r
3183 int alignment;\r
3184 {\r
3185   int wordsize;\r
3186 \r
3187   /* Initialize values in the pool. */\r
3188   pool->itemwordtype = wtype;\r
3189   wordsize = (pool->itemwordtype == POINTER) ? sizeof(VOID *) : sizeof(REAL);\r
3190   /* Find the proper alignment, which must be at least as large as:   */\r
3191   /*   - The parameter `alignment'.                                   */\r
3192   /*   - The primary word type, to avoid unaligned accesses.          */\r
3193   /*   - sizeof(VOID *), so the stack of dead items can be maintained */\r
3194   /*       without unaligned accesses.                                */\r
3195   if (alignment > wordsize) {\r
3196     pool->alignbytes = alignment;\r
3197   } else {\r
3198     pool->alignbytes = wordsize;\r
3199   }\r
3200   if (sizeof(VOID *) > pool->alignbytes) {\r
3201     pool->alignbytes = sizeof(VOID *);\r
3202   }\r
3203   pool->itemwords = ((bytecount + pool->alignbytes - 1) / pool->alignbytes)\r
3204                   * (pool->alignbytes / wordsize);\r
3205   pool->itembytes = pool->itemwords * wordsize;\r
3206   pool->itemsperblock = itemcount;\r
3207 \r
3208   /* Allocate a block of items.  Space for `itemsperblock' items and one    */\r
3209   /*   pointer (to point to the next block) are allocated, as well as space */\r
3210   /*   to ensure alignment of the items.                                    */\r
3211   pool->firstblock = (VOID **) malloc(pool->itemsperblock * pool->itembytes\r
3212                                       + sizeof(VOID *) + pool->alignbytes);\r
3213   if (pool->firstblock == (VOID **) NULL) {\r
3214     printf("Error:  Out of memory.\n");\r
3215     exit(1);\r
3216   }\r
3217   /* Set the next block pointer to NULL. */\r
3218   *(pool->firstblock) = (VOID *) NULL;\r
3219   poolrestart(pool);\r
3220 }\r
3221 \r
3222 /*****************************************************************************/\r
3223 /*                                                                           */\r
3224 /*  poolrestart()   Deallocate all items in a pool.                          */\r
3225 /*                                                                           */\r
3226 /*  The pool is returned to its starting state, except that no memory is     */\r
3227 /*  freed to the operating system.  Rather, the previously allocated blocks  */\r
3228 /*  are ready to be reused.                                                  */\r
3229 /*                                                                           */\r
3230 /*****************************************************************************/\r
3231 \r
3232 void poolrestart(pool)\r
3233 struct memorypool *pool;\r
3234 {\r
3235   unsigned long alignptr;\r
3236 \r
3237   pool->items = 0;\r
3238   pool->maxitems = 0;\r
3239 \r
3240   /* Set the currently active block. */\r
3241   pool->nowblock = pool->firstblock;\r
3242   /* Find the first item in the pool.  Increment by the size of (VOID *). */\r
3243   alignptr = (unsigned long) (pool->nowblock + 1);\r
3244   /* Align the item on an `alignbytes'-byte boundary. */\r
3245   pool->nextitem = (VOID *)\r
3246     (alignptr + (unsigned long) pool->alignbytes\r
3247      - (alignptr % (unsigned long) pool->alignbytes));\r
3248   /* There are lots of unallocated items left in this block. */\r
3249   pool->unallocateditems = pool->itemsperblock;\r
3250   /* The stack of deallocated items is empty. */\r
3251   pool->deaditemstack = (VOID *) NULL;\r
3252 }\r
3253 \r
3254 /*****************************************************************************/\r
3255 /*                                                                           */\r
3256 /*  pooldeinit()   Free to the operating system all memory taken by a pool.  */\r
3257 /*                                                                           */\r
3258 /*****************************************************************************/\r
3259 \r
3260 void pooldeinit(pool)\r
3261 struct memorypool *pool;\r
3262 {\r
3263   while (pool->firstblock != (VOID **) NULL) {\r
3264     pool->nowblock = (VOID **) *(pool->firstblock);\r
3265     free(pool->firstblock);\r
3266     pool->firstblock = pool->nowblock;\r
3267   }\r
3268 }\r
3269 \r
3270 /*****************************************************************************/\r
3271 /*                                                                           */\r
3272 /*  poolalloc()   Allocate space for an item.                                */\r
3273 /*                                                                           */\r
3274 /*****************************************************************************/\r
3275 \r
3276 VOID *poolalloc(pool)\r
3277 struct memorypool *pool;\r
3278 {\r
3279   VOID *newitem;\r
3280   VOID **newblock;\r
3281   unsigned long alignptr;\r
3282 \r
3283   /* First check the linked list of dead items.  If the list is not   */\r
3284   /*   empty, allocate an item from the list rather than a fresh one. */\r
3285   if (pool->deaditemstack != (VOID *) NULL) {\r
3286     newitem = pool->deaditemstack;               /* Take first item in list. */\r
3287     pool->deaditemstack = * (VOID **) pool->deaditemstack;\r
3288   } else {\r
3289     /* Check if there are any free items left in the current block. */\r
3290     if (pool->unallocateditems == 0) {\r
3291       /* Check if another block must be allocated. */\r
3292       if (*(pool->nowblock) == (VOID *) NULL) {\r
3293         /* Allocate a new block of items, pointed to by the previous block. */\r
3294         newblock = (VOID **) malloc(pool->itemsperblock * pool->itembytes\r
3295                                     + sizeof(VOID *) + pool->alignbytes);\r
3296         if (newblock == (VOID **) NULL) {\r
3297           printf("Error:  Out of memory.\n");\r
3298           exit(1);\r
3299         }\r
3300         *(pool->nowblock) = (VOID *) newblock;\r
3301         /* The next block pointer is NULL. */\r
3302         *newblock = (VOID *) NULL;\r
3303       }\r
3304       /* Move to the new block. */\r
3305       pool->nowblock = (VOID **) *(pool->nowblock);\r
3306       /* Find the first item in the block.    */\r
3307       /*   Increment by the size of (VOID *). */\r
3308       alignptr = (unsigned long) (pool->nowblock + 1);\r
3309       /* Align the item on an `alignbytes'-byte boundary. */\r
3310       pool->nextitem = (VOID *)\r
3311         (alignptr + (unsigned long) pool->alignbytes\r
3312          - (alignptr % (unsigned long) pool->alignbytes));\r
3313       /* There are lots of unallocated items left in this block. */\r
3314       pool->unallocateditems = pool->itemsperblock;\r
3315     }\r
3316     /* Allocate a new item. */\r
3317     newitem = pool->nextitem;\r
3318     /* Advance `nextitem' pointer to next free item in block. */\r
3319     if (pool->itemwordtype == POINTER) {\r
3320       pool->nextitem = (VOID *) ((VOID **) pool->nextitem + pool->itemwords);\r
3321     } else {\r
3322       pool->nextitem = (VOID *) ((REAL *) pool->nextitem + pool->itemwords);\r
3323     }\r
3324     pool->unallocateditems--;\r
3325     pool->maxitems++;\r
3326   }\r
3327   pool->items++;\r
3328   return newitem;\r
3329 }\r
3330 \r
3331 /*****************************************************************************/\r
3332 /*                                                                           */\r
3333 /*  pooldealloc()   Deallocate space for an item.                            */\r
3334 /*                                                                           */\r
3335 /*  The deallocated space is stored in a queue for later reuse.              */\r
3336 /*                                                                           */\r
3337 /*****************************************************************************/\r
3338 \r
3339 void pooldealloc(pool, dyingitem)\r
3340 struct memorypool *pool;\r
3341 VOID *dyingitem;\r
3342 {\r
3343   /* Push freshly killed item onto stack. */\r
3344   *((VOID **) dyingitem) = pool->deaditemstack;\r
3345   pool->deaditemstack = dyingitem;\r
3346   pool->items--;\r
3347 }\r
3348 \r
3349 /*****************************************************************************/\r
3350 /*                                                                           */\r
3351 /*  traversalinit()   Prepare to traverse the entire list of items.          */\r
3352 /*                                                                           */\r
3353 /*  This routine is used in conjunction with traverse().                     */\r
3354 /*                                                                           */\r
3355 /*****************************************************************************/\r
3356 \r
3357 void traversalinit(pool)\r
3358 struct memorypool *pool;\r
3359 {\r
3360   unsigned long alignptr;\r
3361 \r
3362   /* Begin the traversal in the first block. */\r
3363   pool->pathblock = pool->firstblock;\r
3364   /* Find the first item in the block.  Increment by the size of (VOID *). */\r
3365   alignptr = (unsigned long) (pool->pathblock + 1);\r
3366   /* Align with item on an `alignbytes'-byte boundary. */\r
3367   pool->pathitem = (VOID *)\r
3368     (alignptr + (unsigned long) pool->alignbytes\r
3369      - (alignptr % (unsigned long) pool->alignbytes));\r
3370   /* Set the number of items left in the current block. */\r
3371   pool->pathitemsleft = pool->itemsperblock;\r
3372 }\r
3373 \r
3374 /*****************************************************************************/\r
3375 /*                                                                           */\r
3376 /*  traverse()   Find the next item in the list.                             */\r
3377 /*                                                                           */\r
3378 /*  This routine is used in conjunction with traversalinit().  Be forewarned */\r
3379 /*  that this routine successively returns all items in the list, including  */\r
3380 /*  deallocated ones on the deaditemqueue.  It's up to you to figure out     */\r
3381 /*  which ones are actually dead.  Why?  I don't want to allocate extra      */\r
3382 /*  space just to demarcate dead items.  It can usually be done more         */\r
3383 /*  space-efficiently by a routine that knows something about the structure  */\r
3384 /*  of the item.                                                             */\r
3385 /*                                                                           */\r
3386 /*****************************************************************************/\r
3387 \r
3388 VOID *traverse(pool)\r
3389 struct memorypool *pool;\r
3390 {\r
3391   VOID *newitem;\r
3392   unsigned long alignptr;\r
3393 \r
3394   /* Stop upon exhausting the list of items. */\r
3395   if (pool->pathitem == pool->nextitem) {\r
3396     return (VOID *) NULL;\r
3397   }\r
3398   /* Check whether any untraversed items remain in the current block. */\r
3399   if (pool->pathitemsleft == 0) {\r
3400     /* Find the next block. */\r
3401     pool->pathblock = (VOID **) *(pool->pathblock);\r
3402     /* Find the first item in the block.  Increment by the size of (VOID *). */\r
3403     alignptr = (unsigned long) (pool->pathblock + 1);\r
3404     /* Align with item on an `alignbytes'-byte boundary. */\r
3405     pool->pathitem = (VOID *)\r
3406       (alignptr + (unsigned long) pool->alignbytes\r
3407        - (alignptr % (unsigned long) pool->alignbytes));\r
3408     /* Set the number of items left in the current block. */\r
3409     pool->pathitemsleft = pool->itemsperblock;\r
3410   }\r
3411   newitem = pool->pathitem;\r
3412   /* Find the next item in the block. */\r
3413   if (pool->itemwordtype == POINTER) {\r
3414     pool->pathitem = (VOID *) ((VOID **) pool->pathitem + pool->itemwords);\r
3415   } else {\r
3416     pool->pathitem = (VOID *) ((REAL *) pool->pathitem + pool->itemwords);\r
3417   }\r
3418   pool->pathitemsleft--;\r
3419   return newitem;\r
3420 }\r
3421 \r
3422 /*****************************************************************************/\r
3423 /*                                                                           */\r
3424 /*  dummyinit()   Initialize the triangle that fills "outer space" and the   */\r
3425 /*                omnipresent shell edge.                                    */\r
3426 /*                                                                           */\r
3427 /*  The triangle that fills "outer space", called `dummytri', is pointed to  */\r
3428 /*  by every triangle and shell edge on a boundary (be it outer or inner) of */\r
3429 /*  the triangulation.  Also, `dummytri' points to one of the triangles on   */\r
3430 /*  the convex hull (until the holes and concavities are carved), making it  */\r
3431 /*  possible to find a starting triangle for point location.                 */\r
3432 /*                                                                           */\r
3433 /*  The omnipresent shell edge, `dummysh', is pointed to by every triangle   */\r
3434 /*  or shell edge that doesn't have a full complement of real shell edges    */\r
3435 /*  to point to.                                                             */\r
3436 /*                                                                           */\r
3437 /*****************************************************************************/\r
3438 \r
3439 void dummyinit(trianglewords, shellewords)\r
3440 int trianglewords;\r
3441 int shellewords;\r
3442 {\r
3443   unsigned long alignptr;\r
3444 \r
3445   /* `triwords' and `shwords' are used by the mesh manipulation primitives */\r
3446   /*   to extract orientations of triangles and shell edges from pointers. */\r
3447   triwords = trianglewords;       /* Initialize `triwords' once and for all. */\r
3448   shwords = shellewords;           /* Initialize `shwords' once and for all. */\r
3449 \r
3450   /* Set up `dummytri', the `triangle' that occupies "outer space". */\r
3451   dummytribase = (triangle *) malloc(triwords * sizeof(triangle)\r
3452                                      + triangles.alignbytes);\r
3453   if (dummytribase == (triangle *) NULL) {\r
3454     printf("Error:  Out of memory.\n");\r
3455     exit(1);\r
3456   }\r
3457   /* Align `dummytri' on a `triangles.alignbytes'-byte boundary. */\r
3458   alignptr = (unsigned long) dummytribase;\r
3459   dummytri = (triangle *)\r
3460     (alignptr + (unsigned long) triangles.alignbytes\r
3461      - (alignptr % (unsigned long) triangles.alignbytes));\r
3462   /* Initialize the three adjoining triangles to be "outer space".  These  */\r
3463   /*   will eventually be changed by various bonding operations, but their */\r
3464   /*   values don't really matter, as long as they can legally be          */\r
3465   /*   dereferenced.                                                       */\r
3466   dummytri[0] = (triangle) dummytri;\r
3467   dummytri[1] = (triangle) dummytri;\r
3468   dummytri[2] = (triangle) dummytri;\r
3469   /* Three NULL vertex points. */\r
3470   dummytri[3] = (triangle) NULL;\r
3471   dummytri[4] = (triangle) NULL;\r
3472   dummytri[5] = (triangle) NULL;\r
3473 \r
3474   if (useshelles) {\r
3475     /* Set up `dummysh', the omnipresent "shell edge" pointed to by any      */\r
3476     /*   triangle side or shell edge end that isn't attached to a real shell */\r
3477     /*   edge.                                                               */\r
3478     dummyshbase = (shelle *) malloc(shwords * sizeof(shelle)\r
3479                                     + shelles.alignbytes);\r
3480     if (dummyshbase == (shelle *) NULL) {\r
3481       printf("Error:  Out of memory.\n");\r
3482       exit(1);\r
3483     }\r
3484     /* Align `dummysh' on a `shelles.alignbytes'-byte boundary. */\r
3485     alignptr = (unsigned long) dummyshbase;\r
3486     dummysh = (shelle *)\r
3487       (alignptr + (unsigned long) shelles.alignbytes\r
3488        - (alignptr % (unsigned long) shelles.alignbytes));\r
3489     /* Initialize the two adjoining shell edges to be the omnipresent shell */\r
3490     /*   edge.  These will eventually be changed by various bonding         */\r
3491     /*   operations, but their values don't really matter, as long as they  */\r
3492     /*   can legally be dereferenced.                                       */\r
3493     dummysh[0] = (shelle) dummysh;\r
3494     dummysh[1] = (shelle) dummysh;\r
3495     /* Two NULL vertex points. */\r
3496     dummysh[2] = (shelle) NULL;\r
3497     dummysh[3] = (shelle) NULL;\r
3498     /* Initialize the two adjoining triangles to be "outer space". */\r
3499     dummysh[4] = (shelle) dummytri;\r
3500     dummysh[5] = (shelle) dummytri;\r
3501     /* Set the boundary marker to zero. */\r
3502     * (int *) (dummysh + 6) = 0;\r
3503 \r
3504     /* Initialize the three adjoining shell edges of `dummytri' to be */\r
3505     /*   the omnipresent shell edge.                                  */\r
3506     dummytri[6] = (triangle) dummysh;\r
3507     dummytri[7] = (triangle) dummysh;\r
3508     dummytri[8] = (triangle) dummysh;\r
3509   }\r
3510 }\r
3511 \r
3512 /*****************************************************************************/\r
3513 /*                                                                           */\r
3514 /*  initializepointpool()   Calculate the size of the point data structure   */\r
3515 /*                          and initialize its memory pool.                  */\r
3516 /*                                                                           */\r
3517 /*  This routine also computes the `pointmarkindex' and `point2triindex'     */\r
3518 /*  indices used to find values within each point.                           */\r
3519 /*                                                                           */\r
3520 /*****************************************************************************/\r
3521 \r
3522 void initializepointpool()\r
3523 {\r
3524   int pointsize;\r
3525 \r
3526   /* The index within each point at which the boundary marker is found.  */\r
3527   /*   Ensure the point marker is aligned to a sizeof(int)-byte address. */\r
3528   pointmarkindex = ((mesh_dim + nextras) * sizeof(REAL) + sizeof(int) - 1)\r
3529                  / sizeof(int);\r
3530   pointsize = (pointmarkindex + 1) * sizeof(int);\r
3531   if (poly) {\r
3532     /* The index within each point at which a triangle pointer is found.   */\r
3533     /*   Ensure the pointer is aligned to a sizeof(triangle)-byte address. */\r
3534     point2triindex = (pointsize + sizeof(triangle) - 1) / sizeof(triangle);\r
3535     pointsize = (point2triindex + 1) * sizeof(triangle);\r
3536   }\r
3537   /* Initialize the pool of points. */\r
3538   poolinit(&points, pointsize, POINTPERBLOCK,\r
3539            (sizeof(REAL) >= sizeof(triangle)) ? FLOATINGPOINT : POINTER, 0);\r
3540 }\r
3541 \r
3542 /*****************************************************************************/\r
3543 /*                                                                           */\r
3544 /*  initializetrisegpools()   Calculate the sizes of the triangle and shell  */\r
3545 /*                            edge data structures and initialize their      */\r
3546 /*                            memory pools.                                  */\r
3547 /*                                                                           */\r
3548 /*  This routine also computes the `highorderindex', `elemattribindex', and  */\r
3549 /*  `areaboundindex' indices used to find values within each triangle.       */\r
3550 /*                                                                           */\r
3551 /*****************************************************************************/\r
3552 \r
3553 void initializetrisegpools()\r
3554 {\r
3555   int trisize;\r
3556 \r
3557   /* The index within each triangle at which the extra nodes (above three)  */\r
3558   /*   associated with high order elements are found.  There are three      */\r
3559   /*   pointers to other triangles, three pointers to corners, and possibly */\r
3560   /*   three pointers to shell edges before the extra nodes.                */\r
3561   highorderindex = 6 + (useshelles * 3);\r
3562   /* The number of bytes occupied by a triangle. */\r
3563   trisize = ((order + 1) * (order + 2) / 2 + (highorderindex - 3)) *\r
3564             sizeof(triangle);\r
3565   /* The index within each triangle at which its attributes are found, */\r
3566   /*   where the index is measured in REALs.                           */\r
3567   elemattribindex = (trisize + sizeof(REAL) - 1) / sizeof(REAL);\r
3568   /* The index within each triangle at which the maximum area constraint  */\r
3569   /*   is found, where the index is measured in REALs.  Note that if the  */\r
3570   /*   `regionattrib' flag is set, an additional attribute will be added. */\r
3571   areaboundindex = elemattribindex + eextras + regionattrib;\r
3572   /* If triangle attributes or an area bound are needed, increase the number */\r
3573   /*   of bytes occupied by a triangle.                                      */\r
3574   if (vararea) {\r
3575     trisize = (areaboundindex + 1) * sizeof(REAL);\r
3576   } else if (eextras + regionattrib > 0) {\r
3577     trisize = areaboundindex * sizeof(REAL);\r
3578   }\r
3579   /* If a Voronoi diagram or triangle neighbor graph is requested, make    */\r
3580   /*   sure there's room to store an integer index in each triangle.  This */\r
3581   /*   integer index can occupy the same space as the shell edges or       */\r
3582   /*   attributes or area constraint or extra nodes.                       */\r
3583   if ((voronoi || neighbors) &&\r
3584       (trisize < 6 * sizeof(triangle) + sizeof(int))) {\r
3585     trisize = 6 * sizeof(triangle) + sizeof(int);\r
3586   }\r
3587   /* Having determined the memory size of a triangle, initialize the pool. */\r
3588   poolinit(&triangles, trisize, TRIPERBLOCK, POINTER, 4);\r
3589 \r
3590   if (useshelles) {\r
3591     /* Initialize the pool of shell edges. */\r
3592     poolinit(&shelles, 6 * sizeof(triangle) + sizeof(int), SHELLEPERBLOCK,\r
3593              POINTER, 4);\r
3594 \r
3595     /* Initialize the "outer space" triangle and omnipresent shell edge. */\r
3596     dummyinit(triangles.itemwords, shelles.itemwords);\r
3597   } else {\r
3598     /* Initialize the "outer space" triangle. */\r
3599     dummyinit(triangles.itemwords, 0);\r
3600   }\r
3601 }\r
3602 \r
3603 /*****************************************************************************/\r
3604 /*                                                                           */\r
3605 /*  triangledealloc()   Deallocate space for a triangle, marking it dead.    */\r
3606 /*                                                                           */\r
3607 /*****************************************************************************/\r
3608 \r
3609 void triangledealloc(dyingtriangle)\r
3610 triangle *dyingtriangle;\r
3611 {\r
3612   /* Set triangle's vertices to NULL.  This makes it possible to        */\r
3613   /*   detect dead triangles when traversing the list of all triangles. */\r
3614   dyingtriangle[3] = (triangle) NULL;\r
3615   dyingtriangle[4] = (triangle) NULL;\r
3616   dyingtriangle[5] = (triangle) NULL;\r
3617   pooldealloc(&triangles, (VOID *) dyingtriangle);\r
3618 }\r
3619 \r
3620 /*****************************************************************************/\r
3621 /*                                                                           */\r
3622 /*  triangletraverse()   Traverse the triangles, skipping dead ones.         */\r
3623 /*                                                                           */\r
3624 /*****************************************************************************/\r
3625 \r
3626 triangle *triangletraverse()\r
3627 {\r
3628   triangle *newtriangle;\r
3629 \r
3630   do {\r
3631     newtriangle = (triangle *) traverse(&triangles);\r
3632     if (newtriangle == (triangle *) NULL) {\r
3633       return (triangle *) NULL;\r
3634     }\r
3635   } while (newtriangle[3] == (triangle) NULL);            /* Skip dead ones. */\r
3636   return newtriangle;\r
3637 }\r
3638 \r
3639 /*****************************************************************************/\r
3640 /*                                                                           */\r
3641 /*  shelledealloc()   Deallocate space for a shell edge, marking it dead.    */\r
3642 /*                                                                           */\r
3643 /*****************************************************************************/\r
3644 \r
3645 void shelledealloc(dyingshelle)\r
3646 shelle *dyingshelle;\r
3647 {\r
3648   /* Set shell edge's vertices to NULL.  This makes it possible to */\r
3649   /*   detect dead shells when traversing the list of all shells.  */\r
3650   dyingshelle[2] = (shelle) NULL;\r
3651   dyingshelle[3] = (shelle) NULL;\r
3652   pooldealloc(&shelles, (VOID *) dyingshelle);\r
3653 }\r
3654 \r
3655 /*****************************************************************************/\r
3656 /*                                                                           */\r
3657 /*  shelletraverse()   Traverse the shell edges, skipping dead ones.         */\r
3658 /*                                                                           */\r
3659 /*****************************************************************************/\r
3660 \r
3661 shelle *shelletraverse()\r
3662 {\r
3663   shelle *newshelle;\r
3664 \r
3665   do {\r
3666     newshelle = (shelle *) traverse(&shelles);\r
3667     if (newshelle == (shelle *) NULL) {\r
3668       return (shelle *) NULL;\r
3669     }\r
3670   } while (newshelle[2] == (shelle) NULL);                /* Skip dead ones. */\r
3671   return newshelle;\r
3672 }\r
3673 \r
3674 /*****************************************************************************/\r
3675 /*                                                                           */\r
3676 /*  pointdealloc()   Deallocate space for a point, marking it dead.          */\r
3677 /*                                                                           */\r
3678 /*****************************************************************************/\r
3679 \r
3680 void pointdealloc(dyingpoint)\r
3681 point dyingpoint;\r
3682 {\r
3683   /* Mark the point as dead.  This makes it possible to detect dead points */\r
3684   /*   when traversing the list of all points.                             */\r
3685   setpointmark(dyingpoint, DEADPOINT);\r
3686   pooldealloc(&points, (VOID *) dyingpoint);\r
3687 }\r
3688 \r
3689 /*****************************************************************************/\r
3690 /*                                                                           */\r
3691 /*  pointtraverse()   Traverse the points, skipping dead ones.               */\r
3692 /*                                                                           */\r
3693 /*****************************************************************************/\r
3694 \r
3695 point pointtraverse()\r
3696 {\r
3697   point newpoint;\r
3698 \r
3699   do {\r
3700     newpoint = (point) traverse(&points);\r
3701     if (newpoint == (point) NULL) {\r
3702       return (point) NULL;\r
3703     }\r
3704   } while (pointmark(newpoint) == DEADPOINT);             /* Skip dead ones. */\r
3705   return newpoint;\r
3706 }\r
3707 \r
3708 /*****************************************************************************/\r
3709 /*                                                                           */\r
3710 /*  badsegmentdealloc()   Deallocate space for a bad segment, marking it     */\r
3711 /*                        dead.                                              */\r
3712 /*                                                                           */\r
3713 /*****************************************************************************/\r
3714 \r
3715 #ifndef CDT_ONLY\r
3716 \r
3717 void badsegmentdealloc(dyingseg)\r
3718 struct edge *dyingseg;\r
3719 {\r
3720   /* Set segment's orientation to -1.  This makes it possible to      */\r
3721   /*   detect dead segments when traversing the list of all segments. */\r
3722   dyingseg->shorient = -1;\r
3723   pooldealloc(&badsegments, (VOID *) dyingseg);\r
3724 }\r
3725 \r
3726 #endif /* not CDT_ONLY */\r
3727 \r
3728 /*****************************************************************************/\r
3729 /*                                                                           */\r
3730 /*  badsegmenttraverse()   Traverse the bad segments, skipping dead ones.    */\r
3731 /*                                                                           */\r
3732 /*****************************************************************************/\r
3733 \r
3734 #ifndef CDT_ONLY\r
3735 \r
3736 struct edge *badsegmenttraverse()\r
3737 {\r
3738   struct edge *newseg;\r
3739 \r
3740   do {\r
3741     newseg = (struct edge *) traverse(&badsegments);\r
3742     if (newseg == (struct edge *) NULL) {\r
3743       return (struct edge *) NULL;\r
3744     }\r
3745   } while (newseg->shorient == -1);                       /* Skip dead ones. */\r
3746   return newseg;\r
3747 }\r
3748 \r
3749 #endif /* not CDT_ONLY */\r
3750 \r
3751 /*****************************************************************************/\r
3752 /*                                                                           */\r
3753 /*  getpoint()   Get a specific point, by number, from the list.             */\r
3754 /*                                                                           */\r
3755 /*  The first point is number 'firstnumber'.                                 */\r
3756 /*                                                                           */\r
3757 /*  Note that this takes O(n) time (with a small constant, if POINTPERBLOCK  */\r
3758 /*  is large).  I don't care to take the trouble to make it work in constant */\r
3759 /*  time.                                                                    */\r
3760 /*                                                                           */\r
3761 /*****************************************************************************/\r
3762 \r
3763 point getpoint(number)\r
3764 int number;\r
3765 {\r
3766   VOID **getblock;\r
3767   point foundpoint;\r
3768   unsigned long alignptr;\r
3769   int current;\r
3770 \r
3771   getblock = points.firstblock;\r
3772   current = firstnumber;\r
3773   /* Find the right block. */\r
3774   while (current + points.itemsperblock <= number) {\r
3775     getblock = (VOID **) *getblock;\r
3776     current += points.itemsperblock;\r
3777   }\r
3778   /* Now find the right point. */\r
3779   alignptr = (unsigned long) (getblock + 1);\r
3780   foundpoint = (point) (alignptr + (unsigned long) points.alignbytes\r
3781                         - (alignptr % (unsigned long) points.alignbytes));\r
3782   while (current < number) {\r
3783     foundpoint += points.itemwords;\r
3784     current++;\r
3785   }\r
3786   return foundpoint;\r
3787 }\r
3788 \r
3789 /*****************************************************************************/\r
3790 /*                                                                           */\r
3791 /*  triangledeinit()   Free all remaining allocated memory.                  */\r
3792 /*                                                                           */\r
3793 /*****************************************************************************/\r
3794 \r
3795 void triangledeinit()\r
3796 {\r
3797   pooldeinit(&triangles);\r
3798   free(dummytribase);\r
3799   if (useshelles) {\r
3800     pooldeinit(&shelles);\r
3801     free(dummyshbase);\r
3802   }\r
3803   pooldeinit(&points);\r
3804 #ifndef CDT_ONLY\r
3805   if (quality) {\r
3806     pooldeinit(&badsegments);\r
3807     if ((minangle > 0.0) || vararea || fixedarea) {\r
3808       pooldeinit(&badtriangles);\r
3809     }\r
3810   }\r
3811 #endif /* not CDT_ONLY */\r
3812 }\r
3813 \r
3814 /**                                                                         **/\r
3815 /**                                                                         **/\r
3816 /********* Memory management routines end here                       *********/\r
3817 \r
3818 /********* Constructors begin here                                   *********/\r
3819 /**                                                                         **/\r
3820 /**                                                                         **/\r
3821 \r
3822 /*****************************************************************************/\r
3823 /*                                                                           */\r
3824 /*  maketriangle()   Create a new triangle with orientation zero.            */\r
3825 /*                                                                           */\r
3826 /*****************************************************************************/\r
3827 \r
3828 void maketriangle(newtriedge)\r
3829 struct triedge *newtriedge;\r
3830 {\r
3831   int i;\r
3832 \r
3833   newtriedge->tri = (triangle *) poolalloc(&triangles);\r
3834   /* Initialize the three adjoining triangles to be "outer space". */\r
3835   newtriedge->tri[0] = (triangle) dummytri;\r
3836   newtriedge->tri[1] = (triangle) dummytri;\r
3837   newtriedge->tri[2] = (triangle) dummytri;\r
3838   /* Three NULL vertex points. */\r
3839   newtriedge->tri[3] = (triangle) NULL;\r
3840   newtriedge->tri[4] = (triangle) NULL;\r
3841   newtriedge->tri[5] = (triangle) NULL;\r
3842   /* Initialize the three adjoining shell edges to be the omnipresent */\r
3843   /*   shell edge.                                                    */\r
3844   if (useshelles) {\r
3845     newtriedge->tri[6] = (triangle) dummysh;\r
3846     newtriedge->tri[7] = (triangle) dummysh;\r
3847     newtriedge->tri[8] = (triangle) dummysh;\r
3848   }\r
3849   for (i = 0; i < eextras; i++) {\r
3850     setelemattribute(*newtriedge, i, 0.0);\r
3851   }\r
3852   if (vararea) {\r
3853     setareabound(*newtriedge, -1.0);\r
3854   }\r
3855 \r
3856   newtriedge->orient = 0;\r
3857 }\r
3858 \r
3859 /*****************************************************************************/\r
3860 /*                                                                           */\r
3861 /*  makeshelle()   Create a new shell edge with orientation zero.            */\r
3862 /*                                                                           */\r
3863 /*****************************************************************************/\r
3864 \r
3865 void makeshelle(newedge)\r
3866 struct edge *newedge;\r
3867 {\r
3868   newedge->sh = (shelle *) poolalloc(&shelles);\r
3869   /* Initialize the two adjoining shell edges to be the omnipresent */\r
3870   /*   shell edge.                                                  */\r
3871   newedge->sh[0] = (shelle) dummysh;\r
3872   newedge->sh[1] = (shelle) dummysh;\r
3873   /* Two NULL vertex points. */\r
3874   newedge->sh[2] = (shelle) NULL;\r
3875   newedge->sh[3] = (shelle) NULL;\r
3876   /* Initialize the two adjoining triangles to be "outer space". */\r
3877   newedge->sh[4] = (shelle) dummytri;\r
3878   newedge->sh[5] = (shelle) dummytri;\r
3879   /* Set the boundary marker to zero. */\r
3880   setmark(*newedge, 0);\r
3881 \r
3882   newedge->shorient = 0;\r
3883 }\r
3884 \r
3885 /**                                                                         **/\r
3886 /**                                                                         **/\r
3887 /********* Constructors end here                                     *********/\r
3888 \r
3889 /********* Determinant evaluation routines begin here                *********/\r
3890 /**                                                                         **/\r
3891 /**                                                                         **/\r
3892 \r
3893 /* The adaptive exact arithmetic geometric predicates implemented herein are */\r
3894 /*   described in detail in my Technical Report CMU-CS-96-140.  The complete */\r
3895 /*   reference is given in the header.                                       */\r
3896 \r
3897 /* Which of the following two methods of finding the absolute values is      */\r
3898 /*   fastest is compiler-dependent.  A few compilers can inline and optimize */\r
3899 /*   the fabs() call; but most will incur the overhead of a function call,   */\r
3900 /*   which is disastrously slow.  A faster way on IEEE machines might be to  */\r
3901 /*   mask the appropriate bit, but that's difficult to do in C.              */\r
3902 \r
3903 #define Absolute(a)  ((a) >= 0.0 ? (a) : -(a))\r
3904 /* #define Absolute(a)  fabs(a) */\r
3905 \r
3906 /* Many of the operations are broken up into two pieces, a main part that    */\r
3907 /*   performs an approximate operation, and a "tail" that computes the       */\r
3908 /*   roundoff error of that operation.                                       */\r
3909 /*                                                                           */\r
3910 /* The operations Fast_Two_Sum(), Fast_Two_Diff(), Two_Sum(), Two_Diff(),    */\r
3911 /*   Split(), and Two_Product() are all implemented as described in the      */\r
3912 /*   reference.  Each of these macros requires certain variables to be       */\r
3913 /*   defined in the calling routine.  The variables `bvirt', `c', `abig',    */\r
3914 /*   `_i', `_j', `_k', `_l', `_m', and `_n' are declared `INEXACT' because   */\r
3915 /*   they store the result of an operation that may incur roundoff error.    */\r
3916 /*   The input parameter `x' (or the highest numbered `x_' parameter) must   */\r
3917 /*   also be declared `INEXACT'.                                             */\r
3918 \r
3919 #define Fast_Two_Sum_Tail(a, b, x, y) \\r
3920   bvirt = x - a; \\r
3921   y = b - bvirt\r
3922 \r
3923 #define Fast_Two_Sum(a, b, x, y) \\r
3924   x = (REAL) (a + b); \\r
3925   Fast_Two_Sum_Tail(a, b, x, y)\r
3926 \r
3927 #define Two_Sum_Tail(a, b, x, y) \\r
3928   bvirt = (REAL) (x - a); \\r
3929   avirt = x - bvirt; \\r
3930   bround = b - bvirt; \\r
3931   around = a - avirt; \\r
3932   y = around + bround\r
3933 \r
3934 #define Two_Sum(a, b, x, y) \\r
3935   x = (REAL) (a + b); \\r
3936   Two_Sum_Tail(a, b, x, y)\r
3937 \r
3938 #define Two_Diff_Tail(a, b, x, y) \\r
3939   bvirt = (REAL) (a - x); \\r
3940   avirt = x + bvirt; \\r
3941   bround = bvirt - b; \\r
3942   around = a - avirt; \\r
3943   y = around + bround\r
3944 \r
3945 #define Two_Diff(a, b, x, y) \\r
3946   x = (REAL) (a - b); \\r
3947   Two_Diff_Tail(a, b, x, y)\r
3948 \r
3949 #define Split(a, ahi, alo) \\r
3950   c = (REAL) (splitter * a); \\r
3951   abig = (REAL) (c - a); \\r
3952   ahi = (REAL)(c - abig); \\r
3953   alo = (REAL)(a - ahi)\r
3954 \r
3955 #define Two_Product_Tail(a, b, x, y) \\r
3956   Split(a, ahi, alo); \\r
3957   Split(b, bhi, blo); \\r
3958   err1 = x - (ahi * bhi); \\r
3959   err2 = err1 - (alo * bhi); \\r
3960   err3 = err2 - (ahi * blo); \\r
3961   y = (alo * blo) - err3\r
3962 \r
3963 #define Two_Product(a, b, x, y) \\r
3964   x = (REAL) (a * b); \\r
3965   Two_Product_Tail(a, b, x, y)\r
3966 \r
3967 /* Two_Product_Presplit() is Two_Product() where one of the inputs has       */\r
3968 /*   already been split.  Avoids redundant splitting.                        */\r
3969 \r
3970 #define Two_Product_Presplit(a, b, bhi, blo, x, y) \\r
3971   x = (REAL) (a * b); \\r
3972   Split(a, ahi, alo); \\r
3973   err1 = x - (ahi * bhi); \\r
3974   err2 = err1 - (alo * bhi); \\r
3975   err3 = err2 - (ahi * blo); \\r
3976   y = (alo * blo) - err3\r
3977 \r
3978 /* Square() can be done more quickly than Two_Product().                     */\r
3979 \r
3980 #define Square_Tail(a, x, y) \\r
3981   Split(a, ahi, alo); \\r
3982   err1 = x - (ahi * ahi); \\r
3983   err3 = err1 - ((ahi + ahi) * alo); \\r
3984   y = (alo * alo) - err3\r
3985 \r
3986 #define Square(a, x, y) \\r
3987   x = (REAL) (a * a); \\r
3988   Square_Tail(a, x, y)\r
3989 \r
3990 /* Macros for summing expansions of various fixed lengths.  These are all    */\r
3991 /*   unrolled versions of Expansion_Sum().                                   */\r
3992 \r
3993 #define Two_One_Sum(a1, a0, b, x2, x1, x0) \\r
3994   Two_Sum(a0, b , _i, x0); \\r
3995   Two_Sum(a1, _i, x2, x1)\r
3996 \r
3997 #define Two_One_Diff(a1, a0, b, x2, x1, x0) \\r
3998   Two_Diff(a0, b , _i, x0); \\r
3999   Two_Sum( a1, _i, x2, x1)\r
4000 \r
4001 #define Two_Two_Sum(a1, a0, b1, b0, x3, x2, x1, x0) \\r
4002   Two_One_Sum(a1, a0, b0, _j, _0, x0); \\r
4003   Two_One_Sum(_j, _0, b1, x3, x2, x1)\r
4004 \r
4005 #define Two_Two_Diff(a1, a0, b1, b0, x3, x2, x1, x0) \\r
4006   Two_One_Diff(a1, a0, b0, _j, _0, x0); \\r
4007   Two_One_Diff(_j, _0, b1, x3, x2, x1)\r
4008 \r
4009 /*****************************************************************************/\r
4010 /*                                                                           */\r
4011 /*  exactinit()   Initialize the variables used for exact arithmetic.        */\r
4012 /*                                                                           */\r
4013 /*  `epsilon' is the largest power of two such that 1.0 + epsilon = 1.0 in   */\r
4014 /*  floating-point arithmetic.  `epsilon' bounds the relative roundoff       */\r
4015 /*  error.  It is used for floating-point error analysis.                    */\r
4016 /*                                                                           */\r
4017 /*  `splitter' is used to split floating-point numbers into two half-        */\r
4018 /*  length significands for exact multiplication.                            */\r
4019 /*                                                                           */\r
4020 /*  I imagine that a highly optimizing compiler might be too smart for its   */\r
4021 /*  own good, and somehow cause this routine to fail, if it pretends that    */\r
4022 /*  floating-point arithmetic is too much like real arithmetic.              */\r
4023 /*                                                                           */\r
4024 /*  Don't change this routine unless you fully understand it.                */\r
4025 /*                                                                           */\r
4026 /*****************************************************************************/\r
4027 \r
4028 void exactinit()\r
4029 {\r
4030   REAL half;\r
4031   REAL check, lastcheck;\r
4032   int every_other;\r
4033 \r
4034   every_other = 1;\r
4035   half = 0.5;\r
4036   epsilon = 1.0;\r
4037   splitter = 1.0;\r
4038   check = 1.0;\r
4039   /* Repeatedly divide `epsilon' by two until it is too small to add to      */\r
4040   /*   one without causing roundoff.  (Also check if the sum is equal to     */\r
4041   /*   the previous sum, for machines that round up instead of using exact   */\r
4042   /*   rounding.  Not that these routines will work on such machines anyway. */\r
4043   do {\r
4044     lastcheck = check;\r
4045     epsilon *= half;\r
4046     if (every_other) {\r
4047       splitter *= 2.0;\r
4048     }\r
4049     every_other = !every_other;\r
4050     check = (REAL)(1.0 + epsilon);\r
4051   } while ((check != 1.0) && (check != lastcheck));\r
4052   splitter += 1.0;\r
4053   if (verbose > 1) {\r
4054     printf("Floating point roundoff is of magnitude %.17g\n", epsilon);\r
4055     printf("Floating point splitter is %.17g\n", splitter);\r
4056   }\r
4057   /* Error bounds for orientation and incircle tests. */\r
4058   resulterrbound = (REAL)((3.0 + 8.0 * epsilon) * epsilon);\r
4059   ccwerrboundA = (REAL)((3.0 + 16.0 * epsilon) * epsilon);\r
4060   ccwerrboundB = (REAL)((2.0 + 12.0 * epsilon) * epsilon);\r
4061   ccwerrboundC = (REAL)((9.0 + 64.0 * epsilon) * epsilon * epsilon);\r
4062   iccerrboundA = (REAL)((10.0 + 96.0 * epsilon) * epsilon);\r
4063   iccerrboundB = (REAL)((4.0 + 48.0 * epsilon) * epsilon);\r
4064   iccerrboundC = (REAL)((44.0 + 576.0 * epsilon) * epsilon * epsilon);\r
4065 }\r
4066 \r
4067 /*****************************************************************************/\r
4068 /*                                                                           */\r
4069 /*  fast_expansion_sum_zeroelim()   Sum two expansions, eliminating zero     */\r
4070 /*                                  components from the output expansion.    */\r
4071 /*                                                                           */\r
4072 /*  Sets h = e + f.  See my Robust Predicates paper for details.             */\r
4073 /*                                                                           */\r
4074 /*  If round-to-even is used (as with IEEE 754), maintains the strongly      */\r
4075 /*  nonoverlapping property.  (That is, if e is strongly nonoverlapping, h   */\r
4076 /*  will be also.)  Does NOT maintain the nonoverlapping or nonadjacent      */\r
4077 /*  properties.                                                              */\r
4078 /*                                                                           */\r
4079 /*****************************************************************************/\r
4080 \r
4081 int fast_expansion_sum_zeroelim(elen, e, flen, f, h)  /* h cannot be e or f. */\r
4082 int elen;\r
4083 REAL *e;\r
4084 int flen;\r
4085 REAL *f;\r
4086 REAL *h;\r
4087 {\r
4088   REAL Q;\r
4089   INEXACT REAL Qnew;\r
4090   INEXACT REAL hh;\r
4091   INEXACT REAL bvirt;\r
4092   REAL avirt, bround, around;\r
4093   int eindex, findex, hindex;\r
4094   REAL enow, fnow;\r
4095 \r
4096   enow = e[0];\r
4097   fnow = f[0];\r
4098   eindex = findex = 0;\r
4099   if ((fnow > enow) == (fnow > -enow)) {\r
4100     Q = enow;\r
4101     enow = e[++eindex];\r
4102   } else {\r
4103     Q = fnow;\r
4104     fnow = f[++findex];\r
4105   }\r
4106   hindex = 0;\r
4107   if ((eindex < elen) && (findex < flen)) {\r
4108     if ((fnow > enow) == (fnow > -enow)) {\r
4109       Fast_Two_Sum(enow, Q, Qnew, hh);\r
4110       enow = e[++eindex];\r
4111     } else {\r
4112       Fast_Two_Sum(fnow, Q, Qnew, hh);\r
4113       fnow = f[++findex];\r
4114     }\r
4115     Q = Qnew;\r
4116     if (hh != 0.0) {\r
4117       h[hindex++] = hh;\r
4118     }\r
4119     while ((eindex < elen) && (findex < flen)) {\r
4120       if ((fnow > enow) == (fnow > -enow)) {\r
4121         Two_Sum(Q, enow, Qnew, hh);\r
4122         enow = e[++eindex];\r
4123       } else {\r
4124         Two_Sum(Q, fnow, Qnew, hh);\r
4125         fnow = f[++findex];\r
4126       }\r
4127       Q = Qnew;\r
4128       if (hh != 0.0) {\r
4129         h[hindex++] = hh;\r
4130       }\r
4131     }\r
4132   }\r
4133   while (eindex < elen) {\r
4134     Two_Sum(Q, enow, Qnew, hh);\r
4135     enow = e[++eindex];\r
4136     Q = Qnew;\r
4137     if (hh != 0.0) {\r
4138       h[hindex++] = hh;\r
4139     }\r
4140   }\r
4141   while (findex < flen) {\r
4142     Two_Sum(Q, fnow, Qnew, hh);\r
4143     fnow = f[++findex];\r
4144     Q = Qnew;\r
4145     if (hh != 0.0) {\r
4146       h[hindex++] = hh;\r
4147     }\r
4148   }\r
4149   if ((Q != 0.0) || (hindex == 0)) {\r
4150     h[hindex++] = Q;\r
4151   }\r
4152   return hindex;\r
4153 }\r
4154 \r
4155 /*****************************************************************************/\r
4156 /*                                                                           */\r
4157 /*  scale_expansion_zeroelim()   Multiply an expansion by a scalar,          */\r
4158 /*                               eliminating zero components from the        */\r
4159 /*                               output expansion.                           */\r
4160 /*                                                                           */\r
4161 /*  Sets h = be.  See my Robust Predicates paper for details.                */\r
4162 /*                                                                           */\r
4163 /*  Maintains the nonoverlapping property.  If round-to-even is used (as     */\r
4164 /*  with IEEE 754), maintains the strongly nonoverlapping and nonadjacent    */\r
4165 /*  properties as well.  (That is, if e has one of these properties, so      */\r
4166 /*  will h.)                                                                 */\r
4167 /*                                                                           */\r
4168 /*****************************************************************************/\r
4169 \r
4170 int scale_expansion_zeroelim(elen, e, b, h)   /* e and h cannot be the same. */\r
4171 int elen;\r
4172 REAL *e;\r
4173 REAL b;\r
4174 REAL *h;\r
4175 {\r
4176   INEXACT REAL Q, sum;\r
4177   REAL hh;\r
4178   INEXACT REAL product1;\r
4179   REAL product0;\r
4180   int eindex, hindex;\r
4181   REAL enow;\r
4182   INEXACT REAL bvirt;\r
4183   REAL avirt, bround, around;\r
4184   INEXACT REAL c;\r
4185   INEXACT REAL abig;\r
4186   REAL ahi, alo, bhi, blo;\r
4187   REAL err1, err2, err3;\r
4188 \r
4189   Split(b, bhi, blo);\r
4190   Two_Product_Presplit(e[0], b, bhi, blo, Q, hh);\r
4191   hindex = 0;\r
4192   if (hh != 0) {\r
4193     h[hindex++] = hh;\r
4194   }\r
4195   for (eindex = 1; eindex < elen; eindex++) {\r
4196     enow = e[eindex];\r
4197     Two_Product_Presplit(enow, b, bhi, blo, product1, product0);\r
4198     Two_Sum(Q, product0, sum, hh);\r
4199     if (hh != 0) {\r
4200       h[hindex++] = hh;\r
4201     }\r
4202     Fast_Two_Sum(product1, sum, Q, hh);\r
4203     if (hh != 0) {\r
4204       h[hindex++] = hh;\r
4205     }\r
4206   }\r
4207   if ((Q != 0.0) || (hindex == 0)) {\r
4208     h[hindex++] = Q;\r
4209   }\r
4210   return hindex;\r
4211 }\r
4212 \r
4213 /*****************************************************************************/\r
4214 /*                                                                           */\r
4215 /*  estimate()   Produce a one-word estimate of an expansion's value.        */\r
4216 /*                                                                           */\r
4217 /*  See my Robust Predicates paper for details.                              */\r
4218 /*                                                                           */\r
4219 /*****************************************************************************/\r
4220 \r
4221 REAL estimate(elen, e)\r
4222 int elen;\r
4223 REAL *e;\r
4224 {\r
4225   REAL Q;\r
4226   int eindex;\r
4227 \r
4228   Q = e[0];\r
4229   for (eindex = 1; eindex < elen; eindex++) {\r
4230     Q += e[eindex];\r
4231   }\r
4232   return Q;\r
4233 }\r
4234 \r
4235 /*****************************************************************************/\r
4236 /*                                                                           */\r
4237 /*  counterclockwise()   Return a positive value if the points pa, pb, and   */\r
4238 /*                       pc occur in counterclockwise order; a negative      */\r
4239 /*                       value if they occur in clockwise order; and zero    */\r
4240 /*                       if they are collinear.  The result is also a rough  */\r
4241 /*                       approximation of twice the signed area of the       */\r
4242 /*                       triangle defined by the three points.               */\r
4243 /*                                                                           */\r
4244 /*  Uses exact arithmetic if necessary to ensure a correct answer.  The      */\r
4245 /*  result returned is the determinant of a matrix.  This determinant is     */\r
4246 /*  computed adaptively, in the sense that exact arithmetic is used only to  */\r
4247 /*  the degree it is needed to ensure that the returned value has the        */\r
4248 /*  correct sign.  Hence, this function is usually quite fast, but will run  */\r
4249 /*  more slowly when the input points are collinear or nearly so.            */\r
4250 /*                                                                           */\r
4251 /*  See my Robust Predicates paper for details.                              */\r
4252 /*                                                                           */\r
4253 /*****************************************************************************/\r
4254 \r
4255 REAL counterclockwiseadapt(pa, pb, pc, detsum)\r
4256 point pa;\r
4257 point pb;\r
4258 point pc;\r
4259 REAL detsum;\r
4260 {\r
4261   INEXACT REAL acx, acy, bcx, bcy;\r
4262   REAL acxtail, acytail, bcxtail, bcytail;\r
4263   INEXACT REAL detleft, detright;\r
4264   REAL detlefttail, detrighttail;\r
4265   REAL det, errbound;\r
4266   REAL B[4], C1[8], C2[12], D[16];\r
4267   INEXACT REAL B3;\r
4268   int C1length, C2length, Dlength;\r
4269   REAL u[4];\r
4270   INEXACT REAL u3;\r
4271   INEXACT REAL s1, t1;\r
4272   REAL s0, t0;\r
4273 \r
4274   INEXACT REAL bvirt;\r
4275   REAL avirt, bround, around;\r
4276   INEXACT REAL c;\r
4277   INEXACT REAL abig;\r
4278   REAL ahi, alo, bhi, blo;\r
4279   REAL err1, err2, err3;\r
4280   INEXACT REAL _i, _j;\r
4281   REAL _0;\r
4282 \r
4283   acx = (REAL) (pa[0] - pc[0]);\r
4284   bcx = (REAL) (pb[0] - pc[0]);\r
4285   acy = (REAL) (pa[1] - pc[1]);\r
4286   bcy = (REAL) (pb[1] - pc[1]);\r
4287 \r
4288   Two_Product(acx, bcy, detleft, detlefttail);\r
4289   Two_Product(acy, bcx, detright, detrighttail);\r
4290 \r
4291   Two_Two_Diff(detleft, detlefttail, detright, detrighttail,\r
4292                B3, B[2], B[1], B[0]);\r
4293   B[3] = B3;\r
4294 \r
4295   det = estimate(4, B);\r
4296   errbound = (REAL)(ccwerrboundB * detsum);\r
4297   if ((det >= errbound) || (-det >= errbound)) {\r
4298     return det;\r
4299   }\r
4300 \r
4301   Two_Diff_Tail(pa[0], pc[0], acx, acxtail);\r
4302   Two_Diff_Tail(pb[0], pc[0], bcx, bcxtail);\r
4303   Two_Diff_Tail(pa[1], pc[1], acy, acytail);\r
4304   Two_Diff_Tail(pb[1], pc[1], bcy, bcytail);\r
4305 \r
4306   if ((acxtail == 0.0) && (acytail == 0.0)\r
4307       && (bcxtail == 0.0) && (bcytail == 0.0)) {\r
4308     return det;\r
4309   }\r
4310 \r
4311   errbound = (REAL)(ccwerrboundC * detsum + resulterrbound * Absolute(det));\r
4312   det += (acx * bcytail + bcy * acxtail)\r
4313        - (acy * bcxtail + bcx * acytail);\r
4314   if ((det >= errbound) || (-det >= errbound)) {\r
4315     return det;\r
4316   }\r
4317 \r
4318   Two_Product(acxtail, bcy, s1, s0);\r
4319   Two_Product(acytail, bcx, t1, t0);\r
4320   Two_Two_Diff(s1, s0, t1, t0, u3, u[2], u[1], u[0]);\r
4321   u[3] = u3;\r
4322   C1length = fast_expansion_sum_zeroelim(4, B, 4, u, C1);\r
4323 \r
4324   Two_Product(acx, bcytail, s1, s0);\r
4325   Two_Product(acy, bcxtail, t1, t0);\r
4326   Two_Two_Diff(s1, s0, t1, t0, u3, u[2], u[1], u[0]);\r
4327   u[3] = u3;\r
4328   C2length = fast_expansion_sum_zeroelim(C1length, C1, 4, u, C2);\r
4329 \r
4330   Two_Product(acxtail, bcytail, s1, s0);\r
4331   Two_Product(acytail, bcxtail, t1, t0);\r
4332   Two_Two_Diff(s1, s0, t1, t0, u3, u[2], u[1], u[0]);\r
4333   u[3] = u3;\r
4334   Dlength = fast_expansion_sum_zeroelim(C2length, C2, 4, u, D);\r
4335 \r
4336   return(D[Dlength - 1]);\r
4337 }\r
4338 \r
4339 REAL counterclockwise(pa, pb, pc)\r
4340 point pa;\r
4341 point pb;\r
4342 point pc;\r
4343 {\r
4344   REAL detleft, detright, det;\r
4345   REAL detsum, errbound;\r
4346 \r
4347   counterclockcount++;\r
4348 \r
4349   detleft = (pa[0] - pc[0]) * (pb[1] - pc[1]);\r
4350   detright = (pa[1] - pc[1]) * (pb[0] - pc[0]);\r
4351   det = detleft - detright;\r
4352 \r
4353   if (noexact) {\r
4354     return det;\r
4355   }\r
4356 \r
4357   if (detleft > 0.0) {\r
4358     if (detright <= 0.0) {\r
4359       return det;\r
4360     } else {\r
4361       detsum = detleft + detright;\r
4362     }\r
4363   } else if (detleft < 0.0) {\r
4364     if (detright >= 0.0) {\r
4365       return det;\r
4366     } else {\r
4367       detsum = -detleft - detright;\r
4368     }\r
4369   } else {\r
4370     return det;\r
4371   }\r
4372 \r
4373   errbound = ccwerrboundA * detsum;\r
4374   if ((det >= errbound) || (-det >= errbound)) {\r
4375     return det;\r
4376   }\r
4377 \r
4378   return counterclockwiseadapt(pa, pb, pc, detsum);\r
4379 }\r
4380 \r
4381 /*****************************************************************************/\r
4382 /*                                                                           */\r
4383 /*  incircle()   Return a positive value if the point pd lies inside the     */\r
4384 /*               circle passing through pa, pb, and pc; a negative value if  */\r
4385 /*               it lies outside; and zero if the four points are cocircular.*/\r
4386 /*               The points pa, pb, and pc must be in counterclockwise       */\r
4387 /*               order, or the sign of the result will be reversed.          */\r
4388 /*                                                                           */\r
4389 /*  Uses exact arithmetic if necessary to ensure a correct answer.  The      */\r
4390 /*  result returned is the determinant of a matrix.  This determinant is     */\r
4391 /*  computed adaptively, in the sense that exact arithmetic is used only to  */\r
4392 /*  the degree it is needed to ensure that the returned value has the        */\r
4393 /*  correct sign.  Hence, this function is usually quite fast, but will run  */\r
4394 /*  more slowly when the input points are cocircular or nearly so.           */\r
4395 /*                                                                           */\r
4396 /*  See my Robust Predicates paper for details.                              */\r
4397 /*                                                                           */\r
4398 /*****************************************************************************/\r
4399 \r
4400 REAL incircleadapt(pa, pb, pc, pd, permanent)\r
4401 point pa;\r
4402 point pb;\r
4403 point pc;\r
4404 point pd;\r
4405 REAL permanent;\r
4406 {\r
4407   INEXACT REAL adx, bdx, cdx, ady, bdy, cdy;\r
4408   REAL det, errbound;\r
4409 \r
4410   INEXACT REAL bdxcdy1, cdxbdy1, cdxady1, adxcdy1, adxbdy1, bdxady1;\r
4411   REAL bdxcdy0, cdxbdy0, cdxady0, adxcdy0, adxbdy0, bdxady0;\r
4412   REAL bc[4], ca[4], ab[4];\r
4413   INEXACT REAL bc3, ca3, ab3;\r
4414   REAL axbc[8], axxbc[16], aybc[8], ayybc[16], adet[32];\r
4415   int axbclen, axxbclen, aybclen, ayybclen, alen;\r
4416   REAL bxca[8], bxxca[16], byca[8], byyca[16], bdet[32];\r
4417   int bxcalen, bxxcalen, bycalen, byycalen, blen;\r
4418   REAL cxab[8], cxxab[16], cyab[8], cyyab[16], cdet[32];\r
4419   int cxablen, cxxablen, cyablen, cyyablen, clen;\r
4420   REAL abdet[64];\r
4421   int ablen;\r
4422   REAL fin1[1152], fin2[1152];\r
4423   REAL *finnow, *finother, *finswap;\r
4424   int finlength;\r
4425 \r
4426   REAL adxtail, bdxtail, cdxtail, adytail, bdytail, cdytail;\r
4427   INEXACT REAL adxadx1, adyady1, bdxbdx1, bdybdy1, cdxcdx1, cdycdy1;\r
4428   REAL adxadx0, adyady0, bdxbdx0, bdybdy0, cdxcdx0, cdycdy0;\r
4429   REAL aa[4], bb[4], cc[4];\r
4430   INEXACT REAL aa3, bb3, cc3;\r
4431   INEXACT REAL ti1, tj1;\r
4432   REAL ti0, tj0;\r
4433   REAL u[4], v[4];\r
4434   INEXACT REAL u3, v3;\r
4435   REAL temp8[8], temp16a[16], temp16b[16], temp16c[16];\r
4436   REAL temp32a[32], temp32b[32], temp48[48], temp64[64];\r
4437   int temp8len, temp16alen, temp16blen, temp16clen;\r
4438   int temp32alen, temp32blen, temp48len, temp64len;\r
4439   REAL axtbb[8], axtcc[8], aytbb[8], aytcc[8];\r
4440   int axtbblen, axtcclen, aytbblen, aytcclen;\r
4441   REAL bxtaa[8], bxtcc[8], bytaa[8], bytcc[8];\r
4442   int bxtaalen, bxtcclen, bytaalen, bytcclen;\r
4443   REAL cxtaa[8], cxtbb[8], cytaa[8], cytbb[8];\r
4444   int cxtaalen, cxtbblen, cytaalen, cytbblen;\r
4445   REAL axtbc[8], aytbc[8], bxtca[8], bytca[8], cxtab[8], cytab[8];\r
4446   int axtbclen, aytbclen, bxtcalen, bytcalen, cxtablen, cytablen;\r
4447   REAL axtbct[16], aytbct[16], bxtcat[16], bytcat[16], cxtabt[16], cytabt[16];\r
4448   int axtbctlen, aytbctlen, bxtcatlen, bytcatlen, cxtabtlen, cytabtlen;\r
4449   REAL axtbctt[8], aytbctt[8], bxtcatt[8];\r
4450   REAL bytcatt[8], cxtabtt[8], cytabtt[8];\r
4451   int axtbcttlen, aytbcttlen, bxtcattlen, bytcattlen, cxtabttlen, cytabttlen;\r
4452   REAL abt[8], bct[8], cat[8];\r
4453   int abtlen, bctlen, catlen;\r
4454   REAL abtt[4], bctt[4], catt[4];\r
4455   int abttlen, bcttlen, cattlen;\r
4456   INEXACT REAL abtt3, bctt3, catt3;\r
4457   REAL negate;\r
4458 \r
4459   INEXACT REAL bvirt;\r
4460   REAL avirt, bround, around;\r
4461   INEXACT REAL c;\r
4462   INEXACT REAL abig;\r
4463   REAL ahi, alo, bhi, blo;\r
4464   REAL err1, err2, err3;\r
4465   INEXACT REAL _i, _j;\r
4466   REAL _0;\r
4467 \r
4468   adx = (REAL) (pa[0] - pd[0]);\r
4469   bdx = (REAL) (pb[0] - pd[0]);\r
4470   cdx = (REAL) (pc[0] - pd[0]);\r
4471   ady = (REAL) (pa[1] - pd[1]);\r
4472   bdy = (REAL) (pb[1] - pd[1]);\r
4473   cdy = (REAL) (pc[1] - pd[1]);\r
4474 \r
4475   Two_Product(bdx, cdy, bdxcdy1, bdxcdy0);\r
4476   Two_Product(cdx, bdy, cdxbdy1, cdxbdy0);\r
4477   Two_Two_Diff(bdxcdy1, bdxcdy0, cdxbdy1, cdxbdy0, bc3, bc[2], bc[1], bc[0]);\r
4478   bc[3] = bc3;\r
4479   axbclen = scale_expansion_zeroelim(4, bc, adx, axbc);\r
4480   axxbclen = scale_expansion_zeroelim(axbclen, axbc, adx, axxbc);\r
4481   aybclen = scale_expansion_zeroelim(4, bc, ady, aybc);\r
4482   ayybclen = scale_expansion_zeroelim(aybclen, aybc, ady, ayybc);\r
4483   alen = fast_expansion_sum_zeroelim(axxbclen, axxbc, ayybclen, ayybc, adet);\r
4484 \r
4485   Two_Product(cdx, ady, cdxady1, cdxady0);\r
4486   Two_Product(adx, cdy, adxcdy1, adxcdy0);\r
4487   Two_Two_Diff(cdxady1, cdxady0, adxcdy1, adxcdy0, ca3, ca[2], ca[1], ca[0]);\r
4488   ca[3] = ca3;\r
4489   bxcalen = scale_expansion_zeroelim(4, ca, bdx, bxca);\r
4490   bxxcalen = scale_expansion_zeroelim(bxcalen, bxca, bdx, bxxca);\r
4491   bycalen = scale_expansion_zeroelim(4, ca, bdy, byca);\r
4492   byycalen = scale_expansion_zeroelim(bycalen, byca, bdy, byyca);\r
4493   blen = fast_expansion_sum_zeroelim(bxxcalen, bxxca, byycalen, byyca, bdet);\r
4494 \r
4495   Two_Product(adx, bdy, adxbdy1, adxbdy0);\r
4496   Two_Product(bdx, ady, bdxady1, bdxady0);\r
4497   Two_Two_Diff(adxbdy1, adxbdy0, bdxady1, bdxady0, ab3, ab[2], ab[1], ab[0]);\r
4498   ab[3] = ab3;\r
4499   cxablen = scale_expansion_zeroelim(4, ab, cdx, cxab);\r
4500   cxxablen = scale_expansion_zeroelim(cxablen, cxab, cdx, cxxab);\r
4501   cyablen = scale_expansion_zeroelim(4, ab, cdy, cyab);\r
4502   cyyablen = scale_expansion_zeroelim(cyablen, cyab, cdy, cyyab);\r
4503   clen = fast_expansion_sum_zeroelim(cxxablen, cxxab, cyyablen, cyyab, cdet);\r
4504 \r
4505   ablen = fast_expansion_sum_zeroelim(alen, adet, blen, bdet, abdet);\r
4506   finlength = fast_expansion_sum_zeroelim(ablen, abdet, clen, cdet, fin1);\r
4507 \r
4508   det = estimate(finlength, fin1);\r
4509   errbound = (REAL)(iccerrboundB * permanent);\r
4510   if ((det >= errbound) || (-det >= errbound)) {\r
4511     return det;\r
4512   }\r
4513 \r
4514   Two_Diff_Tail(pa[0], pd[0], adx, adxtail);\r
4515   Two_Diff_Tail(pa[1], pd[1], ady, adytail);\r
4516   Two_Diff_Tail(pb[0], pd[0], bdx, bdxtail);\r
4517   Two_Diff_Tail(pb[1], pd[1], bdy, bdytail);\r
4518   Two_Diff_Tail(pc[0], pd[0], cdx, cdxtail);\r
4519   Two_Diff_Tail(pc[1], pd[1], cdy, cdytail);\r
4520   if ((adxtail == 0.0) && (bdxtail == 0.0) && (cdxtail == 0.0)\r
4521       && (adytail == 0.0) && (bdytail == 0.0) && (cdytail == 0.0)) {\r
4522     return det;\r
4523   }\r
4524 \r
4525   errbound = (REAL)(iccerrboundC * permanent + resulterrbound * Absolute(det));\r
4526   det += (REAL)(((adx * adx + ady * ady) * ((bdx * cdytail + cdy * bdxtail)\r
4527                                      - (bdy * cdxtail + cdx * bdytail))\r
4528           + 2.0 * (adx * adxtail + ady * adytail) * (bdx * cdy - bdy * cdx))\r
4529        + ((bdx * bdx + bdy * bdy) * ((cdx * adytail + ady * cdxtail)\r
4530                                      - (cdy * adxtail + adx * cdytail))\r
4531           + 2.0 * (bdx * bdxtail + bdy * bdytail) * (cdx * ady - cdy * adx))\r
4532        + ((cdx * cdx + cdy * cdy) * ((adx * bdytail + bdy * adxtail)\r
4533                                      - (ady * bdxtail + bdx * adytail))\r
4534           + 2.0 * (cdx * cdxtail + cdy * cdytail) * (adx * bdy - ady * bdx)));\r
4535   if ((det >= errbound) || (-det >= errbound)) {\r
4536     return det;\r
4537   }\r
4538 \r
4539   finnow = fin1;\r
4540   finother = fin2;\r
4541 \r
4542   if ((bdxtail != 0.0) || (bdytail != 0.0)\r
4543       || (cdxtail != 0.0) || (cdytail != 0.0)) {\r
4544     Square(adx, adxadx1, adxadx0);\r
4545     Square(ady, adyady1, adyady0);\r
4546     Two_Two_Sum(adxadx1, adxadx0, adyady1, adyady0, aa3, aa[2], aa[1], aa[0]);\r
4547     aa[3] = aa3;\r
4548   }\r
4549   if ((cdxtail != 0.0) || (cdytail != 0.0)\r
4550       || (adxtail != 0.0) || (adytail != 0.0)) {\r
4551     Square(bdx, bdxbdx1, bdxbdx0);\r
4552     Square(bdy, bdybdy1, bdybdy0);\r
4553     Two_Two_Sum(bdxbdx1, bdxbdx0, bdybdy1, bdybdy0, bb3, bb[2], bb[1], bb[0]);\r
4554     bb[3] = bb3;\r
4555   }\r
4556   if ((adxtail != 0.0) || (adytail != 0.0)\r
4557       || (bdxtail != 0.0) || (bdytail != 0.0)) {\r
4558     Square(cdx, cdxcdx1, cdxcdx0);\r
4559     Square(cdy, cdycdy1, cdycdy0);\r
4560     Two_Two_Sum(cdxcdx1, cdxcdx0, cdycdy1, cdycdy0, cc3, cc[2], cc[1], cc[0]);\r
4561     cc[3] = cc3;\r
4562   }\r
4563 \r
4564   if (adxtail != 0.0) {\r
4565     axtbclen = scale_expansion_zeroelim(4, bc, adxtail, axtbc);\r
4566     temp16alen = scale_expansion_zeroelim(axtbclen, axtbc, 2.0 * adx,\r
4567                                           temp16a);\r
4568 \r
4569     axtcclen = scale_expansion_zeroelim(4, cc, adxtail, axtcc);\r
4570     temp16blen = scale_expansion_zeroelim(axtcclen, axtcc, bdy, temp16b);\r
4571 \r
4572     axtbblen = scale_expansion_zeroelim(4, bb, adxtail, axtbb);\r
4573     temp16clen = scale_expansion_zeroelim(axtbblen, axtbb, -cdy, temp16c);\r
4574 \r
4575     temp32alen = fast_expansion_sum_zeroelim(temp16alen, temp16a,\r
4576                                             temp16blen, temp16b, temp32a);\r
4577     temp48len = fast_expansion_sum_zeroelim(temp16clen, temp16c,\r
4578                                             temp32alen, temp32a, temp48);\r
4579     finlength = fast_expansion_sum_zeroelim(finlength, finnow, temp48len,\r
4580                                             temp48, finother);\r
4581     finswap = finnow; finnow = finother; finother = finswap;\r
4582   }\r
4583   if (adytail != 0.0) {\r
4584     aytbclen = scale_expansion_zeroelim(4, bc, adytail, aytbc);\r
4585     temp16alen = scale_expansion_zeroelim(aytbclen, aytbc, 2.0 * ady,\r
4586                                           temp16a);\r
4587 \r
4588     aytbblen = scale_expansion_zeroelim(4, bb, adytail, aytbb);\r
4589     temp16blen = scale_expansion_zeroelim(aytbblen, aytbb, cdx, temp16b);\r
4590 \r
4591     aytcclen = scale_expansion_zeroelim(4, cc, adytail, aytcc);\r
4592     temp16clen = scale_expansion_zeroelim(aytcclen, aytcc, -bdx, temp16c);\r
4593 \r
4594     temp32alen = fast_expansion_sum_zeroelim(temp16alen, temp16a,\r
4595                                             temp16blen, temp16b, temp32a);\r
4596     temp48len = fast_expansion_sum_zeroelim(temp16clen, temp16c,\r
4597                                             temp32alen, temp32a, temp48);\r
4598     finlength = fast_expansion_sum_zeroelim(finlength, finnow, temp48len,\r
4599                                             temp48, finother);\r
4600     finswap = finnow; finnow = finother; finother = finswap;\r
4601   }\r
4602   if (bdxtail != 0.0) {\r
4603     bxtcalen = scale_expansion_zeroelim(4, ca, bdxtail, bxtca);\r
4604     temp16alen = scale_expansion_zeroelim(bxtcalen, bxtca, 2.0 * bdx,\r
4605                                           temp16a);\r
4606 \r
4607     bxtaalen = scale_expansion_zeroelim(4, aa, bdxtail, bxtaa);\r
4608     temp16blen = scale_expansion_zeroelim(bxtaalen, bxtaa, cdy, temp16b);\r
4609 \r
4610     bxtcclen = scale_expansion_zeroelim(4, cc, bdxtail, bxtcc);\r
4611     temp16clen = scale_expansion_zeroelim(bxtcclen, bxtcc, -ady, temp16c);\r
4612 \r
4613     temp32alen = fast_expansion_sum_zeroelim(temp16alen, temp16a,\r
4614                                             temp16blen, temp16b, temp32a);\r
4615     temp48len = fast_expansion_sum_zeroelim(temp16clen, temp16c,\r
4616                                             temp32alen, temp32a, temp48);\r
4617     finlength = fast_expansion_sum_zeroelim(finlength, finnow, temp48len,\r
4618                                             temp48, finother);\r
4619     finswap = finnow; finnow = finother; finother = finswap;\r
4620   }\r
4621   if (bdytail != 0.0) {\r
4622     bytcalen = scale_expansion_zeroelim(4, ca, bdytail, bytca);\r
4623     temp16alen = scale_expansion_zeroelim(bytcalen, bytca, 2.0 * bdy,\r
4624                                           temp16a);\r
4625 \r
4626     bytcclen = scale_expansion_zeroelim(4, cc, bdytail, bytcc);\r
4627     temp16blen = scale_expansion_zeroelim(bytcclen, bytcc, adx, temp16b);\r
4628 \r
4629     bytaalen = scale_expansion_zeroelim(4, aa, bdytail, bytaa);\r
4630     temp16clen = scale_expansion_zeroelim(bytaalen, bytaa, -cdx, temp16c);\r
4631 \r
4632     temp32alen = fast_expansion_sum_zeroelim(temp16alen, temp16a,\r
4633                                             temp16blen, temp16b, temp32a);\r
4634     temp48len = fast_expansion_sum_zeroelim(temp16clen, temp16c,\r
4635                                             temp32alen, temp32a, temp48);\r
4636     finlength = fast_expansion_sum_zeroelim(finlength, finnow, temp48len,\r
4637                                             temp48, finother);\r
4638     finswap = finnow; finnow = finother; finother = finswap;\r
4639   }\r
4640   if (cdxtail != 0.0) {\r
4641     cxtablen = scale_expansion_zeroelim(4, ab, cdxtail, cxtab);\r
4642     temp16alen = scale_expansion_zeroelim(cxtablen, cxtab, 2.0 * cdx,\r
4643                                           temp16a);\r
4644 \r
4645     cxtbblen = scale_expansion_zeroelim(4, bb, cdxtail, cxtbb);\r
4646     temp16blen = scale_expansion_zeroelim(cxtbblen, cxtbb, ady, temp16b);\r
4647 \r
4648     cxtaalen = scale_expansion_zeroelim(4, aa, cdxtail, cxtaa);\r
4649     temp16clen = scale_expansion_zeroelim(cxtaalen, cxtaa, -bdy, temp16c);\r
4650 \r
4651     temp32alen = fast_expansion_sum_zeroelim(temp16alen, temp16a,\r
4652                                             temp16blen, temp16b, temp32a);\r
4653     temp48len = fast_expansion_sum_zeroelim(temp16clen, temp16c,\r
4654                                             temp32alen, temp32a, temp48);\r
4655     finlength = fast_expansion_sum_zeroelim(finlength, finnow, temp48len,\r
4656                                             temp48, finother);\r
4657     finswap = finnow; finnow = finother; finother = finswap;\r
4658   }\r
4659   if (cdytail != 0.0) {\r
4660     cytablen = scale_expansion_zeroelim(4, ab, cdytail, cytab);\r
4661     temp16alen = scale_expansion_zeroelim(cytablen, cytab, 2.0 * cdy,\r
4662                                           temp16a);\r
4663 \r
4664     cytaalen = scale_expansion_zeroelim(4, aa, cdytail, cytaa);\r
4665     temp16blen = scale_expansion_zeroelim(cytaalen, cytaa, bdx, temp16b);\r
4666 \r
4667     cytbblen = scale_expansion_zeroelim(4, bb, cdytail, cytbb);\r
4668     temp16clen = scale_expansion_zeroelim(cytbblen, cytbb, -adx, temp16c);\r
4669 \r
4670     temp32alen = fast_expansion_sum_zeroelim(temp16alen, temp16a,\r
4671                                             temp16blen, temp16b, temp32a);\r
4672     temp48len = fast_expansion_sum_zeroelim(temp16clen, temp16c,\r
4673                                             temp32alen, temp32a, temp48);\r
4674     finlength = fast_expansion_sum_zeroelim(finlength, finnow, temp48len,\r
4675                                             temp48, finother);\r
4676     finswap = finnow; finnow = finother; finother = finswap;\r
4677   }\r
4678 \r
4679   if ((adxtail != 0.0) || (adytail != 0.0)) {\r
4680     if ((bdxtail != 0.0) || (bdytail != 0.0)\r
4681         || (cdxtail != 0.0) || (cdytail != 0.0)) {\r
4682       Two_Product(bdxtail, cdy, ti1, ti0);\r
4683       Two_Product(bdx, cdytail, tj1, tj0);\r
4684       Two_Two_Sum(ti1, ti0, tj1, tj0, u3, u[2], u[1], u[0]);\r
4685       u[3] = u3;\r
4686       negate = -bdy;\r
4687       Two_Product(cdxtail, negate, ti1, ti0);\r
4688       negate = -bdytail;\r
4689       Two_Product(cdx, negate, tj1, tj0);\r
4690       Two_Two_Sum(ti1, ti0, tj1, tj0, v3, v[2], v[1], v[0]);\r
4691       v[3] = v3;\r
4692       bctlen = fast_expansion_sum_zeroelim(4, u, 4, v, bct);\r
4693 \r
4694       Two_Product(bdxtail, cdytail, ti1, ti0);\r
4695       Two_Product(cdxtail, bdytail, tj1, tj0);\r
4696       Two_Two_Diff(ti1, ti0, tj1, tj0, bctt3, bctt[2], bctt[1], bctt[0]);\r
4697       bctt[3] = bctt3;\r
4698       bcttlen = 4;\r
4699     } else {\r
4700       bct[0] = 0.0;\r
4701       bctlen = 1;\r
4702       bctt[0] = 0.0;\r
4703       bcttlen = 1;\r
4704     }\r
4705 \r
4706     if (adxtail != 0.0) {\r
4707       temp16alen = scale_expansion_zeroelim(axtbclen, axtbc, adxtail, temp16a);\r
4708       axtbctlen = scale_expansion_zeroelim(bctlen, bct, adxtail, axtbct);\r
4709       temp32alen = scale_expansion_zeroelim(axtbctlen, axtbct, 2.0 * adx,\r
4710                                             temp32a);\r
4711       temp48len = fast_expansion_sum_zeroelim(temp16alen, temp16a,\r
4712                                               temp32alen, temp32a, temp48);\r
4713       finlength = fast_expansion_sum_zeroelim(finlength, finnow, temp48len,\r
4714                                               temp48, finother);\r
4715       finswap = finnow; finnow = finother; finother = finswap;\r
4716       if (bdytail != 0.0) {\r
4717         temp8len = scale_expansion_zeroelim(4, cc, adxtail, temp8);\r
4718         temp16alen = scale_expansion_zeroelim(temp8len, temp8, bdytail,\r
4719                                               temp16a);\r
4720         finlength = fast_expansion_sum_zeroelim(finlength, finnow, temp16alen,\r
4721                                                 temp16a, finother);\r
4722         finswap = finnow; finnow = finother; finother = finswap;\r
4723       }\r
4724       if (cdytail != 0.0) {\r
4725         temp8len = scale_expansion_zeroelim(4, bb, -adxtail, temp8);\r
4726         temp16alen = scale_expansion_zeroelim(temp8len, temp8, cdytail,\r
4727                                               temp16a);\r
4728         finlength = fast_expansion_sum_zeroelim(finlength, finnow, temp16alen,\r
4729                                                 temp16a, finother);\r
4730         finswap = finnow; finnow = finother; finother = finswap;\r
4731       }\r
4732 \r
4733       temp32alen = scale_expansion_zeroelim(axtbctlen, axtbct, adxtail,\r
4734                                             temp32a);\r
4735       axtbcttlen = scale_expansion_zeroelim(bcttlen, bctt, adxtail, axtbctt);\r
4736       temp16alen = scale_expansion_zeroelim(axtbcttlen, axtbctt, 2.0 * adx,\r
4737                                             temp16a);\r
4738       temp16blen = scale_expansion_zeroelim(axtbcttlen, axtbctt, adxtail,\r
4739                                             temp16b);\r
4740       temp32blen = fast_expansion_sum_zeroelim(temp16alen, temp16a,\r
4741                                               temp16blen, temp16b, temp32b);\r
4742       temp64len = fast_expansion_sum_zeroelim(temp32alen, temp32a,\r
4743                                               temp32blen, temp32b, temp64);\r
4744       finlength = fast_expansion_sum_zeroelim(finlength, finnow, temp64len,\r
4745                                               temp64, finother);\r
4746       finswap = finnow; finnow = finother; finother = finswap;\r
4747     }\r
4748     if (adytail != 0.0) {\r
4749       temp16alen = scale_expansion_zeroelim(aytbclen, aytbc, adytail, temp16a);\r
4750       aytbctlen = scale_expansion_zeroelim(bctlen, bct, adytail, aytbct);\r
4751       temp32alen = scale_expansion_zeroelim(aytbctlen, aytbct, 2.0 * ady,\r
4752                                             temp32a);\r
4753       temp48len = fast_expansion_sum_zeroelim(temp16alen, temp16a,\r
4754                                               temp32alen, temp32a, temp48);\r
4755       finlength = fast_expansion_sum_zeroelim(finlength, finnow, temp48len,\r
4756                                               temp48, finother);\r
4757       finswap = finnow; finnow = finother; finother = finswap;\r
4758 \r
4759 \r
4760       temp32alen = scale_expansion_zeroelim(aytbctlen, aytbct, adytail,\r
4761                                             temp32a);\r
4762       aytbcttlen = scale_expansion_zeroelim(bcttlen, bctt, adytail, aytbctt);\r
4763       temp16alen = scale_expansion_zeroelim(aytbcttlen, aytbctt, 2.0 * ady,\r
4764                                             temp16a);\r
4765       temp16blen = scale_expansion_zeroelim(aytbcttlen, aytbctt, adytail,\r
4766                                             temp16b);\r
4767       temp32blen = fast_expansion_sum_zeroelim(temp16alen, temp16a,\r
4768                                               temp16blen, temp16b, temp32b);\r
4769       temp64len = fast_expansion_sum_zeroelim(temp32alen, temp32a,\r
4770                                               temp32blen, temp32b, temp64);\r
4771       finlength = fast_expansion_sum_zeroelim(finlength, finnow, temp64len,\r
4772                                               temp64, finother);\r
4773       finswap = finnow; finnow = finother; finother = finswap;\r
4774     }\r
4775   }\r
4776   if ((bdxtail != 0.0) || (bdytail != 0.0)) {\r
4777     if ((cdxtail != 0.0) || (cdytail != 0.0)\r
4778         || (adxtail != 0.0) || (adytail != 0.0)) {\r
4779       Two_Product(cdxtail, ady, ti1, ti0);\r
4780       Two_Product(cdx, adytail, tj1, tj0);\r
4781       Two_Two_Sum(ti1, ti0, tj1, tj0, u3, u[2], u[1], u[0]);\r
4782       u[3] = u3;\r
4783       negate = -cdy;\r
4784       Two_Product(adxtail, negate, ti1, ti0);\r
4785       negate = -cdytail;\r
4786       Two_Product(adx, negate, tj1, tj0);\r
4787       Two_Two_Sum(ti1, ti0, tj1, tj0, v3, v[2], v[1], v[0]);\r
4788       v[3] = v3;\r
4789       catlen = fast_expansion_sum_zeroelim(4, u, 4, v, cat);\r
4790 \r
4791       Two_Product(cdxtail, adytail, ti1, ti0);\r
4792       Two_Product(adxtail, cdytail, tj1, tj0);\r
4793       Two_Two_Diff(ti1, ti0, tj1, tj0, catt3, catt[2], catt[1], catt[0]);\r
4794       catt[3] = catt3;\r
4795       cattlen = 4;\r
4796     } else {\r
4797       cat[0] = 0.0;\r
4798       catlen = 1;\r
4799       catt[0] = 0.0;\r
4800       cattlen = 1;\r
4801     }\r
4802 \r
4803     if (bdxtail != 0.0) {\r
4804       temp16alen = scale_expansion_zeroelim(bxtcalen, bxtca, bdxtail, temp16a);\r
4805       bxtcatlen = scale_expansion_zeroelim(catlen, cat, bdxtail, bxtcat);\r
4806       temp32alen = scale_expansion_zeroelim(bxtcatlen, bxtcat, 2.0 * bdx,\r
4807                                             temp32a);\r
4808       temp48len = fast_expansion_sum_zeroelim(temp16alen, temp16a,\r
4809                                               temp32alen, temp32a, temp48);\r
4810       finlength = fast_expansion_sum_zeroelim(finlength, finnow, temp48len,\r
4811                                               temp48, finother);\r
4812       finswap = finnow; finnow = finother; finother = finswap;\r
4813       if (cdytail != 0.0) {\r
4814         temp8len = scale_expansion_zeroelim(4, aa, bdxtail, temp8);\r
4815         temp16alen = scale_expansion_zeroelim(temp8len, temp8, cdytail,\r
4816                                               temp16a);\r
4817         finlength = fast_expansion_sum_zeroelim(finlength, finnow, temp16alen,\r
4818                                                 temp16a, finother);\r
4819         finswap = finnow; finnow = finother; finother = finswap;\r
4820       }\r
4821       if (adytail != 0.0) {\r
4822         temp8len = scale_expansion_zeroelim(4, cc, -bdxtail, temp8);\r
4823         temp16alen = scale_expansion_zeroelim(temp8len, temp8, adytail,\r
4824                                               temp16a);\r
4825         finlength = fast_expansion_sum_zeroelim(finlength, finnow, temp16alen,\r
4826                                                 temp16a, finother);\r
4827         finswap = finnow; finnow = finother; finother = finswap;\r
4828       }\r
4829 \r
4830       temp32alen = scale_expansion_zeroelim(bxtcatlen, bxtcat, bdxtail,\r
4831                                             temp32a);\r
4832       bxtcattlen = scale_expansion_zeroelim(cattlen, catt, bdxtail, bxtcatt);\r
4833       temp16alen = scale_expansion_zeroelim(bxtcattlen, bxtcatt, 2.0 * bdx,\r
4834                                             temp16a);\r
4835       temp16blen = scale_expansion_zeroelim(bxtcattlen, bxtcatt, bdxtail,\r
4836                                             temp16b);\r
4837       temp32blen = fast_expansion_sum_zeroelim(temp16alen, temp16a,\r
4838                                               temp16blen, temp16b, temp32b);\r
4839       temp64len = fast_expansion_sum_zeroelim(temp32alen, temp32a,\r
4840                                               temp32blen, temp32b, temp64);\r
4841       finlength = fast_expansion_sum_zeroelim(finlength, finnow, temp64len,\r
4842                                               temp64, finother);\r
4843       finswap = finnow; finnow = finother; finother = finswap;\r
4844     }\r
4845     if (bdytail != 0.0) {\r
4846       temp16alen = scale_expansion_zeroelim(bytcalen, bytca, bdytail, temp16a);\r
4847       bytcatlen = scale_expansion_zeroelim(catlen, cat, bdytail, bytcat);\r
4848       temp32alen = scale_expansion_zeroelim(bytcatlen, bytcat, 2.0 * bdy,\r
4849                                             temp32a);\r
4850       temp48len = fast_expansion_sum_zeroelim(temp16alen, temp16a,\r
4851                                               temp32alen, temp32a, temp48);\r
4852       finlength = fast_expansion_sum_zeroelim(finlength, finnow, temp48len,\r
4853                                               temp48, finother);\r
4854       finswap = finnow; finnow = finother; finother = finswap;\r
4855 \r
4856 \r
4857       temp32alen = scale_expansion_zeroelim(bytcatlen, bytcat, bdytail,\r
4858                                             temp32a);\r
4859       bytcattlen = scale_expansion_zeroelim(cattlen, catt, bdytail, bytcatt);\r
4860       temp16alen = scale_expansion_zeroelim(bytcattlen, bytcatt, 2.0 * bdy,\r
4861                                             temp16a);\r
4862       temp16blen = scale_expansion_zeroelim(bytcattlen, bytcatt, bdytail,\r
4863                                             temp16b);\r
4864       temp32blen = fast_expansion_sum_zeroelim(temp16alen, temp16a,\r
4865                                               temp16blen, temp16b, temp32b);\r
4866       temp64len = fast_expansion_sum_zeroelim(temp32alen, temp32a,\r
4867                                               temp32blen, temp32b, temp64);\r
4868       finlength = fast_expansion_sum_zeroelim(finlength, finnow, temp64len,\r
4869                                               temp64, finother);\r
4870       finswap = finnow; finnow = finother; finother = finswap;\r
4871     }\r
4872   }\r
4873   if ((cdxtail != 0.0) || (cdytail != 0.0)) {\r
4874     if ((adxtail != 0.0) || (adytail != 0.0)\r
4875         || (bdxtail != 0.0) || (bdytail != 0.0)) {\r
4876       Two_Product(adxtail, bdy, ti1, ti0);\r
4877       Two_Product(adx, bdytail, tj1, tj0);\r
4878       Two_Two_Sum(ti1, ti0, tj1, tj0, u3, u[2], u[1], u[0]);\r
4879       u[3] = u3;\r
4880       negate = -ady;\r
4881       Two_Product(bdxtail, negate, ti1, ti0);\r
4882       negate = -adytail;\r
4883       Two_Product(bdx, negate, tj1, tj0);\r
4884       Two_Two_Sum(ti1, ti0, tj1, tj0, v3, v[2], v[1], v[0]);\r
4885       v[3] = v3;\r
4886       abtlen = fast_expansion_sum_zeroelim(4, u, 4, v, abt);\r
4887 \r
4888       Two_Product(adxtail, bdytail, ti1, ti0);\r
4889       Two_Product(bdxtail, adytail, tj1, tj0);\r
4890       Two_Two_Diff(ti1, ti0, tj1, tj0, abtt3, abtt[2], abtt[1], abtt[0]);\r
4891       abtt[3] = abtt3;\r
4892       abttlen = 4;\r
4893     } else {\r
4894       abt[0] = 0.0;\r
4895       abtlen = 1;\r
4896       abtt[0] = 0.0;\r
4897       abttlen = 1;\r
4898     }\r
4899 \r
4900     if (cdxtail != 0.0) {\r
4901       temp16alen = scale_expansion_zeroelim(cxtablen, cxtab, cdxtail, temp16a);\r
4902       cxtabtlen = scale_expansion_zeroelim(abtlen, abt, cdxtail, cxtabt);\r
4903       temp32alen = scale_expansion_zeroelim(cxtabtlen, cxtabt, 2.0 * cdx,\r
4904                                             temp32a);\r
4905       temp48len = fast_expansion_sum_zeroelim(temp16alen, temp16a,\r
4906                                               temp32alen, temp32a, temp48);\r
4907       finlength = fast_expansion_sum_zeroelim(finlength, finnow, temp48len,\r
4908                                               temp48, finother);\r
4909       finswap = finnow; finnow = finother; finother = finswap;\r
4910       if (adytail != 0.0) {\r
4911         temp8len = scale_expansion_zeroelim(4, bb, cdxtail, temp8);\r
4912         temp16alen = scale_expansion_zeroelim(temp8len, temp8, adytail,\r
4913                                               temp16a);\r
4914         finlength = fast_expansion_sum_zeroelim(finlength, finnow, temp16alen,\r
4915                                                 temp16a, finother);\r
4916         finswap = finnow; finnow = finother; finother = finswap;\r
4917       }\r
4918       if (bdytail != 0.0) {\r
4919         temp8len = scale_expansion_zeroelim(4, aa, -cdxtail, temp8);\r
4920         temp16alen = scale_expansion_zeroelim(temp8len, temp8, bdytail,\r
4921                                               temp16a);\r
4922         finlength = fast_expansion_sum_zeroelim(finlength, finnow, temp16alen,\r
4923                                                 temp16a, finother);\r
4924         finswap = finnow; finnow = finother; finother = finswap;\r
4925       }\r
4926 \r
4927       temp32alen = scale_expansion_zeroelim(cxtabtlen, cxtabt, cdxtail,\r
4928                                             temp32a);\r
4929       cxtabttlen = scale_expansion_zeroelim(abttlen, abtt, cdxtail, cxtabtt);\r
4930       temp16alen = scale_expansion_zeroelim(cxtabttlen, cxtabtt, 2.0 * cdx,\r
4931                                             temp16a);\r
4932       temp16blen = scale_expansion_zeroelim(cxtabttlen, cxtabtt, cdxtail,\r
4933                                             temp16b);\r
4934       temp32blen = fast_expansion_sum_zeroelim(temp16alen, temp16a,\r
4935                                               temp16blen, temp16b, temp32b);\r
4936       temp64len = fast_expansion_sum_zeroelim(temp32alen, temp32a,\r
4937                                               temp32blen, temp32b, temp64);\r
4938       finlength = fast_expansion_sum_zeroelim(finlength, finnow, temp64len,\r
4939                                               temp64, finother);\r
4940       finswap = finnow; finnow = finother; finother = finswap;\r
4941     }\r
4942     if (cdytail != 0.0) {\r
4943       temp16alen = scale_expansion_zeroelim(cytablen, cytab, cdytail, temp16a);\r
4944       cytabtlen = scale_expansion_zeroelim(abtlen, abt, cdytail, cytabt);\r
4945       temp32alen = scale_expansion_zeroelim(cytabtlen, cytabt, 2.0 * cdy,\r
4946                                             temp32a);\r
4947       temp48len = fast_expansion_sum_zeroelim(temp16alen, temp16a,\r
4948                                               temp32alen, temp32a, temp48);\r
4949       finlength = fast_expansion_sum_zeroelim(finlength, finnow, temp48len,\r
4950                                               temp48, finother);\r
4951       finswap = finnow; finnow = finother; finother = finswap;\r
4952 \r
4953 \r
4954       temp32alen = scale_expansion_zeroelim(cytabtlen, cytabt, cdytail,\r
4955                                             temp32a);\r
4956       cytabttlen = scale_expansion_zeroelim(abttlen, abtt, cdytail, cytabtt);\r
4957       temp16alen = scale_expansion_zeroelim(cytabttlen, cytabtt, 2.0 * cdy,\r
4958                                             temp16a);\r
4959       temp16blen = scale_expansion_zeroelim(cytabttlen, cytabtt, cdytail,\r
4960                                             temp16b);\r
4961       temp32blen = fast_expansion_sum_zeroelim(temp16alen, temp16a,\r
4962                                               temp16blen, temp16b, temp32b);\r
4963       temp64len = fast_expansion_sum_zeroelim(temp32alen, temp32a,\r
4964                                               temp32blen, temp32b, temp64);\r
4965       finlength = fast_expansion_sum_zeroelim(finlength, finnow, temp64len,\r
4966                                               temp64, finother);\r
4967       finswap = finnow; finnow = finother; finother = finswap;\r
4968     }\r
4969   }\r
4970 \r
4971   return finnow[finlength - 1];\r
4972 }\r
4973 \r
4974 REAL incircle(pa, pb, pc, pd)\r
4975 point pa;\r
4976 point pb;\r
4977 point pc;\r
4978 point pd;\r
4979 {\r
4980   REAL adx, bdx, cdx, ady, bdy, cdy;\r
4981   REAL bdxcdy, cdxbdy, cdxady, adxcdy, adxbdy, bdxady;\r
4982   REAL alift, blift, clift;\r
4983   REAL det;\r
4984   REAL permanent, errbound;\r
4985 \r
4986   incirclecount++;\r
4987 \r
4988   adx = pa[0] - pd[0];\r
4989   bdx = pb[0] - pd[0];\r
4990   cdx = pc[0] - pd[0];\r
4991   ady = pa[1] - pd[1];\r
4992   bdy = pb[1] - pd[1];\r
4993   cdy = pc[1] - pd[1];\r
4994 \r
4995   bdxcdy = bdx * cdy;\r
4996   cdxbdy = cdx * bdy;\r
4997   alift = adx * adx + ady * ady;\r
4998 \r
4999   cdxady = cdx * ady;\r
5000   adxcdy = adx * cdy;\r
5001   blift = bdx * bdx + bdy * bdy;\r
5002 \r
5003   adxbdy = adx * bdy;\r
5004   bdxady = bdx * ady;\r
5005   clift = cdx * cdx + cdy * cdy;\r
5006 \r
5007   det = alift * (bdxcdy - cdxbdy)\r
5008       + blift * (cdxady - adxcdy)\r
5009       + clift * (adxbdy - bdxady);\r
5010 \r
5011   if (noexact) {\r
5012     return det;\r
5013   }\r
5014 \r
5015   permanent = (Absolute(bdxcdy) + Absolute(cdxbdy)) * alift\r
5016             + (Absolute(cdxady) + Absolute(adxcdy)) * blift\r
5017             + (Absolute(adxbdy) + Absolute(bdxady)) * clift;\r
5018   errbound = iccerrboundA * permanent;\r
5019   if ((det > errbound) || (-det > errbound)) {\r
5020     return det;\r
5021   }\r
5022 \r
5023   return incircleadapt(pa, pb, pc, pd, permanent);\r
5024 }\r
5025 \r
5026 /**                                                                         **/\r
5027 /**                                                                         **/\r
5028 /********* Determinant evaluation routines end here                  *********/\r
5029 \r
5030 /*****************************************************************************/\r
5031 /*                                                                           */\r
5032 /*  triangleinit()   Initialize some variables.                              */\r
5033 /*                                                                           */\r
5034 /*****************************************************************************/\r
5035 \r
5036 void triangleinit()\r
5037 {\r
5038   points.maxitems = triangles.maxitems = shelles.maxitems = viri.maxitems =\r
5039     badsegments.maxitems = badtriangles.maxitems = splaynodes.maxitems = 0l;\r
5040   points.itembytes = triangles.itembytes = shelles.itembytes = viri.itembytes =\r
5041     badsegments.itembytes = badtriangles.itembytes = splaynodes.itembytes = 0;\r
5042   recenttri.tri = (triangle *) NULL;    /* No triangle has been visited yet. */\r
5043   samples = 1;            /* Point location should take at least one sample. */\r
5044   checksegments = 0;      /* There are no segments in the triangulation yet. */\r
5045   incirclecount = counterclockcount = hyperbolacount = 0;\r
5046   circumcentercount = circletopcount = 0;\r
5047   randomseed = 1;\r
5048 \r
5049   exactinit();                     /* Initialize exact arithmetic constants. */\r
5050 }\r
5051 \r
5052 /*****************************************************************************/\r
5053 /*                                                                           */\r
5054 /*  randomnation()   Generate a random number between 0 and `choices' - 1.   */\r
5055 /*                                                                           */\r
5056 /*  This is a simple linear congruential random number generator.  Hence, it */\r
5057 /*  is a bad random number generator, but good enough for most randomized    */\r
5058 /*  geometric algorithms.                                                    */\r
5059 /*                                                                           */\r
5060 /*****************************************************************************/\r
5061 \r
5062 unsigned long randomnation(choices)\r
5063 unsigned int choices;\r
5064 {\r
5065   randomseed = (randomseed * 1366l + 150889l) % 714025l;\r
5066   return randomseed / (714025l / choices + 1);\r
5067 }\r
5068 \r
5069 /********* Mesh quality testing routines begin here                  *********/\r
5070 /**                                                                         **/\r
5071 /**                                                                         **/\r
5072 \r
5073 /*****************************************************************************/\r
5074 /*                                                                           */\r
5075 /*  checkmesh()   Test the mesh for topological consistency.                 */\r
5076 /*                                                                           */\r
5077 /*****************************************************************************/\r
5078 \r
5079 #ifndef REDUCED\r
5080 \r
5081 void checkmesh()\r
5082 {\r
5083   struct triedge triangleloop;\r
5084   struct triedge oppotri, oppooppotri;\r
5085   point triorg, tridest, triapex;\r
5086   point oppoorg, oppodest;\r
5087   int horrors;\r
5088   int saveexact;\r
5089   triangle ptr;                         /* Temporary variable used by sym(). */\r
5090 \r
5091   /* Temporarily turn on exact arithmetic if it's off. */\r
5092   saveexact = noexact;\r
5093   noexact = 0;\r
5094   if (!quiet) {\r
5095     printf("  Checking consistency of mesh...\n");\r
5096   }\r
5097   horrors = 0;\r
5098   /* Run through the list of triangles, checking each one. */\r
5099   traversalinit(&triangles);\r
5100   triangleloop.tri = triangletraverse();\r
5101   while (triangleloop.tri != (triangle *) NULL) {\r
5102     /* Check all three edges of the triangle. */\r
5103     for (triangleloop.orient = 0; triangleloop.orient < 3;\r
5104          triangleloop.orient++) {\r
5105       org(triangleloop, triorg);\r
5106       dest(triangleloop, tridest);\r
5107       if (triangleloop.orient == 0) {       /* Only test for inversion once. */\r
5108         /* Test if the triangle is flat or inverted. */\r
5109         apex(triangleloop, triapex);\r
5110         if (counterclockwise(triorg, tridest, triapex) <= 0.0) {\r
5111           printf("  !! !! Inverted ");\r
5112           printtriangle(&triangleloop);\r
5113           horrors++;\r
5114         }\r
5115       }\r
5116       /* Find the neighboring triangle on this edge. */\r
5117       sym(triangleloop, oppotri);\r
5118       if (oppotri.tri != dummytri) {\r
5119         /* Check that the triangle's neighbor knows it's a neighbor. */\r
5120         sym(oppotri, oppooppotri);\r
5121         if ((triangleloop.tri != oppooppotri.tri)\r
5122             || (triangleloop.orient != oppooppotri.orient)) {\r
5123           printf("  !! !! Asymmetric triangle-triangle bond:\n");\r
5124           if (triangleloop.tri == oppooppotri.tri) {\r
5125             printf("   (Right triangle, wrong orientation)\n");\r
5126           }\r
5127           printf("    First ");\r
5128           printtriangle(&triangleloop);\r
5129           printf("    Second (nonreciprocating) ");\r
5130           printtriangle(&oppotri);\r
5131           horrors++;\r
5132         }\r
5133         /* Check that both triangles agree on the identities */\r
5134         /*   of their shared vertices.                       */\r
5135         org(oppotri, oppoorg);\r
5136         dest(oppotri, oppodest);\r
5137         if ((triorg != oppodest) || (tridest != oppoorg)) {\r
5138           printf("  !! !! Mismatched edge coordinates between two triangles:\n"\r
5139                  );\r
5140           printf("    First mismatched ");\r
5141           printtriangle(&triangleloop);\r
5142           printf("    Second mismatched ");\r
5143           printtriangle(&oppotri);\r
5144           horrors++;\r
5145         }\r
5146       }\r
5147     }\r
5148     triangleloop.tri = triangletraverse();\r
5149   }\r
5150   if (horrors == 0) {\r
5151     if (!quiet) {\r
5152       printf("  In my studied opinion, the mesh appears to be consistent.\n");\r
5153     }\r
5154   } else if (horrors == 1) {\r
5155     printf("  !! !! !! !! Precisely one festering wound discovered.\n");\r
5156   } else {\r
5157     printf("  !! !! !! !! %d abominations witnessed.\n", horrors);\r
5158   }\r
5159   /* Restore the status of exact arithmetic. */\r
5160   noexact = saveexact;\r
5161 }\r
5162 \r
5163 #endif /* not REDUCED */\r
5164 \r
5165 /*****************************************************************************/\r
5166 /*                                                                           */\r
5167 /*  checkdelaunay()   Ensure that the mesh is (constrained) Delaunay.        */\r
5168 /*                                                                           */\r
5169 /*****************************************************************************/\r
5170 \r
5171 #ifndef REDUCED\r
5172 \r
5173 void checkdelaunay()\r
5174 {\r
5175   struct triedge triangleloop;\r
5176   struct triedge oppotri;\r
5177   struct edge opposhelle;\r
5178   point triorg, tridest, triapex;\r
5179   point oppoapex;\r
5180   int shouldbedelaunay;\r
5181   int horrors;\r
5182   int saveexact;\r
5183   triangle ptr;                         /* Temporary variable used by sym(). */\r
5184   shelle sptr;                      /* Temporary variable used by tspivot(). */\r
5185 \r
5186   /* Temporarily turn on exact arithmetic if it's off. */\r
5187   saveexact = noexact;\r
5188   noexact = 0;\r
5189   if (!quiet) {\r
5190     printf("  Checking Delaunay property of mesh...\n");\r
5191   }\r
5192   horrors = 0;\r
5193   /* Run through the list of triangles, checking each one. */\r
5194   traversalinit(&triangles);\r
5195   triangleloop.tri = triangletraverse();\r
5196   while (triangleloop.tri != (triangle *) NULL) {\r
5197     /* Check all three edges of the triangle. */\r
5198     for (triangleloop.orient = 0; triangleloop.orient < 3;\r
5199          triangleloop.orient++) {\r
5200       org(triangleloop, triorg);\r
5201       dest(triangleloop, tridest);\r
5202       apex(triangleloop, triapex);\r
5203       sym(triangleloop, oppotri);\r
5204       apex(oppotri, oppoapex);\r
5205       /* Only test that the edge is locally Delaunay if there is an   */\r
5206       /*   adjoining triangle whose pointer is larger (to ensure that */\r
5207       /*   each pair isn't tested twice).                             */\r
5208       shouldbedelaunay = (oppotri.tri != dummytri)\r
5209             && (triapex != (point) NULL) && (oppoapex != (point) NULL)\r
5210             && (triangleloop.tri < oppotri.tri);\r
5211       if (checksegments && shouldbedelaunay) {\r
5212         /* If a shell edge separates the triangles, then the edge is */\r
5213         /*   constrained, so no local Delaunay test should be done.  */\r
5214         tspivot(triangleloop, opposhelle);\r
5215         if (opposhelle.sh != dummysh){\r
5216           shouldbedelaunay = 0;\r
5217         }\r
5218       }\r
5219       if (shouldbedelaunay) {\r
5220         if (incircle(triorg, tridest, triapex, oppoapex) > 0.0) {\r
5221           printf("  !! !! Non-Delaunay pair of triangles:\n");\r
5222           printf("    First non-Delaunay ");\r
5223           printtriangle(&triangleloop);\r
5224           printf("    Second non-Delaunay ");\r
5225           printtriangle(&oppotri);\r
5226           horrors++;\r
5227         }\r
5228       }\r
5229     }\r
5230     triangleloop.tri = triangletraverse();\r
5231   }\r
5232   if (horrors == 0) {\r
5233     if (!quiet) {\r
5234       printf(\r
5235   "  By virtue of my perceptive intelligence, I declare the mesh Delaunay.\n");\r
5236     }\r
5237   } else if (horrors == 1) {\r
5238     printf(\r
5239          "  !! !! !! !! Precisely one terrifying transgression identified.\n");\r
5240   } else {\r
5241     printf("  !! !! !! !! %d obscenities viewed with horror.\n", horrors);\r
5242   }\r
5243   /* Restore the status of exact arithmetic. */\r
5244   noexact = saveexact;\r
5245 }\r
5246 \r
5247 #endif /* not REDUCED */\r
5248 \r
5249 /*****************************************************************************/\r
5250 /*                                                                           */\r
5251 /*  enqueuebadtri()   Add a bad triangle to the end of a queue.              */\r
5252 /*                                                                           */\r
5253 /*  The queue is actually a set of 64 queues.  I use multiple queues to give */\r
5254 /*  priority to smaller angles.  I originally implemented a heap, but the    */\r
5255 /*  queues are (to my surprise) much faster.                                 */\r
5256 /*                                                                           */\r
5257 /*****************************************************************************/\r
5258 \r
5259 #ifndef CDT_ONLY\r
5260 \r
5261 void enqueuebadtri(instri, angle, insapex, insorg, insdest)\r
5262 struct triedge *instri;\r
5263 REAL angle;\r
5264 point insapex;\r
5265 point insorg;\r
5266 point insdest;\r
5267 {\r
5268   struct badface *newface;\r
5269   int queuenumber;\r
5270 \r
5271   if (verbose > 2) {\r
5272     printf("  Queueing bad triangle:\n");\r
5273     printf("    (%.12g, %.12g) (%.12g, %.12g) (%.12g, %.12g)\n", insorg[0],\r
5274            insorg[1], insdest[0], insdest[1], insapex[0], insapex[1]);\r
5275   }\r
5276   /* Allocate space for the bad triangle. */\r
5277   newface = (struct badface *) poolalloc(&badtriangles);\r
5278   triedgecopy(*instri, newface->badfacetri);\r
5279   newface->key = angle;\r
5280   newface->faceapex = insapex;\r
5281   newface->faceorg = insorg;\r
5282   newface->facedest = insdest;\r
5283   newface->nextface = (struct badface *) NULL;\r
5284   /* Determine the appropriate queue to put the bad triangle into. */\r
5285   if (angle > 0.6) {\r
5286     queuenumber = (int) (160.0 * (angle - 0.6));\r
5287     if (queuenumber > 63) {\r
5288       queuenumber = 63;\r
5289     }\r
5290   } else {\r
5291     /* It's not a bad angle; put the triangle in the lowest-priority queue. */\r
5292     queuenumber = 0;\r
5293   }\r
5294   /* Add the triangle to the end of a queue. */\r
5295   *queuetail[queuenumber] = newface;\r
5296   /* Maintain a pointer to the NULL pointer at the end of the queue. */\r
5297   queuetail[queuenumber] = &newface->nextface;\r
5298 }\r
5299 \r
5300 #endif /* not CDT_ONLY */\r
5301 \r
5302 /*****************************************************************************/\r
5303 /*                                                                           */\r
5304 /*  dequeuebadtri()   Remove a triangle from the front of the queue.         */\r
5305 /*                                                                           */\r
5306 /*****************************************************************************/\r
5307 \r
5308 #ifndef CDT_ONLY\r
5309 \r
5310 struct badface *dequeuebadtri()\r
5311 {\r
5312   struct badface *result;\r
5313   int queuenumber;\r
5314 \r
5315   /* Look for a nonempty queue. */\r
5316   for (queuenumber = 63; queuenumber >= 0; queuenumber--) {\r
5317     result = queuefront[queuenumber];\r
5318     if (result != (struct badface *) NULL) {\r
5319       /* Remove the triangle from the queue. */\r
5320       queuefront[queuenumber] = result->nextface;\r
5321       /* Maintain a pointer to the NULL pointer at the end of the queue. */\r
5322       if (queuefront[queuenumber] == (struct badface *) NULL) {\r
5323         queuetail[queuenumber] = &queuefront[queuenumber];\r
5324       }\r
5325       return result;\r
5326     }\r
5327   }\r
5328   return (struct badface *) NULL;\r
5329 }\r
5330 \r
5331 #endif /* not CDT_ONLY */\r
5332 \r
5333 /*****************************************************************************/\r
5334 /*                                                                           */\r
5335 /*  checkedge4encroach()   Check a segment to see if it is encroached; add   */\r
5336 /*                         it to the list if it is.                          */\r
5337 /*                                                                           */\r
5338 /*  An encroached segment is an unflippable edge that has a point in its     */\r
5339 /*  diametral circle (that is, it faces an angle greater than 90 degrees).   */\r
5340 /*  This definition is due to Ruppert.                                       */\r
5341 /*                                                                           */\r
5342 /*  Returns a nonzero value if the edge is encroached.                       */\r
5343 /*                                                                           */\r
5344 /*****************************************************************************/\r
5345 \r
5346 #ifndef CDT_ONLY\r
5347 \r
5348 int checkedge4encroach(testedge)\r
5349 struct edge *testedge;\r
5350 {\r
5351   struct triedge neighbortri;\r
5352   struct edge testsym;\r
5353   struct edge *badedge;\r
5354   int addtolist;\r
5355   int sides;\r
5356   point eorg, edest, eapex;\r
5357   triangle ptr;                     /* Temporary variable used by stpivot(). */\r
5358 \r
5359   addtolist = 0;\r
5360   sides = 0;\r
5361 \r
5362   sorg(*testedge, eorg);\r
5363   sdest(*testedge, edest);\r
5364   /* Check one neighbor of the shell edge. */\r
5365   stpivot(*testedge, neighbortri);\r
5366   /* Does the neighbor exist, or is this a boundary edge? */\r
5367   if (neighbortri.tri != dummytri) {\r
5368     sides++;\r
5369     /* Find a vertex opposite this edge. */\r
5370     apex(neighbortri, eapex);\r
5371     /* Check whether the vertex is inside the diametral circle of the  */\r
5372     /*   shell edge.  Pythagoras' Theorem is used to check whether the */\r
5373     /*   angle at the vertex is greater than 90 degrees.               */\r
5374     if (eapex[0] * (eorg[0] + edest[0]) + eapex[1] * (eorg[1] + edest[1]) >\r
5375         eapex[0] * eapex[0] + eorg[0] * edest[0] +\r
5376         eapex[1] * eapex[1] + eorg[1] * edest[1]) {\r
5377       addtolist = 1;\r
5378     }\r
5379   }\r
5380   /* Check the other neighbor of the shell edge. */\r
5381   ssym(*testedge, testsym);\r
5382   stpivot(testsym, neighbortri);\r
5383   /* Does the neighbor exist, or is this a boundary edge? */\r
5384   if (neighbortri.tri != dummytri) {\r
5385     sides++;\r
5386     /* Find the other vertex opposite this edge. */\r
5387     apex(neighbortri, eapex);\r
5388     /* Check whether the vertex is inside the diametral circle of the  */\r
5389     /*   shell edge.  Pythagoras' Theorem is used to check whether the */\r
5390     /*   angle at the vertex is greater than 90 degrees.               */\r
5391     if (eapex[0] * (eorg[0] + edest[0]) +\r
5392         eapex[1] * (eorg[1] + edest[1]) >\r
5393         eapex[0] * eapex[0] + eorg[0] * edest[0] +\r
5394         eapex[1] * eapex[1] + eorg[1] * edest[1]) {\r
5395       addtolist += 2;\r
5396     }\r
5397   }\r
5398 \r
5399   if (addtolist && (!nobisect || ((nobisect == 1) && (sides == 2)))) {\r
5400     if (verbose > 2) {\r
5401       printf("  Queueing encroached segment (%.12g, %.12g) (%.12g, %.12g).\n",\r
5402              eorg[0], eorg[1], edest[0], edest[1]);\r
5403     }\r
5404     /* Add the shell edge to the list of encroached segments. */\r
5405     /*   Be sure to get the orientation right.                */\r
5406     badedge = (struct edge *) poolalloc(&badsegments);\r
5407     if (addtolist == 1) {\r
5408       shellecopy(*testedge, *badedge);\r
5409     } else {\r
5410       shellecopy(testsym, *badedge);\r
5411     }\r
5412   }\r
5413   return addtolist;\r
5414 }\r
5415 \r
5416 #endif /* not CDT_ONLY */\r
5417 \r
5418 /*****************************************************************************/\r
5419 /*                                                                           */\r
5420 /*  testtriangle()   Test a face for quality measures.                       */\r
5421 /*                                                                           */\r
5422 /*  Tests a triangle to see if it satisfies the minimum angle condition and  */\r
5423 /*  the maximum area condition.  Triangles that aren't up to spec are added  */\r
5424 /*  to the bad triangle queue.                                               */\r
5425 /*                                                                           */\r
5426 /*****************************************************************************/\r
5427 \r
5428 #ifndef CDT_ONLY\r
5429 \r
5430 void testtriangle(testtri)\r
5431 struct triedge *testtri;\r
5432 {\r
5433   struct triedge sametesttri;\r
5434   struct edge edge1, edge2;\r
5435   point torg, tdest, tapex;\r
5436   point anglevertex;\r
5437   REAL dxod, dyod, dxda, dyda, dxao, dyao;\r
5438   REAL dxod2, dyod2, dxda2, dyda2, dxao2, dyao2;\r
5439   REAL apexlen, orglen, destlen;\r
5440   REAL angle;\r
5441   REAL area;\r
5442   shelle sptr;                      /* Temporary variable used by tspivot(). */\r
5443 \r
5444   org(*testtri, torg);\r
5445   dest(*testtri, tdest);\r
5446   apex(*testtri, tapex);\r
5447   dxod = torg[0] - tdest[0];\r
5448   dyod = torg[1] - tdest[1];\r
5449   dxda = tdest[0] - tapex[0];\r
5450   dyda = tdest[1] - tapex[1];\r
5451   dxao = tapex[0] - torg[0];\r
5452   dyao = tapex[1] - torg[1];\r
5453   dxod2 = dxod * dxod;\r
5454   dyod2 = dyod * dyod;\r
5455   dxda2 = dxda * dxda;\r
5456   dyda2 = dyda * dyda;\r
5457   dxao2 = dxao * dxao;\r
5458   dyao2 = dyao * dyao;\r
5459   /* Find the lengths of the triangle's three edges. */\r
5460   apexlen = dxod2 + dyod2;\r
5461   orglen = dxda2 + dyda2;\r
5462   destlen = dxao2 + dyao2;\r
5463   if ((apexlen < orglen) && (apexlen < destlen)) {\r
5464     /* The edge opposite the apex is shortest. */\r
5465     /* Find the square of the cosine of the angle at the apex. */\r
5466     angle = dxda * dxao + dyda * dyao;\r
5467     angle = angle * angle / (orglen * destlen);\r
5468     anglevertex = tapex;\r
5469     lnext(*testtri, sametesttri);\r
5470     tspivot(sametesttri, edge1);\r
5471     lnextself(sametesttri);\r
5472     tspivot(sametesttri, edge2);\r
5473   } else if (orglen < destlen) {\r
5474     /* The edge opposite the origin is shortest. */\r
5475     /* Find the square of the cosine of the angle at the origin. */\r
5476     angle = dxod * dxao + dyod * dyao;\r
5477     angle = angle * angle / (apexlen * destlen);\r
5478     anglevertex = torg;\r
5479     tspivot(*testtri, edge1);\r
5480     lprev(*testtri, sametesttri);\r
5481     tspivot(sametesttri, edge2);\r
5482   } else {\r
5483     /* The edge opposite the destination is shortest. */\r
5484     /* Find the square of the cosine of the angle at the destination. */\r
5485     angle = dxod * dxda + dyod * dyda;\r
5486     angle = angle * angle / (apexlen * orglen);\r
5487     anglevertex = tdest;\r
5488     tspivot(*testtri, edge1);\r
5489     lnext(*testtri, sametesttri);\r
5490     tspivot(sametesttri, edge2);\r
5491   }\r
5492   /* Check if both edges that form the angle are segments. */\r
5493   if ((edge1.sh != dummysh) && (edge2.sh != dummysh)) {\r
5494     /* The angle is a segment intersection. */\r
5495     if ((angle > 0.9924) && !quiet) {                  /* Roughly 5 degrees. */\r
5496       if (angle > 1.0) {\r
5497         /* Beware of a floating exception in acos(). */\r
5498         angle = 1.0;\r
5499       }\r
5500       /* Find the actual angle in degrees, for printing. */\r
5501       angle = acos(sqrt(angle)) * (180.0 / PI);\r
5502       printf(\r
5503       "Warning:  Small angle (%.4g degrees) between segments at point\n",\r
5504              angle);\r
5505       printf("  (%.12g, %.12g)\n", anglevertex[0], anglevertex[1]);\r
5506     }\r
5507     /* Don't add this bad triangle to the list; there's nothing that */\r
5508     /*   can be done about a small angle between two segments.       */\r
5509     angle = 0.0;\r
5510   }\r
5511   /* Check whether the angle is smaller than permitted. */\r
5512   if (angle > goodangle) {\r
5513     /* Add this triangle to the list of bad triangles. */\r
5514     enqueuebadtri(testtri, angle, tapex, torg, tdest);\r
5515     return;\r
5516   }\r
5517   if (vararea || fixedarea) {\r
5518     /* Check whether the area is larger than permitted. */\r
5519     area = 0.5 * (dxod * dyda - dyod * dxda);\r
5520     if (fixedarea && (area > maxarea)) {\r
5521       /* Add this triangle to the list of bad triangles. */\r
5522       enqueuebadtri(testtri, angle, tapex, torg, tdest);\r
5523     } else if (vararea) {\r
5524       /* Nonpositive area constraints are treated as unconstrained. */\r
5525       if ((area > areabound(*testtri)) && (areabound(*testtri) > 0.0)) {\r
5526         /* Add this triangle to the list of bad triangles. */\r
5527         enqueuebadtri(testtri, angle, tapex, torg, tdest);\r
5528       }\r
5529     }\r
5530   }\r
5531 }\r
5532 \r
5533 #endif /* not CDT_ONLY */\r
5534 \r
5535 /**                                                                         **/\r
5536 /**                                                                         **/\r
5537 /********* Mesh quality testing routines end here                    *********/\r
5538 \r
5539 /********* Point location routines begin here                        *********/\r
5540 /**                                                                         **/\r
5541 /**                                                                         **/\r
5542 \r
5543 /*****************************************************************************/\r
5544 /*                                                                           */\r
5545 /*  makepointmap()   Construct a mapping from points to triangles to improve  */\r
5546 /*                  the speed of point location for segment insertion.       */\r
5547 /*                                                                           */\r
5548 /*  Traverses all the triangles, and provides each corner of each triangle   */\r
5549 /*  with a pointer to that triangle.  Of course, pointers will be            */\r
5550 /*  overwritten by other pointers because (almost) each point is a corner    */\r
5551 /*  of several triangles, but in the end every point will point to some      */\r
5552 /*  triangle that contains it.                                               */\r
5553 /*                                                                           */\r
5554 /*****************************************************************************/\r
5555 \r
5556 void makepointmap()\r
5557 {\r
5558   struct triedge triangleloop;\r
5559   point triorg;\r
5560 \r
5561   if (verbose) {\r
5562     printf("    Constructing mapping from points to triangles.\n");\r
5563   }\r
5564   traversalinit(&triangles);\r
5565   triangleloop.tri = triangletraverse();\r
5566   while (triangleloop.tri != (triangle *) NULL) {\r
5567     /* Check all three points of the triangle. */\r
5568     for (triangleloop.orient = 0; triangleloop.orient < 3;\r
5569          triangleloop.orient++) {\r
5570       org(triangleloop, triorg);\r
5571       setpoint2tri(triorg, encode(triangleloop));\r
5572     }\r
5573     triangleloop.tri = triangletraverse();\r
5574   }\r
5575 }\r
5576 \r
5577 /*****************************************************************************/\r
5578 /*                                                                           */\r
5579 /*  preciselocate()   Find a triangle or edge containing a given point.      */\r
5580 /*                                                                           */\r
5581 /*  Begins its search from `searchtri'.  It is important that `searchtri'    */\r
5582 /*  be a handle with the property that `searchpoint' is strictly to the left */\r
5583 /*  of the edge denoted by `searchtri', or is collinear with that edge and   */\r
5584 /*  does not intersect that edge.  (In particular, `searchpoint' should not  */\r
5585 /*  be the origin or destination of that edge.)                              */\r
5586 /*                                                                           */\r
5587 /*  These conditions are imposed because preciselocate() is normally used in */\r
5588 /*  one of two situations:                                                   */\r
5589 /*                                                                           */\r
5590 /*  (1)  To try to find the location to insert a new point.  Normally, we    */\r
5591 /*       know an edge that the point is strictly to the left of.  In the     */\r
5592 /*       incremental Delaunay algorithm, that edge is a bounding box edge.   */\r
5593 /*       In Ruppert's Delaunay refinement algorithm for quality meshing,     */\r
5594 /*       that edge is the shortest edge of the triangle whose circumcenter   */\r
5595 /*       is being inserted.                                                  */\r
5596 /*                                                                           */\r
5597 /*  (2)  To try to find an existing point.  In this case, any edge on the    */\r
5598 /*       convex hull is a good starting edge.  The possibility that the      */\r
5599 /*       vertex one seeks is an endpoint of the starting edge must be        */\r
5600 /*       screened out before preciselocate() is called.                      */\r
5601 /*                                                                           */\r
5602 /*  On completion, `searchtri' is a triangle that contains `searchpoint'.    */\r
5603 /*                                                                           */\r
5604 /*  This implementation differs from that given by Guibas and Stolfi.  It    */\r
5605 /*  walks from triangle to triangle, crossing an edge only if `searchpoint'  */\r
5606 /*  is on the other side of the line containing that edge.  After entering   */\r
5607 /*  a triangle, there are two edges by which one can leave that triangle.    */\r
5608 /*  If both edges are valid (`searchpoint' is on the other side of both      */\r
5609 /*  edges), one of the two is chosen by drawing a line perpendicular to      */\r
5610 /*  the entry edge (whose endpoints are `forg' and `fdest') passing through  */\r
5611 /*  `fapex'.  Depending on which side of this perpendicular `searchpoint'    */\r
5612 /*  falls on, an exit edge is chosen.                                        */\r
5613 /*                                                                           */\r
5614 /*  This implementation is empirically faster than the Guibas and Stolfi     */\r
5615 /*  point location routine (which I originally used), which tends to spiral  */\r
5616 /*  in toward its target.                                                    */\r
5617 /*                                                                           */\r
5618 /*  Returns ONVERTEX if the point lies on an existing vertex.  `searchtri'   */\r
5619 /*  is a handle whose origin is the existing vertex.                         */\r
5620 /*                                                                           */\r
5621 /*  Returns ONEDGE if the point lies on a mesh edge.  `searchtri' is a       */\r
5622 /*  handle whose primary edge is the edge on which the point lies.           */\r
5623 /*                                                                           */\r
5624 /*  Returns INTRIANGLE if the point lies strictly within a triangle.         */\r
5625 /*  `searchtri' is a handle on the triangle that contains the point.         */\r
5626 /*                                                                           */\r
5627 /*  Returns OUTSIDE if the point lies outside the mesh.  `searchtri' is a    */\r
5628 /*  handle whose primary edge the point is to the right of.  This might      */\r
5629 /*  occur when the circumcenter of a triangle falls just slightly outside    */\r
5630 /*  the mesh due to floating-point roundoff error.  It also occurs when      */\r
5631 /*  seeking a hole or region point that a foolish user has placed outside    */\r
5632 /*  the mesh.                                                                */\r
5633 /*                                                                           */\r
5634 /*  WARNING:  This routine is designed for convex triangulations, and will   */\r
5635 /*  not generally work after the holes and concavities have been carved.     */\r
5636 /*  However, it can still be used to find the circumcenter of a triangle, as */\r
5637 /*  long as the search is begun from the triangle in question.               */\r
5638 /*                                                                           */\r
5639 /*****************************************************************************/\r
5640 \r
5641 enum locateresult preciselocate(searchpoint, searchtri)\r
5642 point searchpoint;\r
5643 struct triedge *searchtri;\r
5644 {\r
5645   struct triedge backtracktri;\r
5646   point forg, fdest, fapex;\r
5647   point swappoint;\r
5648   REAL orgorient, destorient;\r
5649   int moveleft;\r
5650   triangle ptr;                         /* Temporary variable used by sym(). */\r
5651 \r
5652   if (verbose > 2) {\r
5653     printf("  Searching for point (%.12g, %.12g).\n",\r
5654            searchpoint[0], searchpoint[1]);\r
5655   }\r
5656   /* Where are we? */\r
5657   org(*searchtri, forg);\r
5658   dest(*searchtri, fdest);\r
5659   apex(*searchtri, fapex);\r
5660   while (1) {\r
5661     if (verbose > 2) {\r
5662       printf("    At (%.12g, %.12g) (%.12g, %.12g) (%.12g, %.12g)\n",\r
5663              forg[0], forg[1], fdest[0], fdest[1], fapex[0], fapex[1]);\r
5664     }\r
5665     /* Check whether the apex is the point we seek. */\r
5666     if ((fapex[0] == searchpoint[0]) && (fapex[1] == searchpoint[1])) {\r
5667       lprevself(*searchtri);\r
5668       return ONVERTEX;\r
5669     }\r
5670     /* Does the point lie on the other side of the line defined by the */\r
5671     /*   triangle edge opposite the triangle's destination?            */\r
5672     destorient = counterclockwise(forg, fapex, searchpoint);\r
5673     /* Does the point lie on the other side of the line defined by the */\r
5674     /*   triangle edge opposite the triangle's origin?                 */\r
5675     orgorient = counterclockwise(fapex, fdest, searchpoint);\r
5676     if (destorient > 0.0) {\r
5677       if (orgorient > 0.0) {\r
5678         /* Move left if the inner product of (fapex - searchpoint) and  */\r
5679         /*   (fdest - forg) is positive.  This is equivalent to drawing */\r
5680         /*   a line perpendicular to the line (forg, fdest) passing     */\r
5681         /*   through `fapex', and determining which side of this line   */\r
5682         /*   `searchpoint' falls on.                                    */\r
5683         moveleft = (fapex[0] - searchpoint[0]) * (fdest[0] - forg[0]) +\r
5684                    (fapex[1] - searchpoint[1]) * (fdest[1] - forg[1]) > 0.0;\r
5685       } else {\r
5686         moveleft = 1;\r
5687       }\r
5688     } else {\r
5689       if (orgorient > 0.0) {\r
5690         moveleft = 0;\r
5691       } else {\r
5692         /* The point we seek must be on the boundary of or inside this */\r
5693         /*   triangle.                                                 */\r
5694         if (destorient == 0.0) {\r
5695           lprevself(*searchtri);\r
5696           return ONEDGE;\r
5697         }\r
5698         if (orgorient == 0.0) {\r
5699           lnextself(*searchtri);\r
5700           return ONEDGE;\r
5701         }\r
5702         return INTRIANGLE;\r
5703       }\r
5704     }\r
5705 \r
5706     /* Move to another triangle.  Leave a trace `backtracktri' in case */\r
5707     /*   floating-point roundoff or some such bogey causes us to walk  */\r
5708     /*   off a boundary of the triangulation.  We can just bounce off  */\r
5709     /*   the boundary as if it were an elastic band.                   */\r
5710     if (moveleft) {\r
5711       lprev(*searchtri, backtracktri);\r
5712       fdest = fapex;\r
5713     } else {\r
5714       lnext(*searchtri, backtracktri);\r
5715       forg = fapex;\r
5716     }\r
5717     sym(backtracktri, *searchtri);\r
5718 \r
5719     /* Check for walking off the edge. */\r
5720     if (searchtri->tri == dummytri) {\r
5721       /* Turn around. */\r
5722       triedgecopy(backtracktri, *searchtri);\r
5723       swappoint = forg;\r
5724       forg = fdest;\r
5725       fdest = swappoint;\r
5726       apex(*searchtri, fapex);\r
5727       /* Check if the point really is beyond the triangulation boundary. */\r
5728       destorient = counterclockwise(forg, fapex, searchpoint);\r
5729       orgorient = counterclockwise(fapex, fdest, searchpoint);\r
5730       if ((orgorient < 0.0) && (destorient < 0.0)) {\r
5731         return OUTSIDE;\r
5732       }\r
5733     } else {\r
5734       apex(*searchtri, fapex);\r
5735     }\r
5736   }\r
5737 }\r
5738 \r
5739 /*****************************************************************************/\r
5740 /*                                                                           */\r
5741 /*  locate()   Find a triangle or edge containing a given point.             */\r
5742 /*                                                                           */\r
5743 /*  Searching begins from one of:  the input `searchtri', a recently         */\r
5744 /*  encountered triangle `recenttri', or from a triangle chosen from a       */\r
5745 /*  random sample.  The choice is made by determining which triangle's       */\r
5746 /*  origin is closest to the point we are searcing for.  Normally,           */\r
5747 /*  `searchtri' should be a handle on the convex hull of the triangulation.  */\r
5748 /*                                                                           */\r
5749 /*  Details on the random sampling method can be found in the Mucke, Saias,  */\r
5750 /*  and Zhu paper cited in the header of this code.                          */\r
5751 /*                                                                           */\r
5752 /*  On completion, `searchtri' is a triangle that contains `searchpoint'.    */\r
5753 /*                                                                           */\r
5754 /*  Returns ONVERTEX if the point lies on an existing vertex.  `searchtri'   */\r
5755 /*  is a handle whose origin is the existing vertex.                         */\r
5756 /*                                                                           */\r
5757 /*  Returns ONEDGE if the point lies on a mesh edge.  `searchtri' is a       */\r
5758 /*  handle whose primary edge is the edge on which the point lies.           */\r
5759 /*                                                                           */\r
5760 /*  Returns INTRIANGLE if the point lies strictly within a triangle.         */\r
5761 /*  `searchtri' is a handle on the triangle that contains the point.         */\r
5762 /*                                                                           */\r
5763 /*  Returns OUTSIDE if the point lies outside the mesh.  `searchtri' is a    */\r
5764 /*  handle whose primary edge the point is to the right of.  This might      */\r
5765 /*  occur when the circumcenter of a triangle falls just slightly outside    */\r
5766 /*  the mesh due to floating-point roundoff error.  It also occurs when      */\r
5767 /*  seeking a hole or region point that a foolish user has placed outside    */\r
5768 /*  the mesh.                                                                */\r
5769 /*                                                                           */\r
5770 /*  WARNING:  This routine is designed for convex triangulations, and will   */\r
5771 /*  not generally work after the holes and concavities have been carved.     */\r
5772 /*                                                                           */\r
5773 /*****************************************************************************/\r
5774 \r
5775 enum locateresult locate(searchpoint, searchtri)\r
5776 point searchpoint;\r
5777 struct triedge *searchtri;\r
5778 {\r
5779   VOID **sampleblock;\r
5780   triangle *firsttri;\r
5781   struct triedge sampletri;\r
5782   point torg, tdest;\r
5783   unsigned long alignptr;\r
5784   REAL searchdist, dist;\r
5785   REAL ahead;\r
5786   long sampleblocks, samplesperblock, samplenum;\r
5787   long triblocks;\r
5788   long i, j;\r
5789   triangle ptr;                         /* Temporary variable used by sym(). */\r
5790 \r
5791   if (verbose > 2) {\r
5792     printf("  Randomly sampling for a triangle near point (%.12g, %.12g).\n",\r
5793            searchpoint[0], searchpoint[1]);\r
5794   }\r
5795   /* Record the distance from the suggested starting triangle to the */\r
5796   /*   point we seek.                                                */\r
5797   org(*searchtri, torg);\r
5798   searchdist = (searchpoint[0] - torg[0]) * (searchpoint[0] - torg[0])\r
5799              + (searchpoint[1] - torg[1]) * (searchpoint[1] - torg[1]);\r
5800   if (verbose > 2) {\r
5801     printf("    Boundary triangle has origin (%.12g, %.12g).\n",\r
5802            torg[0], torg[1]);\r
5803   }\r
5804 \r
5805   /* If a recently encountered triangle has been recorded and has not been */\r
5806   /*   deallocated, test it as a good starting point.                      */\r
5807   if (recenttri.tri != (triangle *) NULL) {\r
5808     if (recenttri.tri[3] != (triangle) NULL) {\r
5809       org(recenttri, torg);\r
5810       if ((torg[0] == searchpoint[0]) && (torg[1] == searchpoint[1])) {\r
5811         triedgecopy(recenttri, *searchtri);\r
5812         return ONVERTEX;\r
5813       }\r
5814       dist = (searchpoint[0] - torg[0]) * (searchpoint[0] - torg[0])\r
5815            + (searchpoint[1] - torg[1]) * (searchpoint[1] - torg[1]);\r
5816       if (dist < searchdist) {\r
5817         triedgecopy(recenttri, *searchtri);\r
5818         searchdist = dist;\r
5819         if (verbose > 2) {\r
5820           printf("    Choosing recent triangle with origin (%.12g, %.12g).\n",\r
5821                  torg[0], torg[1]);\r
5822         }\r
5823       }\r
5824     }\r
5825   }\r
5826 \r
5827   /* The number of random samples taken is proportional to the cube root of */\r
5828   /*   the number of triangles in the mesh.  The next bit of code assumes   */\r
5829   /*   that the number of triangles increases monotonically.                */\r
5830   while (SAMPLEFACTOR * samples * samples * samples < triangles.items) {\r
5831     samples++;\r
5832   }\r
5833   triblocks = (triangles.maxitems + TRIPERBLOCK - 1) / TRIPERBLOCK;\r
5834   samplesperblock = 1 + (samples / triblocks);\r
5835   sampleblocks = samples / samplesperblock;\r
5836   sampleblock = triangles.firstblock;\r
5837   sampletri.orient = 0;\r
5838   for (i = 0; i < sampleblocks; i++) {\r
5839     alignptr = (unsigned long) (sampleblock + 1);\r
5840     firsttri = (triangle *) (alignptr + (unsigned long) triangles.alignbytes\r
5841                           - (alignptr % (unsigned long) triangles.alignbytes));\r
5842     for (j = 0; j < samplesperblock; j++) {\r
5843       if (i == triblocks - 1) {\r
5844         samplenum = randomnation((int)\r
5845                                  (triangles.maxitems - (i * TRIPERBLOCK)));\r
5846       } else {\r
5847         samplenum = randomnation(TRIPERBLOCK);\r
5848       }\r
5849       sampletri.tri = (triangle *)\r
5850                       (firsttri + (samplenum * triangles.itemwords));\r
5851       if (sampletri.tri[3] != (triangle) NULL) {\r
5852         org(sampletri, torg);\r
5853         dist = (searchpoint[0] - torg[0]) * (searchpoint[0] - torg[0])\r
5854              + (searchpoint[1] - torg[1]) * (searchpoint[1] - torg[1]);\r
5855         if (dist < searchdist) {\r
5856           triedgecopy(sampletri, *searchtri);\r
5857           searchdist = dist;\r
5858           if (verbose > 2) {\r
5859             printf("    Choosing triangle with origin (%.12g, %.12g).\n",\r
5860                    torg[0], torg[1]);\r
5861           }\r
5862         }\r
5863       }\r
5864     }\r
5865     sampleblock = (VOID **) *sampleblock;\r
5866   }\r
5867   /* Where are we? */\r
5868   org(*searchtri, torg);\r
5869   dest(*searchtri, tdest);\r
5870   /* Check the starting triangle's vertices. */\r
5871   if ((torg[0] == searchpoint[0]) && (torg[1] == searchpoint[1])) {\r
5872     return ONVERTEX;\r
5873   }\r
5874   if ((tdest[0] == searchpoint[0]) && (tdest[1] == searchpoint[1])) {\r
5875     lnextself(*searchtri);\r
5876     return ONVERTEX;\r
5877   }\r
5878   /* Orient `searchtri' to fit the preconditions of calling preciselocate(). */\r
5879   ahead = counterclockwise(torg, tdest, searchpoint);\r
5880   if (ahead < 0.0) {\r
5881     /* Turn around so that `searchpoint' is to the left of the */\r
5882     /*   edge specified by `searchtri'.                        */\r
5883     symself(*searchtri);\r
5884   } else if (ahead == 0.0) {\r
5885     /* Check if `searchpoint' is between `torg' and `tdest'. */\r
5886     if (((torg[0] < searchpoint[0]) == (searchpoint[0] < tdest[0]))\r
5887         && ((torg[1] < searchpoint[1]) == (searchpoint[1] < tdest[1]))) {\r
5888       return ONEDGE;\r
5889     }\r
5890   }\r
5891   return preciselocate(searchpoint, searchtri);\r
5892 }\r
5893 \r
5894 /**                                                                         **/\r
5895 /**                                                                         **/\r
5896 /********* Point location routines end here                          *********/\r
5897 \r
5898 /********* Mesh transformation routines begin here                   *********/\r
5899 /**                                                                         **/\r
5900 /**                                                                         **/\r
5901 \r
5902 /*****************************************************************************/\r
5903 /*                                                                           */\r
5904 /*  insertshelle()   Create a new shell edge and insert it between two       */\r
5905 /*                   triangles.                                              */\r
5906 /*                                                                           */\r
5907 /*  The new shell edge is inserted at the edge described by the handle       */\r
5908 /*  `tri'.  Its vertices are properly initialized.  The marker `shellemark'  */\r
5909 /*  is applied to the shell edge and, if appropriate, its vertices.          */\r
5910 /*                                                                           */\r
5911 /*****************************************************************************/\r
5912 \r
5913 void insertshelle(tri, shellemark)\r
5914 struct triedge *tri;          /* Edge at which to insert the new shell edge. */\r
5915 int shellemark;                            /* Marker for the new shell edge. */\r
5916 {\r
5917   struct triedge oppotri;\r
5918   struct edge newshelle;\r
5919   point triorg, tridest;\r
5920   triangle ptr;                         /* Temporary variable used by sym(). */\r
5921   shelle sptr;                      /* Temporary variable used by tspivot(). */\r
5922 \r
5923   /* Mark points if possible. */\r
5924   org(*tri, triorg);\r
5925   dest(*tri, tridest);\r
5926   if (pointmark(triorg) == 0) {\r
5927     setpointmark(triorg, shellemark);\r
5928   }\r
5929   if (pointmark(tridest) == 0) {\r
5930     setpointmark(tridest, shellemark);\r
5931   }\r
5932   /* Check if there's already a shell edge here. */\r
5933   tspivot(*tri, newshelle);\r
5934   if (newshelle.sh == dummysh) {\r
5935     /* Make new shell edge and initialize its vertices. */\r
5936     makeshelle(&newshelle);\r
5937     setsorg(newshelle, tridest);\r
5938     setsdest(newshelle, triorg);\r
5939     /* Bond new shell edge to the two triangles it is sandwiched between. */\r
5940     /*   Note that the facing triangle `oppotri' might be equal to        */\r
5941     /*   `dummytri' (outer space), but the new shell edge is bonded to it */\r
5942     /*   all the same.                                                    */\r
5943     tsbond(*tri, newshelle);\r
5944     sym(*tri, oppotri);\r
5945     ssymself(newshelle);\r
5946     tsbond(oppotri, newshelle);\r
5947     setmark(newshelle, shellemark);\r
5948     if (verbose > 2) {\r
5949       printf("  Inserting new ");\r
5950       printshelle(&newshelle);\r
5951     }\r
5952   } else {\r
5953     if (mark(newshelle) == 0) {\r
5954       setmark(newshelle, shellemark);\r
5955     }\r
5956   }\r
5957 }\r
5958 \r
5959 /*****************************************************************************/\r
5960 /*                                                                           */\r
5961 /*  Terminology                                                              */\r
5962 /*                                                                           */\r
5963 /*  A "local transformation" replaces a small set of triangles with another  */\r
5964 /*  set of triangles.  This may or may not involve inserting or deleting a   */\r
5965 /*  point.                                                                   */\r
5966 /*                                                                           */\r
5967 /*  The term "casing" is used to describe the set of triangles that are      */\r
5968 /*  attached to the triangles being transformed, but are not transformed     */\r
5969 /*  themselves.  Think of the casing as a fixed hollow structure inside      */\r
5970 /*  which all the action happens.  A "casing" is only defined relative to    */\r
5971 /*  a single transformation; each occurrence of a transformation will        */\r
5972 /*  involve a different casing.                                              */\r
5973 /*                                                                           */\r
5974 /*  A "shell" is similar to a "casing".  The term "shell" describes the set  */\r
5975 /*  of shell edges (if any) that are attached to the triangles being         */\r
5976 /*  transformed.  However, I sometimes use "shell" to refer to a single      */\r
5977 /*  shell edge, so don't get confused.                                       */\r
5978 /*                                                                           */\r
5979 /*****************************************************************************/\r
5980 \r
5981 /*****************************************************************************/\r
5982 /*                                                                           */\r
5983 /*  flip()   Transform two triangles to two different triangles by flipping  */\r
5984 /*           an edge within a quadrilateral.                                 */\r
5985 /*                                                                           */\r
5986 /*  Imagine the original triangles, abc and bad, oriented so that the        */\r
5987 /*  shared edge ab lies in a horizontal plane, with the point b on the left  */\r
5988 /*  and the point a on the right.  The point c lies below the edge, and the  */\r
5989 /*  point d lies above the edge.  The `flipedge' handle holds the edge ab    */\r
5990 /*  of triangle abc, and is directed left, from vertex a to vertex b.        */\r
5991 /*                                                                           */\r
5992 /*  The triangles abc and bad are deleted and replaced by the triangles cdb  */\r
5993 /*  and dca.  The triangles that represent abc and bad are NOT deallocated;  */\r
5994 /*  they are reused for dca and cdb, respectively.  Hence, any handles that  */\r
5995 /*  may have held the original triangles are still valid, although not       */\r
5996 /*  directed as they were before.                                            */\r
5997 /*                                                                           */\r
5998 /*  Upon completion of this routine, the `flipedge' handle holds the edge    */\r
5999 /*  dc of triangle dca, and is directed down, from vertex d to vertex c.     */\r
6000 /*  (Hence, the two triangles have rotated counterclockwise.)                */\r
6001 /*                                                                           */\r
6002 /*  WARNING:  This transformation is geometrically valid only if the         */\r
6003 /*  quadrilateral adbc is convex.  Furthermore, this transformation is       */\r
6004 /*  valid only if there is not a shell edge between the triangles abc and    */\r
6005 /*  bad.  This routine does not check either of these preconditions, and     */\r
6006 /*  it is the responsibility of the calling routine to ensure that they are  */\r
6007 /*  met.  If they are not, the streets shall be filled with wailing and      */\r
6008 /*  gnashing of teeth.                                                       */\r
6009 /*                                                                           */\r
6010 /*****************************************************************************/\r
6011 \r
6012 void flip(flipedge)\r
6013 struct triedge *flipedge;                    /* Handle for the triangle abc. */\r
6014 {\r
6015   struct triedge botleft, botright;\r
6016   struct triedge topleft, topright;\r
6017   struct triedge top;\r
6018   struct triedge botlcasing, botrcasing;\r
6019   struct triedge toplcasing, toprcasing;\r
6020   struct edge botlshelle, botrshelle;\r
6021   struct edge toplshelle, toprshelle;\r
6022   point leftpoint, rightpoint, botpoint;\r
6023   point farpoint;\r
6024   triangle ptr;                         /* Temporary variable used by sym(). */\r
6025   shelle sptr;                      /* Temporary variable used by tspivot(). */\r
6026 \r
6027   /* Identify the vertices of the quadrilateral. */\r
6028   org(*flipedge, rightpoint);\r
6029   dest(*flipedge, leftpoint);\r
6030   apex(*flipedge, botpoint);\r
6031   sym(*flipedge, top);\r
6032 #ifdef SELF_CHECK\r
6033   if (top.tri == dummytri) {\r
6034     printf("Internal error in flip():  Attempt to flip on boundary.\n");\r
6035     lnextself(*flipedge);\r
6036     return;\r
6037   }\r
6038   if (checksegments) {\r
6039     tspivot(*flipedge, toplshelle);\r
6040     if (toplshelle.sh != dummysh) {\r
6041       printf("Internal error in flip():  Attempt to flip a segment.\n");\r
6042       lnextself(*flipedge);\r
6043       return;\r
6044     }\r
6045   }\r
6046 #endif /* SELF_CHECK */\r
6047   apex(top, farpoint);\r
6048 \r
6049   /* Identify the casing of the quadrilateral. */\r
6050   lprev(top, topleft);\r
6051   sym(topleft, toplcasing);\r
6052   lnext(top, topright);\r
6053   sym(topright, toprcasing);\r
6054   lnext(*flipedge, botleft);\r
6055   sym(botleft, botlcasing);\r
6056   lprev(*flipedge, botright);\r
6057   sym(botright, botrcasing);\r
6058   /* Rotate the quadrilateral one-quarter turn counterclockwise. */\r
6059   bond(topleft, botlcasing);\r
6060   bond(botleft, botrcasing);\r
6061   bond(botright, toprcasing);\r
6062   bond(topright, toplcasing);\r
6063 \r
6064   if (checksegments) {\r
6065     /* Check for shell edges and rebond them to the quadrilateral. */\r
6066     tspivot(topleft, toplshelle);\r
6067     tspivot(botleft, botlshelle);\r
6068     tspivot(botright, botrshelle);\r
6069     tspivot(topright, toprshelle);\r
6070     if (toplshelle.sh == dummysh) {\r
6071       tsdissolve(topright);\r
6072     } else {\r
6073       tsbond(topright, toplshelle);\r
6074     }\r
6075     if (botlshelle.sh == dummysh) {\r
6076       tsdissolve(topleft);\r
6077     } else {\r
6078       tsbond(topleft, botlshelle);\r
6079     }\r
6080     if (botrshelle.sh == dummysh) {\r
6081       tsdissolve(botleft);\r
6082     } else {\r
6083       tsbond(botleft, botrshelle);\r
6084     }\r
6085     if (toprshelle.sh == dummysh) {\r
6086       tsdissolve(botright);\r
6087     } else {\r
6088       tsbond(botright, toprshelle);\r
6089     }\r
6090   }\r
6091 \r
6092   /* New point assignments for the rotated quadrilateral. */\r
6093   setorg(*flipedge, farpoint);\r
6094   setdest(*flipedge, botpoint);\r
6095   setapex(*flipedge, rightpoint);\r
6096   setorg(top, botpoint);\r
6097   setdest(top, farpoint);\r
6098   setapex(top, leftpoint);\r
6099   if (verbose > 2) {\r
6100     printf("  Edge flip results in left ");\r
6101     lnextself(topleft);\r
6102     printtriangle(&topleft);\r
6103     printf("  and right ");\r
6104     printtriangle(flipedge);\r
6105   }\r
6106 }\r
6107 \r
6108 /*****************************************************************************/\r
6109 /*                                                                           */\r
6110 /*  insertsite()   Insert a vertex into a Delaunay triangulation,            */\r
6111 /*                 performing flips as necessary to maintain the Delaunay    */\r
6112 /*                 property.                                                 */\r
6113 /*                                                                           */\r
6114 /*  The point `insertpoint' is located.  If `searchtri.tri' is not NULL,     */\r
6115 /*  the search for the containing triangle begins from `searchtri'.  If      */\r
6116 /*  `searchtri.tri' is NULL, a full point location procedure is called.      */\r
6117 /*  If `insertpoint' is found inside a triangle, the triangle is split into  */\r
6118 /*  three; if `insertpoint' lies on an edge, the edge is split in two,       */\r
6119 /*  thereby splitting the two adjacent triangles into four.  Edge flips are  */\r
6120 /*  used to restore the Delaunay property.  If `insertpoint' lies on an      */\r
6121 /*  existing vertex, no action is taken, and the value DUPLICATEPOINT is     */\r
6122 /*  returned.  On return, `searchtri' is set to a handle whose origin is the */\r
6123 /*  existing vertex.                                                         */\r
6124 /*                                                                           */\r
6125 /*  Normally, the parameter `splitedge' is set to NULL, implying that no     */\r
6126 /*  segment should be split.  In this case, if `insertpoint' is found to     */\r
6127 /*  lie on a segment, no action is taken, and the value VIOLATINGPOINT is    */\r
6128 /*  returned.  On return, `searchtri' is set to a handle whose primary edge  */\r
6129 /*  is the violated segment.                                                 */\r
6130 /*                                                                           */\r
6131 /*  If the calling routine wishes to split a segment by inserting a point in */\r
6132 /*  it, the parameter `splitedge' should be that segment.  In this case,     */\r
6133 /*  `searchtri' MUST be the triangle handle reached by pivoting from that    */\r
6134 /*  segment; no point location is done.                                      */\r
6135 /*                                                                           */\r
6136 /*  `segmentflaws' and `triflaws' are flags that indicate whether or not     */\r
6137 /*  there should be checks for the creation of encroached segments or bad    */\r
6138 /*  quality faces.  If a newly inserted point encroaches upon segments,      */\r
6139 /*  these segments are added to the list of segments to be split if          */\r
6140 /*  `segmentflaws' is set.  If bad triangles are created, these are added    */\r
6141 /*  to the queue if `triflaws' is set.                                       */\r
6142 /*                                                                           */\r
6143 /*  If a duplicate point or violated segment does not prevent the point      */\r
6144 /*  from being inserted, the return value will be ENCROACHINGPOINT if the    */\r
6145 /*  point encroaches upon a segment (and checking is enabled), or            */\r
6146 /*  SUCCESSFULPOINT otherwise.  In either case, `searchtri' is set to a      */\r
6147 /*  handle whose origin is the newly inserted vertex.                        */\r
6148 /*                                                                           */\r
6149 /*  insertsite() does not use flip() for reasons of speed; some              */\r
6150 /*  information can be reused from edge flip to edge flip, like the          */\r
6151 /*  locations of shell edges.                                                */\r
6152 /*                                                                           */\r
6153 /*****************************************************************************/\r
6154 \r
6155 enum insertsiteresult insertsite(insertpoint, searchtri, splitedge,\r
6156                                  segmentflaws, triflaws)\r
6157 point insertpoint;\r
6158 struct triedge *searchtri;\r
6159 struct edge *splitedge;\r
6160 int segmentflaws;\r
6161 int triflaws;\r
6162 {\r
6163   struct triedge horiz;\r
6164   struct triedge top;\r
6165   struct triedge botleft, botright;\r
6166   struct triedge topleft, topright;\r
6167   struct triedge newbotleft, newbotright;\r
6168   struct triedge newtopright;\r
6169   struct triedge botlcasing, botrcasing;\r
6170   struct triedge toplcasing, toprcasing;\r
6171   struct triedge testtri;\r
6172   struct edge botlshelle, botrshelle;\r
6173   struct edge toplshelle, toprshelle;\r
6174   struct edge brokenshelle;\r
6175   struct edge checkshelle;\r
6176   struct edge rightedge;\r
6177   struct edge newedge;\r
6178   struct edge *encroached;\r
6179   point first;\r
6180   point leftpoint, rightpoint, botpoint, toppoint, farpoint;\r
6181   REAL attrib;\r
6182   REAL area;\r
6183   enum insertsiteresult success;\r
6184   enum locateresult intersect;\r
6185   int doflip;\r
6186   int mirrorflag;\r
6187   int i;\r
6188   triangle ptr;                         /* Temporary variable used by sym(). */\r
6189   shelle sptr;         /* Temporary variable used by spivot() and tspivot(). */\r
6190 \r
6191   if (verbose > 1) {\r
6192     printf("  Inserting (%.12g, %.12g).\n", insertpoint[0], insertpoint[1]);\r
6193   }\r
6194   if (splitedge == (struct edge *) NULL) {\r
6195     /* Find the location of the point to be inserted.  Check if a good */\r
6196     /*   starting triangle has already been provided by the caller.    */\r
6197     if (searchtri->tri == (triangle *) NULL) {\r
6198       /* Find a boundary triangle. */\r
6199       horiz.tri = dummytri;\r
6200       horiz.orient = 0;\r
6201       symself(horiz);\r
6202       /* Search for a triangle containing `insertpoint'. */\r
6203       intersect = locate(insertpoint, &horiz);\r
6204     } else {\r
6205       /* Start searching from the triangle provided by the caller. */\r
6206       triedgecopy(*searchtri, horiz);\r
6207       intersect = preciselocate(insertpoint, &horiz);\r
6208     }\r
6209   } else {\r
6210     /* The calling routine provides the edge in which the point is inserted. */\r
6211     triedgecopy(*searchtri, horiz);\r
6212     intersect = ONEDGE;\r
6213   }\r
6214   if (intersect == ONVERTEX) {\r
6215     /* There's already a vertex there.  Return in `searchtri' a triangle */\r
6216     /*   whose origin is the existing vertex.                            */\r
6217     triedgecopy(horiz, *searchtri);\r
6218     triedgecopy(horiz, recenttri);\r
6219     return DUPLICATEPOINT;\r
6220   }\r
6221   if ((intersect == ONEDGE) || (intersect == OUTSIDE)) {\r
6222     /* The vertex falls on an edge or boundary. */\r
6223     if (checksegments && (splitedge == (struct edge *) NULL)) {\r
6224       /* Check whether the vertex falls on a shell edge. */\r
6225       tspivot(horiz, brokenshelle);\r
6226       if (brokenshelle.sh != dummysh) {\r
6227         /* The vertex falls on a shell edge. */\r
6228         if (segmentflaws) {\r
6229           if (nobisect == 0) {\r
6230             /* Add the shell edge to the list of encroached segments. */\r
6231             encroached = (struct edge *) poolalloc(&badsegments);\r
6232             shellecopy(brokenshelle, *encroached);\r
6233           } else if ((nobisect == 1) && (intersect == ONEDGE)) {\r
6234             /* This segment may be split only if it is an internal boundary. */\r
6235             sym(horiz, testtri);\r
6236             if (testtri.tri != dummytri) {\r
6237               /* Add the shell edge to the list of encroached segments. */\r
6238               encroached = (struct edge *) poolalloc(&badsegments);\r
6239               shellecopy(brokenshelle, *encroached);\r
6240             }\r
6241           }\r
6242         }\r
6243         /* Return a handle whose primary edge contains the point, */\r
6244         /*   which has not been inserted.                         */\r
6245         triedgecopy(horiz, *searchtri);\r
6246         triedgecopy(horiz, recenttri);\r
6247         return VIOLATINGPOINT;\r
6248       }\r
6249     }\r
6250     /* Insert the point on an edge, dividing one triangle into two (if */\r
6251     /*   the edge lies on a boundary) or two triangles into four.      */\r
6252     lprev(horiz, botright);\r
6253     sym(botright, botrcasing);\r
6254     sym(horiz, topright);\r
6255     /* Is there a second triangle?  (Or does this edge lie on a boundary?) */\r
6256     mirrorflag = topright.tri != dummytri;\r
6257     if (mirrorflag) {\r
6258       lnextself(topright);\r
6259       sym(topright, toprcasing);\r
6260       maketriangle(&newtopright);\r
6261     } else {\r
6262       /* Splitting the boundary edge increases the number of boundary edges. */\r
6263       hullsize++;\r
6264     }\r
6265     maketriangle(&newbotright);\r
6266 \r
6267     /* Set the vertices of changed and new triangles. */\r
6268     org(horiz, rightpoint);\r
6269     dest(horiz, leftpoint);\r
6270     apex(horiz, botpoint);\r
6271     setorg(newbotright, botpoint);\r
6272     setdest(newbotright, rightpoint);\r
6273     setapex(newbotright, insertpoint);\r
6274     setorg(horiz, insertpoint);\r
6275     for (i = 0; i < eextras; i++) {\r
6276       /* Set the element attributes of a new triangle. */\r
6277       setelemattribute(newbotright, i, elemattribute(botright, i));\r
6278     }\r
6279     if (vararea) {\r
6280       /* Set the area constraint of a new triangle. */\r
6281       setareabound(newbotright, areabound(botright));\r
6282     }\r
6283     if (mirrorflag) {\r
6284       dest(topright, toppoint);\r
6285       setorg(newtopright, rightpoint);\r
6286       setdest(newtopright, toppoint);\r
6287       setapex(newtopright, insertpoint);\r
6288       setorg(topright, insertpoint);\r
6289       for (i = 0; i < eextras; i++) {\r
6290         /* Set the element attributes of another new triangle. */\r
6291         setelemattribute(newtopright, i, elemattribute(topright, i));\r
6292       }\r
6293       if (vararea) {\r
6294         /* Set the area constraint of another new triangle. */\r
6295         setareabound(newtopright, areabound(topright));\r
6296       }\r
6297     }\r
6298 \r
6299     /* There may be shell edges that need to be bonded */\r
6300     /*   to the new triangle(s).                       */\r
6301     if (checksegments) {\r
6302       tspivot(botright, botrshelle);\r
6303       if (botrshelle.sh != dummysh) {\r
6304         tsdissolve(botright);\r
6305         tsbond(newbotright, botrshelle);\r
6306       }\r
6307       if (mirrorflag) {\r
6308         tspivot(topright, toprshelle);\r
6309         if (toprshelle.sh != dummysh) {\r
6310           tsdissolve(topright);\r
6311           tsbond(newtopright, toprshelle);\r
6312         }\r
6313       }\r
6314     }\r
6315 \r
6316     /* Bond the new triangle(s) to the surrounding triangles. */\r
6317     bond(newbotright, botrcasing);\r
6318     lprevself(newbotright);\r
6319     bond(newbotright, botright);\r
6320     lprevself(newbotright);\r
6321     if (mirrorflag) {\r
6322       bond(newtopright, toprcasing);\r
6323       lnextself(newtopright);\r
6324       bond(newtopright, topright);\r
6325       lnextself(newtopright);\r
6326       bond(newtopright, newbotright);\r
6327     }\r
6328 \r
6329     if (splitedge != (struct edge *) NULL) {\r
6330       /* Split the shell edge into two. */\r
6331       setsdest(*splitedge, insertpoint);\r
6332       ssymself(*splitedge);\r
6333       spivot(*splitedge, rightedge);\r
6334       insertshelle(&newbotright, mark(*splitedge));\r
6335       tspivot(newbotright, newedge);\r
6336       sbond(*splitedge, newedge);\r
6337       ssymself(newedge);\r
6338       sbond(newedge, rightedge);\r
6339       ssymself(*splitedge);\r
6340     }\r
6341 \r
6342 #ifdef SELF_CHECK\r
6343     if (counterclockwise(rightpoint, leftpoint, botpoint) < 0.0) {\r
6344       printf("Internal error in insertsite():\n");\r
6345       printf("  Clockwise triangle prior to edge point insertion (bottom).\n");\r
6346     }\r
6347     if (mirrorflag) {\r
6348       if (counterclockwise(leftpoint, rightpoint, toppoint) < 0.0) {\r
6349         printf("Internal error in insertsite():\n");\r
6350         printf("  Clockwise triangle prior to edge point insertion (top).\n");\r
6351       }\r
6352       if (counterclockwise(rightpoint, toppoint, insertpoint) < 0.0) {\r
6353         printf("Internal error in insertsite():\n");\r
6354         printf("  Clockwise triangle after edge point insertion (top right).\n"\r
6355                );\r
6356       }\r
6357       if (counterclockwise(toppoint, leftpoint, insertpoint) < 0.0) {\r
6358         printf("Internal error in insertsite():\n");\r
6359         printf("  Clockwise triangle after edge point insertion (top left).\n"\r
6360                );\r
6361       }\r
6362     }\r
6363     if (counterclockwise(leftpoint, botpoint, insertpoint) < 0.0) {\r
6364       printf("Internal error in insertsite():\n");\r
6365       printf("  Clockwise triangle after edge point insertion (bottom left).\n"\r
6366              );\r
6367     }\r
6368     if (counterclockwise(botpoint, rightpoint, insertpoint) < 0.0) {\r
6369       printf("Internal error in insertsite():\n");\r
6370       printf(\r
6371         "  Clockwise triangle after edge point insertion (bottom right).\n");\r
6372     }\r
6373 #endif /* SELF_CHECK */\r
6374     if (verbose > 2) {\r
6375       printf("  Updating bottom left ");\r
6376       printtriangle(&botright);\r
6377       if (mirrorflag) {\r
6378         printf("  Updating top left ");\r
6379         printtriangle(&topright);\r
6380         printf("  Creating top right ");\r
6381         printtriangle(&newtopright);\r
6382       }\r
6383       printf("  Creating bottom right ");\r
6384       printtriangle(&newbotright);\r
6385     }\r
6386 \r
6387     /* Position `horiz' on the first edge to check for */\r
6388     /*   the Delaunay property.                        */\r
6389     lnextself(horiz);\r
6390   } else {\r
6391     /* Insert the point in a triangle, splitting it into three. */\r
6392     lnext(horiz, botleft);\r
6393     lprev(horiz, botright);\r
6394     sym(botleft, botlcasing);\r
6395     sym(botright, botrcasing);\r
6396     maketriangle(&newbotleft);\r
6397     maketriangle(&newbotright);\r
6398 \r
6399     /* Set the vertices of changed and new triangles. */\r
6400     org(horiz, rightpoint);\r
6401     dest(horiz, leftpoint);\r
6402     apex(horiz, botpoint);\r
6403     setorg(newbotleft, leftpoint);\r
6404     setdest(newbotleft, botpoint);\r
6405     setapex(newbotleft, insertpoint);\r
6406     setorg(newbotright, botpoint);\r
6407     setdest(newbotright, rightpoint);\r
6408     setapex(newbotright, insertpoint);\r
6409     setapex(horiz, insertpoint);\r
6410     for (i = 0; i < eextras; i++) {\r
6411       /* Set the element attributes of the new triangles. */\r
6412       attrib = elemattribute(horiz, i);\r
6413       setelemattribute(newbotleft, i, attrib);\r
6414       setelemattribute(newbotright, i, attrib);\r
6415     }\r
6416     if (vararea) {\r
6417       /* Set the area constraint of the new triangles. */\r
6418       area = areabound(horiz);\r
6419       setareabound(newbotleft, area);\r
6420       setareabound(newbotright, area);\r
6421     }\r
6422 \r
6423     /* There may be shell edges that need to be bonded */\r
6424     /*   to the new triangles.                         */\r
6425     if (checksegments) {\r
6426       tspivot(botleft, botlshelle);\r
6427       if (botlshelle.sh != dummysh) {\r
6428         tsdissolve(botleft);\r
6429         tsbond(newbotleft, botlshelle);\r
6430       }\r
6431       tspivot(botright, botrshelle);\r
6432       if (botrshelle.sh != dummysh) {\r
6433         tsdissolve(botright);\r
6434         tsbond(newbotright, botrshelle);\r
6435       }\r
6436     }\r
6437 \r
6438     /* Bond the new triangles to the surrounding triangles. */\r
6439     bond(newbotleft, botlcasing);\r
6440     bond(newbotright, botrcasing);\r
6441     lnextself(newbotleft);\r
6442     lprevself(newbotright);\r
6443     bond(newbotleft, newbotright);\r
6444     lnextself(newbotleft);\r
6445     bond(botleft, newbotleft);\r
6446     lprevself(newbotright);\r
6447     bond(botright, newbotright);\r
6448 \r
6449 #ifdef SELF_CHECK\r
6450     if (counterclockwise(rightpoint, leftpoint, botpoint) < 0.0) {\r
6451       printf("Internal error in insertsite():\n");\r
6452       printf("  Clockwise triangle prior to point insertion.\n");\r
6453     }\r
6454     if (counterclockwise(rightpoint, leftpoint, insertpoint) < 0.0) {\r
6455       printf("Internal error in insertsite():\n");\r
6456       printf("  Clockwise triangle after point insertion (top).\n");\r
6457     }\r
6458     if (counterclockwise(leftpoint, botpoint, insertpoint) < 0.0) {\r
6459       printf("Internal error in insertsite():\n");\r
6460       printf("  Clockwise triangle after point insertion (left).\n");\r
6461     }\r
6462     if (counterclockwise(botpoint, rightpoint, insertpoint) < 0.0) {\r
6463       printf("Internal error in insertsite():\n");\r
6464       printf("  Clockwise triangle after point insertion (right).\n");\r
6465     }\r
6466 #endif /* SELF_CHECK */\r
6467     if (verbose > 2) {\r
6468       printf("  Updating top ");\r
6469       printtriangle(&horiz);\r
6470       printf("  Creating left ");\r
6471       printtriangle(&newbotleft);\r
6472       printf("  Creating right ");\r
6473       printtriangle(&newbotright);\r
6474     }\r
6475   }\r
6476 \r
6477   /* The insertion is successful by default, unless an encroached */\r
6478   /*   edge is found.                                             */\r
6479   success = SUCCESSFULPOINT;\r
6480   /* Circle around the newly inserted vertex, checking each edge opposite */\r
6481   /*   it for the Delaunay property.  Non-Delaunay edges are flipped.     */\r
6482   /*   `horiz' is always the edge being checked.  `first' marks where to  */\r
6483   /*   stop circling.                                                     */\r
6484   org(horiz, first);\r
6485   rightpoint = first;\r
6486   dest(horiz, leftpoint);\r
6487   /* Circle until finished. */\r
6488   while (1) {\r
6489     /* By default, the edge will be flipped. */\r
6490     doflip = 1;\r
6491     if (checksegments) {\r
6492       /* Check for a segment, which cannot be flipped. */\r
6493       tspivot(horiz, checkshelle);\r
6494       if (checkshelle.sh != dummysh) {\r
6495         /* The edge is a segment and cannot be flipped. */\r
6496         doflip = 0;\r
6497 #ifndef CDT_ONLY\r
6498         if (segmentflaws) {\r
6499           /* Does the new point encroach upon this segment? */\r
6500           if (checkedge4encroach(&checkshelle)) {\r
6501             success = ENCROACHINGPOINT;\r
6502           }\r
6503         }\r
6504 #endif /* not CDT_ONLY */\r
6505       }\r
6506     }\r
6507     if (doflip) {\r
6508       /* Check if the edge is a boundary edge. */\r
6509       sym(horiz, top);\r
6510       if (top.tri == dummytri) {\r
6511         /* The edge is a boundary edge and cannot be flipped. */\r
6512         doflip = 0;\r
6513       } else {\r
6514         /* Find the point on the other side of the edge. */\r
6515         apex(top, farpoint);\r
6516         /* In the incremental Delaunay triangulation algorithm, any of    */\r
6517         /*   `leftpoint', `rightpoint', and `farpoint' could be vertices  */\r
6518         /*   of the triangular bounding box.  These vertices must be      */\r
6519         /*   treated as if they are infinitely distant, even though their */\r
6520         /*   "coordinates" are not.                                       */\r
6521         if ((leftpoint == infpoint1) || (leftpoint == infpoint2)\r
6522                    || (leftpoint == infpoint3)) {\r
6523           /* `leftpoint' is infinitely distant.  Check the convexity of */\r
6524           /*   the boundary of the triangulation.  'farpoint' might be  */\r
6525           /*   infinite as well, but trust me, this same condition      */\r
6526           /*   should be applied.                                       */\r
6527           doflip = counterclockwise(insertpoint, rightpoint, farpoint) > 0.0;\r
6528         } else if ((rightpoint == infpoint1) || (rightpoint == infpoint2)\r
6529                    || (rightpoint == infpoint3)) {\r
6530           /* `rightpoint' is infinitely distant.  Check the convexity of */\r
6531           /*   the boundary of the triangulation.  'farpoint' might be  */\r
6532           /*   infinite as well, but trust me, this same condition      */\r
6533           /*   should be applied.                                       */\r
6534           doflip = counterclockwise(farpoint, leftpoint, insertpoint) > 0.0;\r
6535         } else if ((farpoint == infpoint1) || (farpoint == infpoint2)\r
6536             || (farpoint == infpoint3)) {\r
6537           /* `farpoint' is infinitely distant and cannot be inside */\r
6538           /*   the circumcircle of the triangle `horiz'.           */\r
6539           doflip = 0;\r
6540         } else {\r
6541           /* Test whether the edge is locally Delaunay. */\r
6542           doflip = incircle(leftpoint, insertpoint, rightpoint, farpoint)\r
6543                    > 0.0;\r
6544         }\r
6545         if (doflip) {\r
6546           /* We made it!  Flip the edge `horiz' by rotating its containing */\r
6547           /*   quadrilateral (the two triangles adjacent to `horiz').      */\r
6548           /* Identify the casing of the quadrilateral. */\r
6549           lprev(top, topleft);\r
6550           sym(topleft, toplcasing);\r
6551           lnext(top, topright);\r
6552           sym(topright, toprcasing);\r
6553           lnext(horiz, botleft);\r
6554           sym(botleft, botlcasing);\r
6555           lprev(horiz, botright);\r
6556           sym(botright, botrcasing);\r
6557           /* Rotate the quadrilateral one-quarter turn counterclockwise. */\r
6558           bond(topleft, botlcasing);\r
6559           bond(botleft, botrcasing);\r
6560           bond(botright, toprcasing);\r
6561           bond(topright, toplcasing);\r
6562           if (checksegments) {\r
6563             /* Check for shell edges and rebond them to the quadrilateral. */\r
6564             tspivot(topleft, toplshelle);\r
6565             tspivot(botleft, botlshelle);\r
6566             tspivot(botright, botrshelle);\r
6567             tspivot(topright, toprshelle);\r
6568             if (toplshelle.sh == dummysh) {\r
6569               tsdissolve(topright);\r
6570             } else {\r
6571               tsbond(topright, toplshelle);\r
6572             }\r
6573             if (botlshelle.sh == dummysh) {\r
6574               tsdissolve(topleft);\r
6575             } else {\r
6576               tsbond(topleft, botlshelle);\r
6577             }\r
6578             if (botrshelle.sh == dummysh) {\r
6579               tsdissolve(botleft);\r
6580             } else {\r
6581               tsbond(botleft, botrshelle);\r
6582             }\r
6583             if (toprshelle.sh == dummysh) {\r
6584               tsdissolve(botright);\r
6585             } else {\r
6586               tsbond(botright, toprshelle);\r
6587             }\r
6588           }\r
6589           /* New point assignments for the rotated quadrilateral. */\r
6590           setorg(horiz, farpoint);\r
6591           setdest(horiz, insertpoint);\r
6592           setapex(horiz, rightpoint);\r
6593           setorg(top, insertpoint);\r
6594           setdest(top, farpoint);\r
6595           setapex(top, leftpoint);\r
6596           for (i = 0; i < eextras; i++) {\r
6597             /* Take the average of the two triangles' attributes. */\r
6598             attrib = (REAL)(0.5 * (elemattribute(top, i) + elemattribute(horiz, i)));\r
6599             setelemattribute(top, i, attrib);\r
6600             setelemattribute(horiz, i, attrib);\r
6601           }\r
6602           if (vararea) {\r
6603             if ((areabound(top) <= 0.0) || (areabound(horiz) <= 0.0)) {\r
6604               area = -1.0;\r
6605             } else {\r
6606               /* Take the average of the two triangles' area constraints.    */\r
6607               /*   This prevents small area constraints from migrating a     */\r
6608               /*   long, long way from their original location due to flips. */\r
6609               area = (REAL)(0.5 * (areabound(top) + areabound(horiz)));\r
6610             }\r
6611             setareabound(top, area);\r
6612             setareabound(horiz, area);\r
6613           }\r
6614 #ifdef SELF_CHECK\r
6615           if (insertpoint != (point) NULL) {\r
6616             if (counterclockwise(leftpoint, insertpoint, rightpoint) < 0.0) {\r
6617               printf("Internal error in insertsite():\n");\r
6618               printf("  Clockwise triangle prior to edge flip (bottom).\n");\r
6619             }\r
6620             /* The following test has been removed because constrainededge() */\r
6621             /*   sometimes generates inverted triangles that insertsite()    */\r
6622             /*   removes.                                                    */\r
6623 /*\r
6624             if (counterclockwise(rightpoint, farpoint, leftpoint) < 0.0) {\r
6625               printf("Internal error in insertsite():\n");\r
6626               printf("  Clockwise triangle prior to edge flip (top).\n");\r
6627             }\r
6628 */\r
6629             if (counterclockwise(farpoint, leftpoint, insertpoint) < 0.0) {\r
6630               printf("Internal error in insertsite():\n");\r
6631               printf("  Clockwise triangle after edge flip (left).\n");\r
6632             }\r
6633             if (counterclockwise(insertpoint, rightpoint, farpoint) < 0.0) {\r
6634               printf("Internal error in insertsite():\n");\r
6635               printf("  Clockwise triangle after edge flip (right).\n");\r
6636             }\r
6637           }\r
6638 #endif /* SELF_CHECK */\r
6639           if (verbose > 2) {\r
6640             printf("  Edge flip results in left ");\r
6641             lnextself(topleft);\r
6642             printtriangle(&topleft);\r
6643             printf("  and right ");\r
6644             printtriangle(&horiz);\r
6645           }\r
6646           /* On the next iterations, consider the two edges that were  */\r
6647           /*   exposed (this is, are now visible to the newly inserted */\r
6648           /*   point) by the edge flip.                                */\r
6649           lprevself(horiz);\r
6650           leftpoint = farpoint;\r
6651         }\r
6652       }\r
6653     }\r
6654     if (!doflip) {\r
6655       /* The handle `horiz' is accepted as locally Delaunay. */\r
6656 #ifndef CDT_ONLY\r
6657       if (triflaws) {\r
6658         /* Check the triangle `horiz' for quality. */\r
6659         testtriangle(&horiz);\r
6660       }\r
6661 #endif /* not CDT_ONLY */\r
6662       /* Look for the next edge around the newly inserted point. */\r
6663       lnextself(horiz);\r
6664       sym(horiz, testtri);\r
6665       /* Check for finishing a complete revolution about the new point, or */\r
6666       /*   falling off the edge of the triangulation.  The latter will     */\r
6667       /*   happen when a point is inserted at a boundary.                  */\r
6668       if ((leftpoint == first) || (testtri.tri == dummytri)) {\r
6669         /* We're done.  Return a triangle whose origin is the new point. */\r
6670         lnext(horiz, *searchtri);\r
6671         lnext(horiz, recenttri);\r
6672         return success;\r
6673       }\r
6674       /* Finish finding the next edge around the newly inserted point. */\r
6675       lnext(testtri, horiz);\r
6676       rightpoint = leftpoint;\r
6677       dest(horiz, leftpoint);\r
6678     }\r
6679   }\r
6680 }\r
6681 \r
6682 /*****************************************************************************/\r
6683 /*                                                                           */\r
6684 /*  triangulatepolygon()   Find the Delaunay triangulation of a polygon that */\r
6685 /*                         has a certain "nice" shape.  This includes the    */\r
6686 /*                         polygons that result from deletion of a point or  */\r
6687 /*                         insertion of a segment.                           */\r
6688 /*                                                                           */\r
6689 /*  This is a conceptually difficult routine.  The starting assumption is    */\r
6690 /*  that we have a polygon with n sides.  n - 1 of these sides are currently */\r
6691 /*  represented as edges in the mesh.  One side, called the "base", need not */\r
6692 /*  be.                                                                      */\r
6693 /*                                                                           */\r
6694 /*  Inside the polygon is a structure I call a "fan", consisting of n - 1    */\r
6695 /*  triangles that share a common origin.  For each of these triangles, the  */\r
6696 /*  edge opposite the origin is one of the sides of the polygon.  The        */\r
6697 /*  primary edge of each triangle is the edge directed from the origin to    */\r
6698 /*  the destination; note that this is not the same edge that is a side of   */\r
6699 /*  the polygon.  `firstedge' is the primary edge of the first triangle.     */\r
6700 /*  From there, the triangles follow in counterclockwise order about the     */\r
6701 /*  polygon, until `lastedge', the primary edge of the last triangle.        */\r
6702 /*  `firstedge' and `lastedge' are probably connected to other triangles     */\r
6703 /*  beyond the extremes of the fan, but their identity is not important, as  */\r
6704 /*  long as the fan remains connected to them.                               */\r
6705 /*                                                                           */\r
6706 /*  Imagine the polygon oriented so that its base is at the bottom.  This    */\r
6707 /*  puts `firstedge' on the far right, and `lastedge' on the far left.       */\r
6708 /*  The right vertex of the base is the destination of `firstedge', and the  */\r
6709 /*  left vertex of the base is the apex of `lastedge'.                       */\r
6710 /*                                                                           */\r
6711 /*  The challenge now is to find the right sequence of edge flips to         */\r
6712 /*  transform the fan into a Delaunay triangulation of the polygon.  Each    */\r
6713 /*  edge flip effectively removes one triangle from the fan, committing it   */\r
6714 /*  to the polygon.  The resulting polygon has one fewer edge.  If `doflip'  */\r
6715 /*  is set, the final flip will be performed, resulting in a fan of one      */\r
6716 /*  (useless?) triangle.  If `doflip' is not set, the final flip is not      */\r
6717 /*  performed, resulting in a fan of two triangles, and an unfinished        */\r
6718 /*  triangular polygon that is not yet filled out with a single triangle.    */\r
6719 /*  On completion of the routine, `lastedge' is the last remaining triangle, */\r
6720 /*  or the leftmost of the last two.                                         */\r
6721 /*                                                                           */\r
6722 /*  Although the flips are performed in the order described above, the       */\r
6723 /*  decisions about what flips to perform are made in precisely the reverse  */\r
6724 /*  order.  The recursive triangulatepolygon() procedure makes a decision,   */\r
6725 /*  uses up to two recursive calls to triangulate the "subproblems"          */\r
6726 /*  (polygons with fewer edges), and then performs an edge flip.             */\r
6727 /*                                                                           */\r
6728 /*  The "decision" it makes is which vertex of the polygon should be         */\r
6729 /*  connected to the base.  This decision is made by testing every possible  */\r
6730 /*  vertex.  Once the best vertex is found, the two edges that connect this  */\r
6731 /*  vertex to the base become the bases for two smaller polygons.  These     */\r
6732 /*  are triangulated recursively.  Unfortunately, this approach can take     */\r
6733 /*  O(n^2) time not only in the worst case, but in many common cases.  It's  */\r
6734 /*  rarely a big deal for point deletion, where n is rarely larger than ten, */\r
6735 /*  but it could be a big deal for segment insertion, especially if there's  */\r
6736 /*  a lot of long segments that each cut many triangles.  I ought to code    */\r
6737 /*  a faster algorithm some time.                                            */\r
6738 /*                                                                           */\r
6739 /*  The `edgecount' parameter is the number of sides of the polygon,         */\r
6740 /*  including its base.  `triflaws' is a flag that determines whether the    */\r
6741 /*  new triangles should be tested for quality, and enqueued if they are     */\r
6742 /*  bad.                                                                     */\r
6743 /*                                                                           */\r
6744 /*****************************************************************************/\r
6745 \r
6746 void triangulatepolygon(firstedge, lastedge, edgecount, doflip, triflaws)\r
6747 struct triedge *firstedge;\r
6748 struct triedge *lastedge;\r
6749 int edgecount;\r
6750 int doflip;\r
6751 int triflaws;\r
6752 {\r
6753   struct triedge testtri;\r
6754   struct triedge besttri;\r
6755   struct triedge tempedge;\r
6756   point leftbasepoint, rightbasepoint;\r
6757   point testpoint;\r
6758   point bestpoint;\r
6759   int bestnumber;\r
6760   int i;\r
6761   triangle ptr;   /* Temporary variable used by sym(), onext(), and oprev(). */\r
6762 \r
6763   /* Identify the base vertices. */\r
6764   apex(*lastedge, leftbasepoint);\r
6765   dest(*firstedge, rightbasepoint);\r
6766   if (verbose > 2) {\r
6767     printf("  Triangulating interior polygon at edge\n");\r
6768     printf("    (%.12g, %.12g) (%.12g, %.12g)\n", leftbasepoint[0],\r
6769            leftbasepoint[1], rightbasepoint[0], rightbasepoint[1]);\r
6770   }\r
6771   /* Find the best vertex to connect the base to. */\r
6772   onext(*firstedge, besttri);\r
6773   dest(besttri, bestpoint);\r
6774   triedgecopy(besttri, testtri);\r
6775   bestnumber = 1;\r
6776   for (i = 2; i <= edgecount - 2; i++) {\r
6777     onextself(testtri);\r
6778     dest(testtri, testpoint);\r
6779     /* Is this a better vertex? */\r
6780     if (incircle(leftbasepoint, rightbasepoint, bestpoint, testpoint) > 0.0) {\r
6781       triedgecopy(testtri, besttri);\r
6782       bestpoint = testpoint;\r
6783       bestnumber = i;\r
6784     }\r
6785   }\r
6786   if (verbose > 2) {\r
6787     printf("    Connecting edge to (%.12g, %.12g)\n", bestpoint[0],\r
6788            bestpoint[1]);\r
6789   }\r
6790   if (bestnumber > 1) {\r
6791     /* Recursively triangulate the smaller polygon on the right. */\r
6792     oprev(besttri, tempedge);\r
6793     triangulatepolygon(firstedge, &tempedge, bestnumber + 1, 1, triflaws);\r
6794   }\r
6795   if (bestnumber < edgecount - 2) {\r
6796     /* Recursively triangulate the smaller polygon on the left. */\r
6797     sym(besttri, tempedge);\r
6798     triangulatepolygon(&besttri, lastedge, edgecount - bestnumber, 1,\r
6799                        triflaws);\r
6800     /* Find `besttri' again; it may have been lost to edge flips. */\r
6801     sym(tempedge, besttri);\r
6802   }\r
6803   if (doflip) {\r
6804     /* Do one final edge flip. */\r
6805     flip(&besttri);\r
6806 #ifndef CDT_ONLY\r
6807     if (triflaws) {\r
6808       /* Check the quality of the newly committed triangle. */\r
6809       sym(besttri, testtri);\r
6810       testtriangle(&testtri);\r
6811     }\r
6812 #endif /* not CDT_ONLY */\r
6813   }\r
6814   /* Return the base triangle. */\r
6815   triedgecopy(besttri, *lastedge);\r
6816 }\r
6817 \r
6818 /*****************************************************************************/\r
6819 /*                                                                           */\r
6820 /*  deletesite()   Delete a vertex from a Delaunay triangulation, ensuring   */\r
6821 /*                 that the triangulation remains Delaunay.                  */\r
6822 /*                                                                           */\r
6823 /*  The origin of `deltri' is deleted.  The union of the triangles adjacent  */\r
6824 /*  to this point is a polygon, for which the Delaunay triangulation is      */\r
6825 /*  found.  Two triangles are removed from the mesh.                         */\r
6826 /*                                                                           */\r
6827 /*  Only interior points that do not lie on segments (shell edges) or        */\r
6828 /*  boundaries may be deleted.                                               */\r
6829 /*                                                                           */\r
6830 /*****************************************************************************/\r
6831 \r
6832 #ifndef CDT_ONLY\r
6833 \r
6834 void deletesite(deltri)\r
6835 struct triedge *deltri;\r
6836 {\r
6837   struct triedge countingtri;\r
6838   struct triedge firstedge, lastedge;\r
6839   struct triedge deltriright;\r
6840   struct triedge lefttri, righttri;\r
6841   struct triedge leftcasing, rightcasing;\r
6842   struct edge leftshelle, rightshelle;\r
6843   point delpoint;\r
6844   point neworg;\r
6845   int edgecount;\r
6846   triangle ptr;   /* Temporary variable used by sym(), onext(), and oprev(). */\r
6847   shelle sptr;                      /* Temporary variable used by tspivot(). */\r
6848 \r
6849   org(*deltri, delpoint);\r
6850   if (verbose > 1) {\r
6851     printf("  Deleting (%.12g, %.12g).\n", delpoint[0], delpoint[1]);\r
6852   }\r
6853   pointdealloc(delpoint);\r
6854 \r
6855   /* Count the degree of the point being deleted. */\r
6856   onext(*deltri, countingtri);\r
6857   edgecount = 1;\r
6858   while (!triedgeequal(*deltri, countingtri)) {\r
6859 #ifdef SELF_CHECK\r
6860     if (countingtri.tri == dummytri) {\r
6861       printf("Internal error in deletesite():\n");\r
6862       printf("  Attempt to delete boundary point.\n");\r
6863       internalerror();\r
6864     }\r
6865 #endif /* SELF_CHECK */\r
6866     edgecount++;\r
6867     onextself(countingtri);\r
6868   }\r
6869 \r
6870 #ifdef SELF_CHECK\r
6871   if (edgecount < 3) {\r
6872     printf("Internal error in deletesite():\n  Point has degree %d.\n",\r
6873            edgecount);\r
6874     internalerror();\r
6875   }\r
6876 #endif /* SELF_CHECK */\r
6877   if (edgecount > 3) {\r
6878     /* Triangulate the polygon defined by the union of all triangles */\r
6879     /*   adjacent to the point being deleted.  Check the quality of  */\r
6880     /*   the resulting triangles.                                    */\r
6881     onext(*deltri, firstedge);\r
6882     oprev(*deltri, lastedge);\r
6883     triangulatepolygon(&firstedge, &lastedge, edgecount, 0, !nobisect);\r
6884   }\r
6885   /* Splice out two triangles. */\r
6886   lprev(*deltri, deltriright);\r
6887   dnext(*deltri, lefttri);\r
6888   sym(lefttri, leftcasing);\r
6889   oprev(deltriright, righttri);\r
6890   sym(righttri, rightcasing);\r
6891   bond(*deltri, leftcasing);\r
6892   bond(deltriright, rightcasing);\r
6893   tspivot(lefttri, leftshelle);\r
6894   if (leftshelle.sh != dummysh) {\r
6895     tsbond(*deltri, leftshelle);\r
6896   }\r
6897   tspivot(righttri, rightshelle);\r
6898   if (rightshelle.sh != dummysh) {\r
6899     tsbond(deltriright, rightshelle);\r
6900   }\r
6901 \r
6902   /* Set the new origin of `deltri' and check its quality. */\r
6903   org(lefttri, neworg);\r
6904   setorg(*deltri, neworg);\r
6905   if (!nobisect) {\r
6906     testtriangle(deltri);\r
6907   }\r
6908 \r
6909   /* Delete the two spliced-out triangles. */\r
6910   triangledealloc(lefttri.tri);\r
6911   triangledealloc(righttri.tri);\r
6912 }\r
6913 \r
6914 #endif /* not CDT_ONLY */\r
6915 \r
6916 /**                                                                         **/\r
6917 /**                                                                         **/\r
6918 /********* Mesh transformation routines end here                     *********/\r
6919 \r
6920 /********* Divide-and-conquer Delaunay triangulation begins here     *********/\r
6921 /**                                                                         **/\r
6922 /**                                                                         **/\r
6923 \r
6924 /*****************************************************************************/\r
6925 /*                                                                           */\r
6926 /*  The divide-and-conquer bounding box                                      */\r
6927 /*                                                                           */\r
6928 /*  I originally implemented the divide-and-conquer and incremental Delaunay */\r
6929 /*  triangulations using the edge-based data structure presented by Guibas   */\r
6930 /*  and Stolfi.  Switching to a triangle-based data structure doubled the    */\r
6931 /*  speed.  However, I had to think of a few extra tricks to maintain the    */\r
6932 /*  elegance of the original algorithms.                                     */\r
6933 /*                                                                           */\r
6934 /*  The "bounding box" used by my variant of the divide-and-conquer          */\r
6935 /*  algorithm uses one triangle for each edge of the convex hull of the      */\r
6936 /*  triangulation.  These bounding triangles all share a common apical       */\r
6937 /*  vertex, which is represented by NULL and which represents nothing.       */\r
6938 /*  The bounding triangles are linked in a circular fan about this NULL      */\r
6939 /*  vertex, and the edges on the convex hull of the triangulation appear     */\r
6940 /*  opposite the NULL vertex.  You might find it easiest to imagine that     */\r
6941 /*  the NULL vertex is a point in 3D space behind the center of the          */\r
6942 /*  triangulation, and that the bounding triangles form a sort of cone.      */\r
6943 /*                                                                           */\r
6944 /*  This bounding box makes it easy to represent degenerate cases.  For      */\r
6945 /*  instance, the triangulation of two vertices is a single edge.  This edge */\r
6946 /*  is represented by two bounding box triangles, one on each "side" of the  */\r
6947 /*  edge.  These triangles are also linked together in a fan about the NULL  */\r
6948 /*  vertex.                                                                  */\r
6949 /*                                                                           */\r
6950 /*  The bounding box also makes it easy to traverse the convex hull, as the  */\r
6951 /*  divide-and-conquer algorithm needs to do.                                */\r
6952 /*                                                                           */\r
6953 /*****************************************************************************/\r
6954 \r
6955 /*****************************************************************************/\r
6956 /*                                                                           */\r
6957 /*  pointsort()   Sort an array of points by x-coordinate, using the         */\r
6958 /*                y-coordinate as a secondary key.                           */\r
6959 /*                                                                           */\r
6960 /*  Uses quicksort.  Randomized O(n log n) time.  No, I did not make any of  */\r
6961 /*  the usual quicksort mistakes.                                            */\r
6962 /*                                                                           */\r
6963 /*****************************************************************************/\r
6964 \r
6965 void pointsort(sortarray, arraysize)\r
6966 point *sortarray;\r
6967 int arraysize;\r
6968 {\r
6969   int left, right;\r
6970   int pivot;\r
6971   REAL pivotx, pivoty;\r
6972   point temp;\r
6973 \r
6974   if (arraysize == 2) {\r
6975     /* Recursive base case. */\r
6976     if ((sortarray[0][0] > sortarray[1][0]) ||\r
6977         ((sortarray[0][0] == sortarray[1][0]) &&\r
6978          (sortarray[0][1] > sortarray[1][1]))) {\r
6979       temp = sortarray[1];\r
6980       sortarray[1] = sortarray[0];\r
6981       sortarray[0] = temp;\r
6982     }\r
6983     return;\r
6984   }\r
6985   /* Choose a random pivot to split the array. */\r
6986   pivot = (int) randomnation(arraysize);\r
6987   pivotx = sortarray[pivot][0];\r
6988   pivoty = sortarray[pivot][1];\r
6989   /* Split the array. */\r
6990   left = -1;\r
6991   right = arraysize;\r
6992   while (left < right) {\r
6993     /* Search for a point whose x-coordinate is too large for the left. */\r
6994     do {\r
6995       left++;\r
6996     } while ((left <= right) && ((sortarray[left][0] < pivotx) ||\r
6997                                  ((sortarray[left][0] == pivotx) &&\r
6998                                   (sortarray[left][1] < pivoty))));\r
6999     /* Search for a point whose x-coordinate is too small for the right. */\r
7000     do {\r
7001       right--;\r
7002     } while ((left <= right) && ((sortarray[right][0] > pivotx) ||\r
7003                                  ((sortarray[right][0] == pivotx) &&\r
7004                                   (sortarray[right][1] > pivoty))));\r
7005     if (left < right) {\r
7006       /* Swap the left and right points. */\r
7007       temp = sortarray[left];\r
7008       sortarray[left] = sortarray[right];\r
7009       sortarray[right] = temp;\r
7010     }\r
7011   }\r
7012   if (left > 1) {\r
7013     /* Recursively sort the left subset. */\r
7014     pointsort(sortarray, left);\r
7015   }\r
7016   if (right < arraysize - 2) {\r
7017     /* Recursively sort the right subset. */\r
7018     pointsort(&sortarray[right + 1], arraysize - right - 1);\r
7019   }\r
7020 }\r
7021 \r
7022 /*****************************************************************************/\r
7023 /*                                                                           */\r
7024 /*  pointmedian()   An order statistic algorithm, almost.  Shuffles an array */\r
7025 /*                  of points so that the first `median' points occur        */\r
7026 /*                  lexicographically before the remaining points.           */\r
7027 /*                                                                           */\r
7028 /*  Uses the x-coordinate as the primary key if axis == 0; the y-coordinate  */\r
7029 /*  if axis == 1.  Very similar to the pointsort() procedure, but runs in    */\r
7030 /*  randomized linear time.                                                  */\r
7031 /*                                                                           */\r
7032 /*****************************************************************************/\r
7033 \r
7034 void pointmedian(sortarray, arraysize, median, axis)\r
7035 point *sortarray;\r
7036 int arraysize;\r
7037 int median;\r
7038 int axis;\r
7039 {\r
7040   int left, right;\r
7041   int pivot;\r
7042   REAL pivot1, pivot2;\r
7043   point temp;\r
7044 \r
7045   if (arraysize == 2) {\r
7046     /* Recursive base case. */\r
7047     if ((sortarray[0][axis] > sortarray[1][axis]) ||\r
7048         ((sortarray[0][axis] == sortarray[1][axis]) &&\r
7049          (sortarray[0][1 - axis] > sortarray[1][1 - axis]))) {\r
7050       temp = sortarray[1];\r
7051       sortarray[1] = sortarray[0];\r
7052       sortarray[0] = temp;\r
7053     }\r
7054     return;\r
7055   }\r
7056   /* Choose a random pivot to split the array. */\r
7057   pivot = (int) randomnation(arraysize);\r
7058   pivot1 = sortarray[pivot][axis];\r
7059   pivot2 = sortarray[pivot][1 - axis];\r
7060   /* Split the array. */\r
7061   left = -1;\r
7062   right = arraysize;\r
7063   while (left < right) {\r
7064     /* Search for a point whose x-coordinate is too large for the left. */\r
7065     do {\r
7066       left++;\r
7067     } while ((left <= right) && ((sortarray[left][axis] < pivot1) ||\r
7068                                  ((sortarray[left][axis] == pivot1) &&\r
7069                                   (sortarray[left][1 - axis] < pivot2))));\r
7070     /* Search for a point whose x-coordinate is too small for the right. */\r
7071     do {\r
7072       right--;\r
7073     } while ((left <= right) && ((sortarray[right][axis] > pivot1) ||\r
7074                                  ((sortarray[right][axis] == pivot1) &&\r
7075                                   (sortarray[right][1 - axis] > pivot2))));\r
7076     if (left < right) {\r
7077       /* Swap the left and right points. */\r
7078       temp = sortarray[left];\r
7079       sortarray[left] = sortarray[right];\r
7080       sortarray[right] = temp;\r
7081     }\r
7082   }\r
7083   /* Unlike in pointsort(), at most one of the following */\r
7084   /*   conditionals is true.                             */\r
7085   if (left > median) {\r
7086     /* Recursively shuffle the left subset. */\r
7087     pointmedian(sortarray, left, median, axis);\r
7088   }\r
7089   if (right < median - 1) {\r
7090     /* Recursively shuffle the right subset. */\r
7091     pointmedian(&sortarray[right + 1], arraysize - right - 1,\r
7092                 median - right - 1, axis);\r
7093   }\r
7094 }\r
7095 \r
7096 /*****************************************************************************/\r
7097 /*                                                                           */\r
7098 /*  alternateaxes()   Sorts the points as appropriate for the divide-and-    */\r
7099 /*                    conquer algorithm with alternating cuts.               */\r
7100 /*                                                                           */\r
7101 /*  Partitions by x-coordinate if axis == 0; by y-coordinate if axis == 1.   */\r
7102 /*  For the base case, subsets containing only two or three points are       */\r
7103 /*  always sorted by x-coordinate.                                           */\r
7104 /*                                                                           */\r
7105 /*****************************************************************************/\r
7106 \r
7107 void alternateaxes(sortarray, arraysize, axis)\r
7108 point *sortarray;\r
7109 int arraysize;\r
7110 int axis;\r
7111 {\r
7112   int divider;\r
7113 \r
7114   divider = arraysize >> 1;\r
7115   if (arraysize <= 3) {\r
7116     /* Recursive base case:  subsets of two or three points will be      */\r
7117     /*   handled specially, and should always be sorted by x-coordinate. */\r
7118     axis = 0;\r
7119   }\r
7120   /* Partition with a horizontal or vertical cut. */\r
7121   pointmedian(sortarray, arraysize, divider, axis);\r
7122   /* Recursively partition the subsets with a cross cut. */\r
7123   if (arraysize - divider >= 2) {\r
7124     if (divider >= 2) {\r
7125       alternateaxes(sortarray, divider, 1 - axis);\r
7126     }\r
7127     alternateaxes(&sortarray[divider], arraysize - divider, 1 - axis);\r
7128   }\r
7129 }\r
7130 \r
7131 /*****************************************************************************/\r
7132 /*                                                                           */\r
7133 /*  mergehulls()   Merge two adjacent Delaunay triangulations into a         */\r
7134 /*                 single Delaunay triangulation.                            */\r
7135 /*                                                                           */\r
7136 /*  This is similar to the algorithm given by Guibas and Stolfi, but uses    */\r
7137 /*  a triangle-based, rather than edge-based, data structure.                */\r
7138 /*                                                                           */\r
7139 /*  The algorithm walks up the gap between the two triangulations, knitting  */\r
7140 /*  them together.  As they are merged, some of their bounding triangles     */\r
7141 /*  are converted into real triangles of the triangulation.  The procedure   */\r
7142 /*  pulls each hull's bounding triangles apart, then knits them together     */\r
7143 /*  like the teeth of two gears.  The Delaunay property determines, at each  */\r
7144 /*  step, whether the next "tooth" is a bounding triangle of the left hull   */\r
7145 /*  or the right.  When a bounding triangle becomes real, its apex is        */\r
7146 /*  changed from NULL to a real point.                                       */\r
7147 /*                                                                           */\r
7148 /*  Only two new triangles need to be allocated.  These become new bounding  */\r
7149 /*  triangles at the top and bottom of the seam.  They are used to connect   */\r
7150 /*  the remaining bounding triangles (those that have not been converted     */\r
7151 /*  into real triangles) into a single fan.                                  */\r
7152 /*                                                                           */\r
7153 /*  On entry, `farleft' and `innerleft' are bounding triangles of the left   */\r
7154 /*  triangulation.  The origin of `farleft' is the leftmost vertex, and      */\r
7155 /*  the destination of `innerleft' is the rightmost vertex of the            */\r
7156 /*  triangulation.  Similarly, `innerright' and `farright' are bounding      */\r
7157 /*  triangles of the right triangulation.  The origin of `innerright' and    */\r
7158 /*  destination of `farright' are the leftmost and rightmost vertices.       */\r
7159 /*                                                                           */\r
7160 /*  On completion, the origin of `farleft' is the leftmost vertex of the     */\r
7161 /*  merged triangulation, and the destination of `farright' is the rightmost */\r
7162 /*  vertex.                                                                  */\r
7163 /*                                                                           */\r
7164 /*****************************************************************************/\r
7165 \r
7166 void mergehulls(farleft, innerleft, innerright, farright, axis)\r
7167 struct triedge *farleft;\r
7168 struct triedge *innerleft;\r
7169 struct triedge *innerright;\r
7170 struct triedge *farright;\r
7171 int axis;\r
7172 {\r
7173   struct triedge leftcand, rightcand;\r
7174   struct triedge baseedge;\r
7175   struct triedge nextedge;\r
7176   struct triedge sidecasing, topcasing, outercasing;\r
7177   struct triedge checkedge;\r
7178   point innerleftdest;\r
7179   point innerrightorg;\r
7180   point innerleftapex, innerrightapex;\r
7181   point farleftpt, farrightpt;\r
7182   point farleftapex, farrightapex;\r
7183   point lowerleft, lowerright;\r
7184   point upperleft, upperright;\r
7185   point nextapex;\r
7186   point checkvertex;\r
7187   int changemade;\r
7188   int badedge;\r
7189   int leftfinished, rightfinished;\r
7190   triangle ptr;                         /* Temporary variable used by sym(). */\r
7191 \r
7192   dest(*innerleft, innerleftdest);\r
7193   apex(*innerleft, innerleftapex);\r
7194   org(*innerright, innerrightorg);\r
7195   apex(*innerright, innerrightapex);\r
7196   /* Special treatment for horizontal cuts. */\r
7197   if (dwyer && (axis == 1)) {\r
7198     org(*farleft, farleftpt);\r
7199     apex(*farleft, farleftapex);\r
7200     dest(*farright, farrightpt);\r
7201     apex(*farright, farrightapex);\r
7202     /* The pointers to the extremal points are shifted to point to the */\r
7203     /*   topmost and bottommost point of each hull, rather than the    */\r
7204     /*   leftmost and rightmost points.                                */\r
7205     while (farleftapex[1] < farleftpt[1]) {\r
7206       lnextself(*farleft);\r
7207       symself(*farleft);\r
7208       farleftpt = farleftapex;\r
7209       apex(*farleft, farleftapex);\r
7210     }\r
7211     sym(*innerleft, checkedge);\r
7212     apex(checkedge, checkvertex);\r
7213     while (checkvertex[1] > innerleftdest[1]) {\r
7214       lnext(checkedge, *innerleft);\r
7215       innerleftapex = innerleftdest;\r
7216       innerleftdest = checkvertex;\r
7217       sym(*innerleft, checkedge);\r
7218       apex(checkedge, checkvertex);\r
7219     }\r
7220     while (innerrightapex[1] < innerrightorg[1]) {\r
7221       lnextself(*innerright);\r
7222       symself(*innerright);\r
7223       innerrightorg = innerrightapex;\r
7224       apex(*innerright, innerrightapex);\r
7225     }\r
7226     sym(*farright, checkedge);\r
7227     apex(checkedge, checkvertex);\r
7228     while (checkvertex[1] > farrightpt[1]) {\r
7229       lnext(checkedge, *farright);\r
7230       farrightapex = farrightpt;\r
7231       farrightpt = checkvertex;\r
7232       sym(*farright, checkedge);\r
7233       apex(checkedge, checkvertex);\r
7234     }\r
7235   }\r
7236   /* Find a line tangent to and below both hulls. */\r
7237   do {\r
7238     changemade = 0;\r
7239     /* Make innerleftdest the "bottommost" point of the left hull. */\r
7240     if (counterclockwise(innerleftdest, innerleftapex, innerrightorg) > 0.0) {\r
7241       lprevself(*innerleft);\r
7242       symself(*innerleft);\r
7243       innerleftdest = innerleftapex;\r
7244       apex(*innerleft, innerleftapex);\r
7245       changemade = 1;\r
7246     }\r
7247     /* Make innerrightorg the "bottommost" point of the right hull. */\r
7248     if (counterclockwise(innerrightapex, innerrightorg, innerleftdest) > 0.0) {\r
7249       lnextself(*innerright);\r
7250       symself(*innerright);\r
7251       innerrightorg = innerrightapex;\r
7252       apex(*innerright, innerrightapex);\r
7253       changemade = 1;\r
7254     }\r
7255   } while (changemade);\r
7256   /* Find the two candidates to be the next "gear tooth". */\r
7257   sym(*innerleft, leftcand);\r
7258   sym(*innerright, rightcand);\r
7259   /* Create the bottom new bounding triangle. */\r
7260   maketriangle(&baseedge);\r
7261   /* Connect it to the bounding boxes of the left and right triangulations. */\r
7262   bond(baseedge, *innerleft);\r
7263   lnextself(baseedge);\r
7264   bond(baseedge, *innerright);\r
7265   lnextself(baseedge);\r
7266   setorg(baseedge, innerrightorg);\r
7267   setdest(baseedge, innerleftdest);\r
7268   /* Apex is intentionally left NULL. */\r
7269   if (verbose > 2) {\r
7270     printf("  Creating base bounding ");\r
7271     printtriangle(&baseedge);\r
7272   }\r
7273   /* Fix the extreme triangles if necessary. */\r
7274   org(*farleft, farleftpt);\r
7275   if (innerleftdest == farleftpt) {\r
7276     lnext(baseedge, *farleft);\r
7277   }\r
7278   dest(*farright, farrightpt);\r
7279   if (innerrightorg == farrightpt) {\r
7280     lprev(baseedge, *farright);\r
7281   }\r
7282   /* The vertices of the current knitting edge. */\r
7283   lowerleft = innerleftdest;\r
7284   lowerright = innerrightorg;\r
7285   /* The candidate vertices for knitting. */\r
7286   apex(leftcand, upperleft);\r
7287   apex(rightcand, upperright);\r
7288   /* Walk up the gap between the two triangulations, knitting them together. */\r
7289   while (1) {\r
7290     /* Have we reached the top?  (This isn't quite the right question,       */\r
7291     /*   because even though the left triangulation might seem finished now, */\r
7292     /*   moving up on the right triangulation might reveal a new point of    */\r
7293     /*   the left triangulation.  And vice-versa.)                           */\r
7294     leftfinished = counterclockwise(upperleft, lowerleft, lowerright) <= 0.0;\r
7295     rightfinished = counterclockwise(upperright, lowerleft, lowerright) <= 0.0;\r
7296     if (leftfinished && rightfinished) {\r
7297       /* Create the top new bounding triangle. */\r
7298       maketriangle(&nextedge);\r
7299       setorg(nextedge, lowerleft);\r
7300       setdest(nextedge, lowerright);\r
7301       /* Apex is intentionally left NULL. */\r
7302       /* Connect it to the bounding boxes of the two triangulations. */\r
7303       bond(nextedge, baseedge);\r
7304       lnextself(nextedge);\r
7305       bond(nextedge, rightcand);\r
7306       lnextself(nextedge);\r
7307       bond(nextedge, leftcand);\r
7308       if (verbose > 2) {\r
7309         printf("  Creating top bounding ");\r
7310         printtriangle(&baseedge);\r
7311       }\r
7312       /* Special treatment for horizontal cuts. */\r
7313       if (dwyer && (axis == 1)) {\r
7314         org(*farleft, farleftpt);\r
7315         apex(*farleft, farleftapex);\r
7316         dest(*farright, farrightpt);\r
7317         apex(*farright, farrightapex);\r
7318         sym(*farleft, checkedge);\r
7319         apex(checkedge, checkvertex);\r
7320         /* The pointers to the extremal points are restored to the leftmost */\r
7321         /*   and rightmost points (rather than topmost and bottommost).     */\r
7322         while (checkvertex[0] < farleftpt[0]) {\r
7323           lprev(checkedge, *farleft);\r
7324           farleftapex = farleftpt;\r
7325           farleftpt = checkvertex;\r
7326           sym(*farleft, checkedge);\r
7327           apex(checkedge, checkvertex);\r
7328         }\r
7329         while (farrightapex[0] > farrightpt[0]) {\r
7330           lprevself(*farright);\r
7331           symself(*farright);\r
7332           farrightpt = farrightapex;\r
7333           apex(*farright, farrightapex);\r
7334         }\r
7335       }\r
7336       return;\r
7337     }\r
7338     /* Consider eliminating edges from the left triangulation. */\r
7339     if (!leftfinished) {\r
7340       /* What vertex would be exposed if an edge were deleted? */\r
7341       lprev(leftcand, nextedge);\r
7342       symself(nextedge);\r
7343       apex(nextedge, nextapex);\r
7344       /* If nextapex is NULL, then no vertex would be exposed; the */\r
7345       /*   triangulation would have been eaten right through.      */\r
7346       if (nextapex != (point) NULL) {\r
7347         /* Check whether the edge is Delaunay. */\r
7348         badedge = incircle(lowerleft, lowerright, upperleft, nextapex) > 0.0;\r
7349         while (badedge) {\r
7350           /* Eliminate the edge with an edge flip.  As a result, the    */\r
7351           /*   left triangulation will have one more boundary triangle. */\r
7352           lnextself(nextedge);\r
7353           sym(nextedge, topcasing);\r
7354           lnextself(nextedge);\r
7355           sym(nextedge, sidecasing);\r
7356           bond(nextedge, topcasing);\r
7357           bond(leftcand, sidecasing);\r
7358           lnextself(leftcand);\r
7359           sym(leftcand, outercasing);\r
7360           lprevself(nextedge);\r
7361           bond(nextedge, outercasing);\r
7362           /* Correct the vertices to reflect the edge flip. */\r
7363           setorg(leftcand, lowerleft);\r
7364           setdest(leftcand, NULL);\r
7365           setapex(leftcand, nextapex);\r
7366           setorg(nextedge, NULL);\r
7367           setdest(nextedge, upperleft);\r
7368           setapex(nextedge, nextapex);\r
7369           /* Consider the newly exposed vertex. */\r
7370           upperleft = nextapex;\r
7371           /* What vertex would be exposed if another edge were deleted? */\r
7372           triedgecopy(sidecasing, nextedge);\r
7373           apex(nextedge, nextapex);\r
7374           if (nextapex != (point) NULL) {\r
7375             /* Check whether the edge is Delaunay. */\r
7376             badedge = incircle(lowerleft, lowerright, upperleft, nextapex)\r
7377                       > 0.0;\r
7378           } else {\r
7379             /* Avoid eating right through the triangulation. */\r
7380             badedge = 0;\r
7381           }\r
7382         }\r
7383       }\r
7384     }\r
7385     /* Consider eliminating edges from the right triangulation. */\r
7386     if (!rightfinished) {\r
7387       /* What vertex would be exposed if an edge were deleted? */\r
7388       lnext(rightcand, nextedge);\r
7389       symself(nextedge);\r
7390       apex(nextedge, nextapex);\r
7391       /* If nextapex is NULL, then no vertex would be exposed; the */\r
7392       /*   triangulation would have been eaten right through.      */\r
7393       if (nextapex != (point) NULL) {\r
7394         /* Check whether the edge is Delaunay. */\r
7395         badedge = incircle(lowerleft, lowerright, upperright, nextapex) > 0.0;\r
7396         while (badedge) {\r
7397           /* Eliminate the edge with an edge flip.  As a result, the     */\r
7398           /*   right triangulation will have one more boundary triangle. */\r
7399           lprevself(nextedge);\r
7400           sym(nextedge, topcasing);\r
7401           lprevself(nextedge);\r
7402           sym(nextedge, sidecasing);\r
7403           bond(nextedge, topcasing);\r
7404           bond(rightcand, sidecasing);\r
7405           lprevself(rightcand);\r
7406           sym(rightcand, outercasing);\r
7407           lnextself(nextedge);\r
7408           bond(nextedge, outercasing);\r
7409           /* Correct the vertices to reflect the edge flip. */\r
7410           setorg(rightcand, NULL);\r
7411           setdest(rightcand, lowerright);\r
7412           setapex(rightcand, nextapex);\r
7413           setorg(nextedge, upperright);\r
7414           setdest(nextedge, NULL);\r
7415           setapex(nextedge, nextapex);\r
7416           /* Consider the newly exposed vertex. */\r
7417           upperright = nextapex;\r
7418           /* What vertex would be exposed if another edge were deleted? */\r
7419           triedgecopy(sidecasing, nextedge);\r
7420           apex(nextedge, nextapex);\r
7421           if (nextapex != (point) NULL) {\r
7422             /* Check whether the edge is Delaunay. */\r
7423             badedge = incircle(lowerleft, lowerright, upperright, nextapex)\r
7424                       > 0.0;\r
7425           } else {\r
7426             /* Avoid eating right through the triangulation. */\r
7427             badedge = 0;\r
7428           }\r
7429         }\r
7430       }\r
7431     }\r
7432     if (leftfinished || (!rightfinished &&\r
7433            (incircle(upperleft, lowerleft, lowerright, upperright) > 0.0))) {\r
7434       /* Knit the triangulations, adding an edge from `lowerleft' */\r
7435       /*   to `upperright'.                                       */\r
7436       bond(baseedge, rightcand);\r
7437       lprev(rightcand, baseedge);\r
7438       setdest(baseedge, lowerleft);\r
7439       lowerright = upperright;\r
7440       sym(baseedge, rightcand);\r
7441       apex(rightcand, upperright);\r
7442     } else {\r
7443       /* Knit the triangulations, adding an edge from `upperleft' */\r
7444       /*   to `lowerright'.                                       */\r
7445       bond(baseedge, leftcand);\r
7446       lnext(leftcand, baseedge);\r
7447       setorg(baseedge, lowerright);\r
7448       lowerleft = upperleft;\r
7449       sym(baseedge, leftcand);\r
7450       apex(leftcand, upperleft);\r
7451     }\r
7452     if (verbose > 2) {\r
7453       printf("  Connecting ");\r
7454       printtriangle(&baseedge);\r
7455     }\r
7456   }\r
7457 }\r
7458 \r
7459 /*****************************************************************************/\r
7460 /*                                                                           */\r
7461 /*  divconqrecurse()   Recursively form a Delaunay triangulation by the      */\r
7462 /*                     divide-and-conquer method.                            */\r
7463 /*                                                                           */\r
7464 /*  Recursively breaks down the problem into smaller pieces, which are       */\r
7465 /*  knitted together by mergehulls().  The base cases (problems of two or    */\r
7466 /*  three points) are handled specially here.                                */\r
7467 /*                                                                           */\r
7468 /*  On completion, `farleft' and `farright' are bounding triangles such that */\r
7469 /*  the origin of `farleft' is the leftmost vertex (breaking ties by         */\r
7470 /*  choosing the highest leftmost vertex), and the destination of            */\r
7471 /*  `farright' is the rightmost vertex (breaking ties by choosing the        */\r
7472 /*  lowest rightmost vertex).                                                */\r
7473 /*                                                                           */\r
7474 /*****************************************************************************/\r
7475 \r
7476 void divconqrecurse(sortarray, vertices, axis, farleft, farright)\r
7477 point *sortarray;\r
7478 int vertices;\r
7479 int axis;\r
7480 struct triedge *farleft;\r
7481 struct triedge *farright;\r
7482 {\r
7483   struct triedge midtri, tri1, tri2, tri3;\r
7484   struct triedge innerleft, innerright;\r
7485   REAL area;\r
7486   int divider;\r
7487 \r
7488   if (verbose > 2) {\r
7489     printf("  Triangulating %d points.\n", vertices);\r
7490   }\r
7491   if (vertices == 2) {\r
7492     /* The triangulation of two vertices is an edge.  An edge is */\r
7493     /*   represented by two bounding triangles.                  */\r
7494     maketriangle(farleft);\r
7495     setorg(*farleft, sortarray[0]);\r
7496     setdest(*farleft, sortarray[1]);\r
7497     /* The apex is intentionally left NULL. */\r
7498     maketriangle(farright);\r
7499     setorg(*farright, sortarray[1]);\r
7500     setdest(*farright, sortarray[0]);\r
7501     /* The apex is intentionally left NULL. */\r
7502     bond(*farleft, *farright);\r
7503     lprevself(*farleft);\r
7504     lnextself(*farright);\r
7505     bond(*farleft, *farright);\r
7506     lprevself(*farleft);\r
7507     lnextself(*farright);\r
7508     bond(*farleft, *farright);\r
7509     if (verbose > 2) {\r
7510       printf("  Creating ");\r
7511       printtriangle(farleft);\r
7512       printf("  Creating ");\r
7513       printtriangle(farright);\r
7514     }\r
7515     /* Ensure that the origin of `farleft' is sortarray[0]. */\r
7516     lprev(*farright, *farleft);\r
7517     return;\r
7518   } else if (vertices == 3) {\r
7519     /* The triangulation of three vertices is either a triangle (with */\r
7520     /*   three bounding triangles) or two edges (with four bounding   */\r
7521     /*   triangles).  In either case, four triangles are created.     */\r
7522     maketriangle(&midtri);\r
7523     maketriangle(&tri1);\r
7524     maketriangle(&tri2);\r
7525     maketriangle(&tri3);\r
7526     area = counterclockwise(sortarray[0], sortarray[1], sortarray[2]);\r
7527     if (area == 0.0) {\r
7528       /* Three collinear points; the triangulation is two edges. */\r
7529       setorg(midtri, sortarray[0]);\r
7530       setdest(midtri, sortarray[1]);\r
7531       setorg(tri1, sortarray[1]);\r
7532       setdest(tri1, sortarray[0]);\r
7533       setorg(tri2, sortarray[2]);\r
7534       setdest(tri2, sortarray[1]);\r
7535       setorg(tri3, sortarray[1]);\r
7536       setdest(tri3, sortarray[2]);\r
7537       /* All apices are intentionally left NULL. */\r
7538       bond(midtri, tri1);\r
7539       bond(tri2, tri3);\r
7540       lnextself(midtri);\r
7541       lprevself(tri1);\r
7542       lnextself(tri2);\r
7543       lprevself(tri3);\r
7544       bond(midtri, tri3);\r
7545       bond(tri1, tri2);\r
7546       lnextself(midtri);\r
7547       lprevself(tri1);\r
7548       lnextself(tri2);\r
7549       lprevself(tri3);\r
7550       bond(midtri, tri1);\r
7551       bond(tri2, tri3);\r
7552       /* Ensure that the origin of `farleft' is sortarray[0]. */\r
7553       triedgecopy(tri1, *farleft);\r
7554       /* Ensure that the destination of `farright' is sortarray[2]. */\r
7555       triedgecopy(tri2, *farright);\r
7556     } else {\r
7557       /* The three points are not collinear; the triangulation is one */\r
7558       /*   triangle, namely `midtri'.                                 */\r
7559       setorg(midtri, sortarray[0]);\r
7560       setdest(tri1, sortarray[0]);\r
7561       setorg(tri3, sortarray[0]);\r
7562       /* Apices of tri1, tri2, and tri3 are left NULL. */\r
7563       if (area > 0.0) {\r
7564         /* The vertices are in counterclockwise order. */\r
7565         setdest(midtri, sortarray[1]);\r
7566         setorg(tri1, sortarray[1]);\r
7567         setdest(tri2, sortarray[1]);\r
7568         setapex(midtri, sortarray[2]);\r
7569         setorg(tri2, sortarray[2]);\r
7570         setdest(tri3, sortarray[2]);\r
7571       } else {\r
7572         /* The vertices are in clockwise order. */\r
7573         setdest(midtri, sortarray[2]);\r
7574         setorg(tri1, sortarray[2]);\r
7575         setdest(tri2, sortarray[2]);\r
7576         setapex(midtri, sortarray[1]);\r
7577         setorg(tri2, sortarray[1]);\r
7578         setdest(tri3, sortarray[1]);\r
7579       }\r
7580       /* The topology does not depend on how the vertices are ordered. */\r
7581       bond(midtri, tri1);\r
7582       lnextself(midtri);\r
7583       bond(midtri, tri2);\r
7584       lnextself(midtri);\r
7585       bond(midtri, tri3);\r
7586       lprevself(tri1);\r
7587       lnextself(tri2);\r
7588       bond(tri1, tri2);\r
7589       lprevself(tri1);\r
7590       lprevself(tri3);\r
7591       bond(tri1, tri3);\r
7592       lnextself(tri2);\r
7593       lprevself(tri3);\r
7594       bond(tri2, tri3);\r
7595       /* Ensure that the origin of `farleft' is sortarray[0]. */\r
7596       triedgecopy(tri1, *farleft);\r
7597       /* Ensure that the destination of `farright' is sortarray[2]. */\r
7598       if (area > 0.0) {\r
7599         triedgecopy(tri2, *farright);\r
7600       } else {\r
7601         lnext(*farleft, *farright);\r
7602       }\r
7603     }\r
7604     if (verbose > 2) {\r
7605       printf("  Creating ");\r
7606       printtriangle(&midtri);\r
7607       printf("  Creating ");\r
7608       printtriangle(&tri1);\r
7609       printf("  Creating ");\r
7610       printtriangle(&tri2);\r
7611       printf("  Creating ");\r
7612       printtriangle(&tri3);\r
7613     }\r
7614     return;\r
7615   } else {\r
7616     /* Split the vertices in half. */\r
7617     divider = vertices >> 1;\r
7618     /* Recursively triangulate each half. */\r
7619     divconqrecurse(sortarray, divider, 1 - axis, farleft, &innerleft);\r
7620     divconqrecurse(&sortarray[divider], vertices - divider, 1 - axis,\r
7621                    &innerright, farright);\r
7622     if (verbose > 1) {\r
7623       printf("  Joining triangulations with %d and %d vertices.\n", divider,\r
7624              vertices - divider);\r
7625     }\r
7626     /* Merge the two triangulations into one. */\r
7627     mergehulls(farleft, &innerleft, &innerright, farright, axis);\r
7628   }\r
7629 }\r
7630 \r
7631 long removeghosts(startghost)\r
7632 struct triedge *startghost;\r
7633 {\r
7634   struct triedge searchedge;\r
7635   struct triedge dissolveedge;\r
7636   struct triedge deadtri;\r
7637   point markorg;\r
7638   long hullsize;\r
7639   triangle ptr;                         /* Temporary variable used by sym(). */\r
7640 \r
7641   if (verbose) {\r
7642     printf("  Removing ghost triangles.\n");\r
7643   }\r
7644   /* Find an edge on the convex hull to start point location from. */\r
7645   lprev(*startghost, searchedge);\r
7646   symself(searchedge);\r
7647   dummytri[0] = encode(searchedge);\r
7648   /* Remove the bounding box and count the convex hull edges. */\r
7649   triedgecopy(*startghost, dissolveedge);\r
7650   hullsize = 0;\r
7651   do {\r
7652     hullsize++;\r
7653     lnext(dissolveedge, deadtri);\r
7654     lprevself(dissolveedge);\r
7655     symself(dissolveedge);\r
7656     /* If no PSLG is involved, set the boundary markers of all the points */\r
7657     /*   on the convex hull.  If a PSLG is used, this step is done later. */\r
7658     if (!poly) {\r
7659       /* Watch out for the case where all the input points are collinear. */\r
7660       if (dissolveedge.tri != dummytri) {\r
7661         org(dissolveedge, markorg);\r
7662         if (pointmark(markorg) == 0) {\r
7663           setpointmark(markorg, 1);\r
7664         }\r
7665       }\r
7666     }\r
7667     /* Remove a bounding triangle from a convex hull triangle. */\r
7668     dissolve(dissolveedge);\r
7669     /* Find the next bounding triangle. */\r
7670     sym(deadtri, dissolveedge);\r
7671     /* Delete the bounding triangle. */\r
7672     triangledealloc(deadtri.tri);\r
7673   } while (!triedgeequal(dissolveedge, *startghost));\r
7674   return hullsize;\r
7675 }\r
7676 \r
7677 /*****************************************************************************/\r
7678 /*                                                                           */\r
7679 /*  divconqdelaunay()   Form a Delaunay triangulation by the divide-and-     */\r
7680 /*                      conquer method.                                      */\r
7681 /*                                                                           */\r
7682 /*  Sorts the points, calls a recursive procedure to triangulate them, and   */\r
7683 /*  removes the bounding box, setting boundary markers as appropriate.       */\r
7684 /*                                                                           */\r
7685 /*****************************************************************************/\r
7686 \r
7687 long divconqdelaunay()\r
7688 {\r
7689   point *sortarray;\r
7690   struct triedge hullleft, hullright;\r
7691   int divider;\r
7692   int i, j;\r
7693 \r
7694   /* Allocate an array of pointers to points for sorting. */\r
7695   sortarray = (point *) malloc(inpoints * sizeof(point));\r
7696   if (sortarray == (point *) NULL) {\r
7697     printf("Error:  Out of memory.\n");\r
7698     exit(1);\r
7699   }\r
7700   traversalinit(&points);\r
7701   for (i = 0; i < inpoints; i++) {\r
7702     sortarray[i] = pointtraverse();\r
7703   }\r
7704   if (verbose) {\r
7705     printf("  Sorting points.\n");\r
7706   }\r
7707   /* Sort the points. */\r
7708   pointsort(sortarray, inpoints);\r
7709   /* Discard duplicate points, which can really mess up the algorithm. */\r
7710   i = 0;\r
7711   for (j = 1; j < inpoints; j++) {\r
7712     if ((sortarray[i][0] == sortarray[j][0])\r
7713         && (sortarray[i][1] == sortarray[j][1])) {\r
7714       if (!quiet) {\r
7715         printf(\r
7716 "Warning:  A duplicate point at (%.12g, %.12g) appeared and was ignored.\n",\r
7717                sortarray[j][0], sortarray[j][1]);\r
7718       }\r
7719 /*  Commented out - would eliminate point from output .node file, but causes\r
7720     a failure if some segment has this point as an endpoint.\r
7721       setpointmark(sortarray[j], DEADPOINT);\r
7722 */\r
7723     } else {\r
7724       i++;\r
7725       sortarray[i] = sortarray[j];\r
7726     }\r
7727   }\r
7728   i++;\r
7729   if (dwyer) {\r
7730     /* Re-sort the array of points to accommodate alternating cuts. */\r
7731     divider = i >> 1;\r
7732     if (i - divider >= 2) {\r
7733       if (divider >= 2) {\r
7734         alternateaxes(sortarray, divider, 1);\r
7735       }\r
7736       alternateaxes(&sortarray[divider], i - divider, 1);\r
7737     }\r
7738   }\r
7739   if (verbose) {\r
7740     printf("  Forming triangulation.\n");\r
7741   }\r
7742   /* Form the Delaunay triangulation. */\r
7743   divconqrecurse(sortarray, i, 0, &hullleft, &hullright);\r
7744   free(sortarray);\r
7745 \r
7746   return removeghosts(&hullleft);\r
7747 }\r
7748 \r
7749 /**                                                                         **/\r
7750 /**                                                                         **/\r
7751 /********* Divide-and-conquer Delaunay triangulation ends here       *********/\r
7752 \r
7753 /********* Incremental Delaunay triangulation begins here            *********/\r
7754 /**                                                                         **/\r
7755 /**                                                                         **/\r
7756 \r
7757 /*****************************************************************************/\r
7758 /*                                                                           */\r
7759 /*  boundingbox()   Form an "infinite" bounding triangle to insert points    */\r
7760 /*                  into.                                                    */\r
7761 /*                                                                           */\r
7762 /*  The points at "infinity" are assigned finite coordinates, which are used */\r
7763 /*  by the point location routines, but (mostly) ignored by the Delaunay     */\r
7764 /*  edge flip routines.                                                      */\r
7765 /*                                                                           */\r
7766 /*****************************************************************************/\r
7767 \r
7768 #ifndef REDUCED\r
7769 \r
7770 void boundingbox()\r
7771 {\r
7772   struct triedge inftri;          /* Handle for the triangular bounding box. */\r
7773   REAL width;\r
7774 \r
7775   if (verbose) {\r
7776     printf("  Creating triangular bounding box.\n");\r
7777   }\r
7778   /* Find the width (or height, whichever is larger) of the triangulation. */\r
7779   width = xmax - xmin;\r
7780   if (ymax - ymin > width) {\r
7781     width = ymax - ymin;\r
7782   }\r
7783   if (width == 0.0) {\r
7784     width = 1.0;\r
7785   }\r
7786   /* Create the vertices of the bounding box. */\r
7787   infpoint1 = (point) malloc(points.itembytes);\r
7788   infpoint2 = (point) malloc(points.itembytes);\r
7789   infpoint3 = (point) malloc(points.itembytes);\r
7790   if ((infpoint1 == (point) NULL) || (infpoint2 == (point) NULL)\r
7791       || (infpoint3 == (point) NULL)) {\r
7792     printf("Error:  Out of memory.\n");\r
7793     exit(1);\r
7794   }\r
7795   infpoint1[0] = xmin - 50.0 * width;\r
7796   infpoint1[1] = ymin - 40.0 * width;\r
7797   infpoint2[0] = xmax + 50.0 * width;\r
7798   infpoint2[1] = ymin - 40.0 * width;\r
7799   infpoint3[0] = 0.5 * (xmin + xmax);\r
7800   infpoint3[1] = ymax + 60.0 * width;\r
7801 \r
7802   /* Create the bounding box. */\r
7803   maketriangle(&inftri);\r
7804   setorg(inftri, infpoint1);\r
7805   setdest(inftri, infpoint2);\r
7806   setapex(inftri, infpoint3);\r
7807   /* Link dummytri to the bounding box so we can always find an */\r
7808   /*   edge to begin searching (point location) from.           */\r
7809   dummytri[0] = (triangle) inftri.tri;\r
7810   if (verbose > 2) {\r
7811     printf("  Creating ");\r
7812     printtriangle(&inftri);\r
7813   }\r
7814 }\r
7815 \r
7816 #endif /* not REDUCED */\r
7817 \r
7818 /*****************************************************************************/\r
7819 /*                                                                           */\r
7820 /*  removebox()   Remove the "infinite" bounding triangle, setting boundary  */\r
7821 /*                markers as appropriate.                                    */\r
7822 /*                                                                           */\r
7823 /*  The triangular bounding box has three boundary triangles (one for each   */\r
7824 /*  side of the bounding box), and a bunch of triangles fanning out from     */\r
7825 /*  the three bounding box vertices (one triangle for each edge of the       */\r
7826 /*  convex hull of the inner mesh).  This routine removes these triangles.   */\r
7827 /*                                                                           */\r
7828 /*****************************************************************************/\r
7829 \r
7830 #ifndef REDUCED\r
7831 \r
7832 long removebox()\r
7833 {\r
7834   struct triedge deadtri;\r
7835   struct triedge searchedge;\r
7836   struct triedge checkedge;\r
7837   struct triedge nextedge, finaledge, dissolveedge;\r
7838   point markorg;\r
7839   long hullsize;\r
7840   triangle ptr;                         /* Temporary variable used by sym(). */\r
7841 \r
7842   if (verbose) {\r
7843     printf("  Removing triangular bounding box.\n");\r
7844   }\r
7845   /* Find a boundary triangle. */\r
7846   nextedge.tri = dummytri;\r
7847   nextedge.orient = 0;\r
7848   symself(nextedge);\r
7849   /* Mark a place to stop. */\r
7850   lprev(nextedge, finaledge);\r
7851   lnextself(nextedge);\r
7852   symself(nextedge);\r
7853   /* Find a triangle (on the boundary of the point set) that isn't */\r
7854   /*   a bounding box triangle.                                    */\r
7855   lprev(nextedge, searchedge);\r
7856   symself(searchedge);\r
7857   /* Check whether nextedge is another boundary triangle */\r
7858   /*   adjacent to the first one.                        */\r
7859   lnext(nextedge, checkedge);\r
7860   symself(checkedge);\r
7861   if (checkedge.tri == dummytri) {\r
7862     /* Go on to the next triangle.  There are only three boundary   */\r
7863     /*   triangles, and this next triangle cannot be the third one, */\r
7864     /*   so it's safe to stop here.                                 */\r
7865     lprevself(searchedge);\r
7866     symself(searchedge);\r
7867   }\r
7868   /* Find a new boundary edge to search from, as the current search */\r
7869   /*   edge lies on a bounding box triangle and will be deleted.    */\r
7870   dummytri[0] = encode(searchedge);\r
7871   hullsize = -2l;\r
7872   while (!triedgeequal(nextedge, finaledge)) {\r
7873     hullsize++;\r
7874     lprev(nextedge, dissolveedge);\r
7875     symself(dissolveedge);\r
7876     /* If not using a PSLG, the vertices should be marked now. */\r
7877     /*   (If using a PSLG, markhull() will do the job.)        */\r
7878     if (!poly) {\r
7879       /* Be careful!  One must check for the case where all the input   */\r
7880       /*   points are collinear, and thus all the triangles are part of */\r
7881       /*   the bounding box.  Otherwise, the setpointmark() call below  */\r
7882       /*   will cause a bad pointer reference.                          */\r
7883       if (dissolveedge.tri != dummytri) {\r
7884         org(dissolveedge, markorg);\r
7885         if (pointmark(markorg) == 0) {\r
7886           setpointmark(markorg, 1);\r
7887         }\r
7888       }\r
7889     }\r
7890     /* Disconnect the bounding box triangle from the mesh triangle. */\r
7891     dissolve(dissolveedge);\r
7892     lnext(nextedge, deadtri);\r
7893     sym(deadtri, nextedge);\r
7894     /* Get rid of the bounding box triangle. */\r
7895     triangledealloc(deadtri.tri);\r
7896     /* Do we need to turn the corner? */\r
7897     if (nextedge.tri == dummytri) {\r
7898       /* Turn the corner. */\r
7899       triedgecopy(dissolveedge, nextedge);\r
7900     }\r
7901   }\r
7902   triangledealloc(finaledge.tri);\r
7903 \r
7904   free(infpoint1);                  /* Deallocate the bounding box vertices. */\r
7905   free(infpoint2);\r
7906   free(infpoint3);\r
7907 \r
7908   return hullsize;\r
7909 }\r
7910 \r
7911 #endif /* not REDUCED */\r
7912 \r
7913 /*****************************************************************************/\r
7914 /*                                                                           */\r
7915 /*  incrementaldelaunay()   Form a Delaunay triangulation by incrementally   */\r
7916 /*                          adding vertices.                                 */\r
7917 /*                                                                           */\r
7918 /*****************************************************************************/\r
7919 \r
7920 #ifndef REDUCED\r
7921 \r
7922 long incrementaldelaunay()\r
7923 {\r
7924   struct triedge starttri;\r
7925   point pointloop;\r
7926   int i;\r
7927 \r
7928   /* Create a triangular bounding box. */\r
7929   boundingbox();\r
7930   if (verbose) {\r
7931     printf("  Incrementally inserting points.\n");\r
7932   }\r
7933   traversalinit(&points);\r
7934   pointloop = pointtraverse();\r
7935   i = 1;\r
7936   while (pointloop != (point) NULL) {\r
7937     /* Find a boundary triangle to search from. */\r
7938     starttri.tri = (triangle *) NULL;\r
7939     if (insertsite(pointloop, &starttri, (struct edge *) NULL, 0, 0) ==\r
7940         DUPLICATEPOINT) {\r
7941       if (!quiet) {\r
7942         printf(\r
7943 "Warning:  A duplicate point at (%.12g, %.12g) appeared and was ignored.\n",\r
7944                pointloop[0], pointloop[1]);\r
7945       }\r
7946 /*  Commented out - would eliminate point from output .node file.\r
7947       setpointmark(pointloop, DEADPOINT);\r
7948 */\r
7949     }\r
7950     pointloop = pointtraverse();\r
7951     i++;\r
7952   }\r
7953   /* Remove the bounding box. */\r
7954   return removebox();\r
7955 }\r
7956 \r
7957 #endif /* not REDUCED */\r
7958 \r
7959 /**                                                                         **/\r
7960 /**                                                                         **/\r
7961 /********* Incremental Delaunay triangulation ends here              *********/\r
7962 \r
7963 /********* Sweepline Delaunay triangulation begins here              *********/\r
7964 /**                                                                         **/\r
7965 /**                                                                         **/\r
7966 \r
7967 #ifndef REDUCED\r
7968 \r
7969 void eventheapinsert(heap, heapsize, newevent)\r
7970 struct event **heap;\r
7971 int heapsize;\r
7972 struct event *newevent;\r
7973 {\r
7974   REAL eventx, eventy;\r
7975   int eventnum;\r
7976   int parent;\r
7977   int notdone;\r
7978 \r
7979   eventx = newevent->xkey;\r
7980   eventy = newevent->ykey;\r
7981   eventnum = heapsize;\r
7982   notdone = eventnum > 0;\r
7983   while (notdone) {\r
7984     parent = (eventnum - 1) >> 1;\r
7985     if ((heap[parent]->ykey < eventy) ||\r
7986         ((heap[parent]->ykey == eventy)\r
7987          && (heap[parent]->xkey <= eventx))) {\r
7988       notdone = 0;\r
7989     } else {\r
7990       heap[eventnum] = heap[parent];\r
7991       heap[eventnum]->heapposition = eventnum;\r
7992 \r
7993       eventnum = parent;\r
7994       notdone = eventnum > 0;\r
7995     }\r
7996   }\r
7997   heap[eventnum] = newevent;\r
7998   newevent->heapposition = eventnum;\r
7999 }\r
8000 \r
8001 #endif /* not REDUCED */\r
8002 \r
8003 #ifndef REDUCED\r
8004 \r
8005 void eventheapify(heap, heapsize, eventnum)\r
8006 struct event **heap;\r
8007 int heapsize;\r
8008 int eventnum;\r
8009 {\r
8010   struct event *thisevent;\r
8011   REAL eventx, eventy;\r
8012   int leftchild, rightchild;\r
8013   int smallest;\r
8014   int notdone;\r
8015 \r
8016   thisevent = heap[eventnum];\r
8017   eventx = thisevent->xkey;\r
8018   eventy = thisevent->ykey;\r
8019   leftchild = 2 * eventnum + 1;\r
8020   notdone = leftchild < heapsize;\r
8021   while (notdone) {\r
8022     if ((heap[leftchild]->ykey < eventy) ||\r
8023         ((heap[leftchild]->ykey == eventy)\r
8024          && (heap[leftchild]->xkey < eventx))) {\r
8025       smallest = leftchild;\r
8026     } else {\r
8027       smallest = eventnum;\r
8028     }\r
8029     rightchild = leftchild + 1;\r
8030     if (rightchild < heapsize) {\r
8031       if ((heap[rightchild]->ykey < heap[smallest]->ykey) ||\r
8032           ((heap[rightchild]->ykey == heap[smallest]->ykey)\r
8033            && (heap[rightchild]->xkey < heap[smallest]->xkey))) {\r
8034         smallest = rightchild;\r
8035       }\r
8036     }\r
8037     if (smallest == eventnum) {\r
8038       notdone = 0;\r
8039     } else {\r
8040       heap[eventnum] = heap[smallest];\r
8041       heap[eventnum]->heapposition = eventnum;\r
8042       heap[smallest] = thisevent;\r
8043       thisevent->heapposition = smallest;\r
8044 \r
8045       eventnum = smallest;\r
8046       leftchild = 2 * eventnum + 1;\r
8047       notdone = leftchild < heapsize;\r
8048     }\r
8049   }\r
8050 }\r
8051 \r
8052 #endif /* not REDUCED */\r
8053 \r
8054 #ifndef REDUCED\r
8055 \r
8056 void eventheapdelete(heap, heapsize, eventnum)\r
8057 struct event **heap;\r
8058 int heapsize;\r
8059 int eventnum;\r
8060 {\r
8061   struct event *moveevent;\r
8062   REAL eventx, eventy;\r
8063   int parent;\r
8064   int notdone;\r
8065 \r
8066   moveevent = heap[heapsize - 1];\r
8067   if (eventnum > 0) {\r
8068     eventx = moveevent->xkey;\r
8069     eventy = moveevent->ykey;\r
8070     do {\r
8071       parent = (eventnum - 1) >> 1;\r
8072       if ((heap[parent]->ykey < eventy) ||\r
8073           ((heap[parent]->ykey == eventy)\r
8074            && (heap[parent]->xkey <= eventx))) {\r
8075         notdone = 0;\r
8076       } else {\r
8077         heap[eventnum] = heap[parent];\r
8078         heap[eventnum]->heapposition = eventnum;\r
8079 \r
8080         eventnum = parent;\r
8081         notdone = eventnum > 0;\r
8082       }\r
8083     } while (notdone);\r
8084   }\r
8085   heap[eventnum] = moveevent;\r
8086   moveevent->heapposition = eventnum;\r
8087   eventheapify(heap, heapsize - 1, eventnum);\r
8088 }\r
8089 \r
8090 #endif /* not REDUCED */\r
8091 \r
8092 #ifndef REDUCED\r
8093 \r
8094 void createeventheap(eventheap, events, freeevents)\r
8095 struct event ***eventheap;\r
8096 struct event **events;\r
8097 struct event **freeevents;\r
8098 {\r
8099   point thispoint;\r
8100   int maxevents;\r
8101   int i;\r
8102 \r
8103   maxevents = (3 * inpoints) / 2;\r
8104   *eventheap = (struct event **) malloc(maxevents * sizeof(struct event *));\r
8105   if (*eventheap == (struct event **) NULL) {\r
8106     printf("Error:  Out of memory.\n");\r
8107     exit(1);\r
8108   }\r
8109   *events = (struct event *) malloc(maxevents * sizeof(struct event));\r
8110   if (*events == (struct event *) NULL) {\r
8111     printf("Error:  Out of memory.\n");\r
8112     exit(1);\r
8113   }\r
8114   traversalinit(&points);\r
8115   for (i = 0; i < inpoints; i++) {\r
8116     thispoint = pointtraverse();\r
8117     (*events)[i].eventptr = (VOID *) thispoint;\r
8118     (*events)[i].xkey = thispoint[0];\r
8119     (*events)[i].ykey = thispoint[1];\r
8120     eventheapinsert(*eventheap, i, *events + i);\r
8121   }\r
8122   *freeevents = (struct event *) NULL;\r
8123   for (i = maxevents - 1; i >= inpoints; i--) {\r
8124     (*events)[i].eventptr = (VOID *) *freeevents;\r
8125     *freeevents = *events + i;\r
8126   }\r
8127 }\r
8128 \r
8129 #endif /* not REDUCED */\r
8130 \r
8131 #ifndef REDUCED\r
8132 \r
8133 int rightofhyperbola(fronttri, newsite)\r
8134 struct triedge *fronttri;\r
8135 point newsite;\r
8136 {\r
8137   point leftpoint, rightpoint;\r
8138   REAL dxa, dya, dxb, dyb;\r
8139 \r
8140   hyperbolacount++;\r
8141 \r
8142   dest(*fronttri, leftpoint);\r
8143   apex(*fronttri, rightpoint);\r
8144   if ((leftpoint[1] < rightpoint[1])\r
8145       || ((leftpoint[1] == rightpoint[1]) && (leftpoint[0] < rightpoint[0]))) {\r
8146     if (newsite[0] >= rightpoint[0]) {\r
8147       return 1;\r
8148     }\r
8149   } else {\r
8150     if (newsite[0] <= leftpoint[0]) {\r
8151       return 0;\r
8152     }\r
8153   }\r
8154   dxa = leftpoint[0] - newsite[0];\r
8155   dya = leftpoint[1] - newsite[1];\r
8156   dxb = rightpoint[0] - newsite[0];\r
8157   dyb = rightpoint[1] - newsite[1];\r
8158   return dya * (dxb * dxb + dyb * dyb) > dyb * (dxa * dxa + dya * dya);\r
8159 }\r
8160 \r
8161 #endif /* not REDUCED */\r
8162 \r
8163 #ifndef REDUCED\r
8164 \r
8165 REAL circletop(pa, pb, pc, ccwabc)\r
8166 point pa;\r
8167 point pb;\r
8168 point pc;\r
8169 REAL ccwabc;\r
8170 {\r
8171   REAL xac, yac, xbc, ybc, xab, yab;\r
8172   REAL aclen2, bclen2, ablen2;\r
8173 \r
8174   circletopcount++;\r
8175 \r
8176   xac = pa[0] - pc[0];\r
8177   yac = pa[1] - pc[1];\r
8178   xbc = pb[0] - pc[0];\r
8179   ybc = pb[1] - pc[1];\r
8180   xab = pa[0] - pb[0];\r
8181   yab = pa[1] - pb[1];\r
8182   aclen2 = xac * xac + yac * yac;\r
8183   bclen2 = xbc * xbc + ybc * ybc;\r
8184   ablen2 = xab * xab + yab * yab;\r
8185   return pc[1] + (xac * bclen2 - xbc * aclen2 + sqrt(aclen2 * bclen2 * ablen2))\r
8186                / (2.0 * ccwabc);\r
8187 }\r
8188 \r
8189 #endif /* not REDUCED */\r
8190 \r
8191 #ifndef REDUCED\r
8192 \r
8193 void check4deadevent(checktri, freeevents, eventheap, heapsize)\r
8194 struct triedge *checktri;\r
8195 struct event **freeevents;\r
8196 struct event **eventheap;\r
8197 int *heapsize;\r
8198 {\r
8199   struct event *deadevent;\r
8200   point eventpoint;\r
8201   int eventnum;\r
8202 \r
8203   org(*checktri, eventpoint);\r
8204   if (eventpoint != (point) NULL) {\r
8205     deadevent = (struct event *) eventpoint;\r
8206     eventnum = deadevent->heapposition;\r
8207     deadevent->eventptr = (VOID *) *freeevents;\r
8208     *freeevents = deadevent;\r
8209     eventheapdelete(eventheap, *heapsize, eventnum);\r
8210     (*heapsize)--;\r
8211     setorg(*checktri, NULL);\r
8212   }\r
8213 }\r
8214 \r
8215 #endif /* not REDUCED */\r
8216 \r
8217 #ifndef REDUCED\r
8218 \r
8219 struct splaynode *splay(splaytree, searchpoint, searchtri)\r
8220 struct splaynode *splaytree;\r
8221 point searchpoint;\r
8222 struct triedge *searchtri;\r
8223 {\r
8224   struct splaynode *child, *grandchild;\r
8225   struct splaynode *lefttree, *righttree;\r
8226   struct splaynode *leftright;\r
8227   point checkpoint;\r
8228   int rightofroot, rightofchild;\r
8229 \r
8230   if (splaytree == (struct splaynode *) NULL) {\r
8231     return (struct splaynode *) NULL;\r
8232   }\r
8233   dest(splaytree->keyedge, checkpoint);\r
8234   if (checkpoint == splaytree->keydest) {\r
8235     rightofroot = rightofhyperbola(&splaytree->keyedge, searchpoint);\r
8236     if (rightofroot) {\r
8237       triedgecopy(splaytree->keyedge, *searchtri);\r
8238       child = splaytree->rchild;\r
8239     } else {\r
8240       child = splaytree->lchild;\r
8241     }\r
8242     if (child == (struct splaynode *) NULL) {\r
8243       return splaytree;\r
8244     }\r
8245     dest(child->keyedge, checkpoint);\r
8246     if (checkpoint != child->keydest) {\r
8247       child = splay(child, searchpoint, searchtri);\r
8248       if (child == (struct splaynode *) NULL) {\r
8249         if (rightofroot) {\r
8250           splaytree->rchild = (struct splaynode *) NULL;\r
8251         } else {\r
8252           splaytree->lchild = (struct splaynode *) NULL;\r
8253         }\r
8254         return splaytree;\r
8255       }\r
8256     }\r
8257     rightofchild = rightofhyperbola(&child->keyedge, searchpoint);\r
8258     if (rightofchild) {\r
8259       triedgecopy(child->keyedge, *searchtri);\r
8260       grandchild = splay(child->rchild, searchpoint, searchtri);\r
8261       child->rchild = grandchild;\r
8262     } else {\r
8263       grandchild = splay(child->lchild, searchpoint, searchtri);\r
8264       child->lchild = grandchild;\r
8265     }\r
8266     if (grandchild == (struct splaynode *) NULL) {\r
8267       if (rightofroot) {\r
8268         splaytree->rchild = child->lchild;\r
8269         child->lchild = splaytree;\r
8270       } else {\r
8271         splaytree->lchild = child->rchild;\r
8272         child->rchild = splaytree;\r
8273       }\r
8274       return child;\r
8275     }\r
8276     if (rightofchild) {\r
8277       if (rightofroot) {\r
8278         splaytree->rchild = child->lchild;\r
8279         child->lchild = splaytree;\r
8280       } else {\r
8281         splaytree->lchild = grandchild->rchild;\r
8282         grandchild->rchild = splaytree;\r
8283       }\r
8284       child->rchild = grandchild->lchild;\r
8285       grandchild->lchild = child;\r
8286     } else {\r
8287       if (rightofroot) {\r
8288         splaytree->rchild = grandchild->lchild;\r
8289         grandchild->lchild = splaytree;\r
8290       } else {\r
8291         splaytree->lchild = child->rchild;\r
8292         child->rchild = splaytree;\r
8293       }\r
8294       child->lchild = grandchild->rchild;\r
8295       grandchild->rchild = child;\r
8296     }\r
8297     return grandchild;\r
8298   } else {\r
8299     lefttree = splay(splaytree->lchild, searchpoint, searchtri);\r
8300     righttree = splay(splaytree->rchild, searchpoint, searchtri);\r
8301 \r
8302     pooldealloc(&splaynodes, (VOID *) splaytree);\r
8303     if (lefttree == (struct splaynode *) NULL) {\r
8304       return righttree;\r
8305     } else if (righttree == (struct splaynode *) NULL) {\r
8306       return lefttree;\r
8307     } else if (lefttree->rchild == (struct splaynode *) NULL) {\r
8308       lefttree->rchild = righttree->lchild;\r
8309       righttree->lchild = lefttree;\r
8310       return righttree;\r
8311     } else if (righttree->lchild == (struct splaynode *) NULL) {\r
8312       righttree->lchild = lefttree->rchild;\r
8313       lefttree->rchild = righttree;\r
8314       return lefttree;\r
8315     } else {\r
8316 /*      printf("Holy Toledo!!!\n"); */\r
8317       leftright = lefttree->rchild;\r
8318       while (leftright->rchild != (struct splaynode *) NULL) {\r
8319         leftright = leftright->rchild;\r
8320       }\r
8321       leftright->rchild = righttree;\r
8322       return lefttree;\r
8323     }\r
8324   }\r
8325 }\r
8326 \r
8327 #endif /* not REDUCED */\r
8328 \r
8329 #ifndef REDUCED\r
8330 \r
8331 struct splaynode *splayinsert(splayroot, newkey, searchpoint)\r
8332 struct splaynode *splayroot;\r
8333 struct triedge *newkey;\r
8334 point searchpoint;\r
8335 {\r
8336   struct splaynode *newsplaynode;\r
8337 \r
8338   newsplaynode = (struct splaynode *) poolalloc(&splaynodes);\r
8339   triedgecopy(*newkey, newsplaynode->keyedge);\r
8340   dest(*newkey, newsplaynode->keydest);\r
8341   if (splayroot == (struct splaynode *) NULL) {\r
8342     newsplaynode->lchild = (struct splaynode *) NULL;\r
8343     newsplaynode->rchild = (struct splaynode *) NULL;\r
8344   } else if (rightofhyperbola(&splayroot->keyedge, searchpoint)) {\r
8345     newsplaynode->lchild = splayroot;\r
8346     newsplaynode->rchild = splayroot->rchild;\r
8347     splayroot->rchild = (struct splaynode *) NULL;\r
8348   } else {\r
8349     newsplaynode->lchild = splayroot->lchild;\r
8350     newsplaynode->rchild = splayroot;\r
8351     splayroot->lchild = (struct splaynode *) NULL;\r
8352   }\r
8353   return newsplaynode;\r
8354 }\r
8355 \r
8356 #endif /* not REDUCED */\r
8357 \r
8358 #ifndef REDUCED\r
8359 \r
8360 struct splaynode *circletopinsert(splayroot, newkey, pa, pb, pc, topy)\r
8361 struct splaynode *splayroot;\r
8362 struct triedge *newkey;\r
8363 point pa;\r
8364 point pb;\r
8365 point pc;\r
8366 REAL topy;\r
8367 {\r
8368   REAL ccwabc;\r
8369   REAL xac, yac, xbc, ybc;\r
8370   REAL aclen2, bclen2;\r
8371   REAL searchpoint[2];\r
8372   struct triedge dummytri;\r
8373 \r
8374   ccwabc = counterclockwise(pa, pb, pc);\r
8375   xac = pa[0] - pc[0];\r
8376   yac = pa[1] - pc[1];\r
8377   xbc = pb[0] - pc[0];\r
8378   ybc = pb[1] - pc[1];\r
8379   aclen2 = xac * xac + yac * yac;\r
8380   bclen2 = xbc * xbc + ybc * ybc;\r
8381   searchpoint[0] = pc[0] - (yac * bclen2 - ybc * aclen2) / (2.0 * ccwabc);\r
8382   searchpoint[1] = topy;\r
8383   return splayinsert(splay(splayroot, (point) searchpoint, &dummytri), newkey,\r
8384                      (point) searchpoint);\r
8385 }\r
8386 \r
8387 #endif /* not REDUCED */\r
8388 \r
8389 #ifndef REDUCED\r
8390 \r
8391 struct splaynode *frontlocate(splayroot, bottommost, searchpoint, searchtri,\r
8392                               farright)\r
8393 struct splaynode *splayroot;\r
8394 struct triedge *bottommost;\r
8395 point searchpoint;\r
8396 struct triedge *searchtri;\r
8397 int *farright;\r
8398 {\r
8399   int farrightflag;\r
8400   triangle ptr;                       /* Temporary variable used by onext(). */\r
8401 \r
8402   triedgecopy(*bottommost, *searchtri);\r
8403   splayroot = splay(splayroot, searchpoint, searchtri);\r
8404 \r
8405   farrightflag = 0;\r
8406   while (!farrightflag && rightofhyperbola(searchtri, searchpoint)) {\r
8407     onextself(*searchtri);\r
8408     farrightflag = triedgeequal(*searchtri, *bottommost);\r
8409   }\r
8410   *farright = farrightflag;\r
8411   return splayroot;\r
8412 }\r
8413 \r
8414 #endif /* not REDUCED */\r
8415 \r
8416 #ifndef REDUCED\r
8417 \r
8418 long sweeplinedelaunay()\r
8419 {\r
8420   struct event **eventheap;\r
8421   struct event *events;\r
8422   struct event *freeevents;\r
8423   struct event *nextevent;\r
8424   struct event *newevent;\r
8425   struct splaynode *splayroot;\r
8426   struct triedge bottommost;\r
8427   struct triedge searchtri;\r
8428   struct triedge fliptri;\r
8429   struct triedge lefttri, righttri, farlefttri, farrighttri;\r
8430   struct triedge inserttri;\r
8431   point firstpoint, secondpoint;\r
8432   point nextpoint, lastpoint;\r
8433   point connectpoint;\r
8434   point leftpoint, midpoint, rightpoint;\r
8435   REAL lefttest, righttest;\r
8436   int heapsize;\r
8437   int check4events, farrightflag;\r
8438   triangle ptr;   /* Temporary variable used by sym(), onext(), and oprev(). */\r
8439 \r
8440   poolinit(&splaynodes, sizeof(struct splaynode), SPLAYNODEPERBLOCK, POINTER,\r
8441            0);\r
8442   splayroot = (struct splaynode *) NULL;\r
8443 \r
8444   if (verbose) {\r
8445     printf("  Placing points in event heap.\n");\r
8446   }\r
8447   createeventheap(&eventheap, &events, &freeevents);\r
8448   heapsize = inpoints;\r
8449 \r
8450   if (verbose) {\r
8451     printf("  Forming triangulation.\n");\r
8452   }\r
8453   maketriangle(&lefttri);\r
8454   maketriangle(&righttri);\r
8455   bond(lefttri, righttri);\r
8456   lnextself(lefttri);\r
8457   lprevself(righttri);\r
8458   bond(lefttri, righttri);\r
8459   lnextself(lefttri);\r
8460   lprevself(righttri);\r
8461   bond(lefttri, righttri);\r
8462   firstpoint = (point) eventheap[0]->eventptr;\r
8463   eventheap[0]->eventptr = (VOID *) freeevents;\r
8464   freeevents = eventheap[0];\r
8465   eventheapdelete(eventheap, heapsize, 0);\r
8466   heapsize--;\r
8467   do {\r
8468     if (heapsize == 0) {\r
8469       printf("Error:  Input points are all identical.\n");\r
8470       exit(1);\r
8471     }\r
8472     secondpoint = (point) eventheap[0]->eventptr;\r
8473     eventheap[0]->eventptr = (VOID *) freeevents;\r
8474     freeevents = eventheap[0];\r
8475     eventheapdelete(eventheap, heapsize, 0);\r
8476     heapsize--;\r
8477     if ((firstpoint[0] == secondpoint[0])\r
8478         && (firstpoint[1] == secondpoint[1])) {\r
8479       printf(\r
8480 "Warning:  A duplicate point at (%.12g, %.12g) appeared and was ignored.\n",\r
8481              secondpoint[0], secondpoint[1]);\r
8482 /*  Commented out - would eliminate point from output .node file.\r
8483       setpointmark(secondpoint, DEADPOINT);\r
8484 */\r
8485     }\r
8486   } while ((firstpoint[0] == secondpoint[0])\r
8487            && (firstpoint[1] == secondpoint[1]));\r
8488   setorg(lefttri, firstpoint);\r
8489   setdest(lefttri, secondpoint);\r
8490   setorg(righttri, secondpoint);\r
8491   setdest(righttri, firstpoint);\r
8492   lprev(lefttri, bottommost);\r
8493   lastpoint = secondpoint;\r
8494   while (heapsize > 0) {\r
8495     nextevent = eventheap[0];\r
8496     eventheapdelete(eventheap, heapsize, 0);\r
8497     heapsize--;\r
8498     check4events = 1;\r
8499     if (nextevent->xkey < xmin) {\r
8500       decode(nextevent->eventptr, fliptri);\r
8501       oprev(fliptri, farlefttri);\r
8502       check4deadevent(&farlefttri, &freeevents, eventheap, &heapsize);\r
8503       onext(fliptri, farrighttri);\r
8504       check4deadevent(&farrighttri, &freeevents, eventheap, &heapsize);\r
8505 \r
8506       if (triedgeequal(farlefttri, bottommost)) {\r
8507         lprev(fliptri, bottommost);\r
8508       }\r
8509       flip(&fliptri);\r
8510       setapex(fliptri, NULL);\r
8511       lprev(fliptri, lefttri);\r
8512       lnext(fliptri, righttri);\r
8513       sym(lefttri, farlefttri);\r
8514 \r
8515       if (randomnation(SAMPLERATE) == 0) {\r
8516         symself(fliptri);\r
8517         dest(fliptri, leftpoint);\r
8518         apex(fliptri, midpoint);\r
8519         org(fliptri, rightpoint);\r
8520         splayroot = circletopinsert(splayroot, &lefttri, leftpoint, midpoint,\r
8521                                     rightpoint, nextevent->ykey);\r
8522       }\r
8523     } else {\r
8524       nextpoint = (point) nextevent->eventptr;\r
8525       if ((nextpoint[0] == lastpoint[0]) && (nextpoint[1] == lastpoint[1])) {\r
8526         printf(\r
8527 "Warning:  A duplicate point at (%.12g, %.12g) appeared and was ignored.\n",\r
8528                nextpoint[0], nextpoint[1]);\r
8529 /*  Commented out - would eliminate point from output .node file.\r
8530         setpointmark(nextpoint, DEADPOINT);\r
8531 */\r
8532         check4events = 0;\r
8533       } else {\r
8534         lastpoint = nextpoint;\r
8535 \r
8536         splayroot = frontlocate(splayroot, &bottommost, nextpoint, &searchtri,\r
8537                                 &farrightflag);\r
8538 /*\r
8539         triedgecopy(bottommost, searchtri);\r
8540         farrightflag = 0;\r
8541         while (!farrightflag && rightofhyperbola(&searchtri, nextpoint)) {\r
8542           onextself(searchtri);\r
8543           farrightflag = triedgeequal(searchtri, bottommost);\r
8544         }\r
8545 */\r
8546 \r
8547         check4deadevent(&searchtri, &freeevents, eventheap, &heapsize);\r
8548 \r
8549         triedgecopy(searchtri, farrighttri);\r
8550         sym(searchtri, farlefttri);\r
8551         maketriangle(&lefttri);\r
8552         maketriangle(&righttri);\r
8553         dest(farrighttri, connectpoint);\r
8554         setorg(lefttri, connectpoint);\r
8555         setdest(lefttri, nextpoint);\r
8556         setorg(righttri, nextpoint);\r
8557         setdest(righttri, connectpoint);\r
8558         bond(lefttri, righttri);\r
8559         lnextself(lefttri);\r
8560         lprevself(righttri);\r
8561         bond(lefttri, righttri);\r
8562         lnextself(lefttri);\r
8563         lprevself(righttri);\r
8564         bond(lefttri, farlefttri);\r
8565         bond(righttri, farrighttri);\r
8566         if (!farrightflag && triedgeequal(farrighttri, bottommost)) {\r
8567           triedgecopy(lefttri, bottommost);\r
8568         }\r
8569 \r
8570         if (randomnation(SAMPLERATE) == 0) {\r
8571           splayroot = splayinsert(splayroot, &lefttri, nextpoint);\r
8572         } else if (randomnation(SAMPLERATE) == 0) {\r
8573           lnext(righttri, inserttri);\r
8574           splayroot = splayinsert(splayroot, &inserttri, nextpoint);\r
8575         }\r
8576       }\r
8577     }\r
8578     nextevent->eventptr = (VOID *) freeevents;\r
8579     freeevents = nextevent;\r
8580 \r
8581     if (check4events) {\r
8582       apex(farlefttri, leftpoint);\r
8583       dest(lefttri, midpoint);\r
8584       apex(lefttri, rightpoint);\r
8585       lefttest = counterclockwise(leftpoint, midpoint, rightpoint);\r
8586       if (lefttest > 0.0) {\r
8587         newevent = freeevents;\r
8588         freeevents = (struct event *) freeevents->eventptr;\r
8589         newevent->xkey = xminextreme;\r
8590         newevent->ykey = circletop(leftpoint, midpoint, rightpoint,\r
8591                                    lefttest);\r
8592         newevent->eventptr = (VOID *) encode(lefttri);\r
8593         eventheapinsert(eventheap, heapsize, newevent);\r
8594         heapsize++;\r
8595         setorg(lefttri, newevent);\r
8596       }\r
8597       apex(righttri, leftpoint);\r
8598       org(righttri, midpoint);\r
8599       apex(farrighttri, rightpoint);\r
8600       righttest = counterclockwise(leftpoint, midpoint, rightpoint);\r
8601       if (righttest > 0.0) {\r
8602         newevent = freeevents;\r
8603         freeevents = (struct event *) freeevents->eventptr;\r
8604         newevent->xkey = xminextreme;\r
8605         newevent->ykey = circletop(leftpoint, midpoint, rightpoint,\r
8606                                    righttest);\r
8607         newevent->eventptr = (VOID *) encode(farrighttri);\r
8608         eventheapinsert(eventheap, heapsize, newevent);\r
8609         heapsize++;\r
8610         setorg(farrighttri, newevent);\r
8611       }\r
8612     }\r
8613   }\r
8614 \r
8615   pooldeinit(&splaynodes);\r
8616   lprevself(bottommost);\r
8617   return removeghosts(&bottommost);\r
8618 }\r
8619 \r
8620 #endif /* not REDUCED */\r
8621 \r
8622 /**                                                                         **/\r
8623 /**                                                                         **/\r
8624 /********* Sweepline Delaunay triangulation ends here                *********/\r
8625 \r
8626 /********* General mesh construction routines begin here             *********/\r
8627 /**                                                                         **/\r
8628 /**                                                                         **/\r
8629 \r
8630 /*****************************************************************************/\r
8631 /*                                                                           */\r
8632 /*  delaunay()   Form a Delaunay triangulation.                              */\r
8633 /*                                                                           */\r
8634 /*****************************************************************************/\r
8635 \r
8636 long delaunay()\r
8637 {\r
8638   eextras = 0;\r
8639   initializetrisegpools();\r
8640 \r
8641 #ifdef REDUCED\r
8642   if (!quiet) {\r
8643     printf(\r
8644       "Constructing Delaunay triangulation by divide-and-conquer method.\n");\r
8645   }\r
8646   return divconqdelaunay();\r
8647 #else /* not REDUCED */\r
8648   if (!quiet) {\r
8649     printf("Constructing Delaunay triangulation ");\r
8650     if (incremental) {\r
8651       printf("by incremental method.\n");\r
8652     } else if (sweepline) {\r
8653       printf("by sweepline method.\n");\r
8654     } else {\r
8655       printf("by divide-and-conquer method.\n");\r
8656     }\r
8657   }\r
8658   if (incremental) {\r
8659     return incrementaldelaunay();\r
8660   } else if (sweepline) {\r
8661     return sweeplinedelaunay();\r
8662   } else {\r
8663     return divconqdelaunay();\r
8664   }\r
8665 #endif /* not REDUCED */\r
8666 }\r
8667 \r
8668 /*****************************************************************************/\r
8669 /*                                                                           */\r
8670 /*  reconstruct()   Reconstruct a triangulation from its .ele (and possibly  */\r
8671 /*                  .poly) file.  Used when the -r switch is used.           */\r
8672 /*                                                                           */\r
8673 /*  Reads an .ele file and reconstructs the original mesh.  If the -p switch */\r
8674 /*  is used, this procedure will also read a .poly file and reconstruct the  */\r
8675 /*  shell edges of the original mesh.  If the -a switch is used, this        */\r
8676 /*  procedure will also read an .area file and set a maximum area constraint */\r
8677 /*  on each triangle.                                                        */\r
8678 /*                                                                           */\r
8679 /*  Points that are not corners of triangles, such as nodes on edges of      */\r
8680 /*  subparametric elements, are discarded.                                   */\r
8681 /*                                                                           */\r
8682 /*  This routine finds the adjacencies between triangles (and shell edges)   */\r
8683 /*  by forming one stack of triangles for each vertex.  Each triangle is on  */\r
8684 /*  three different stacks simultaneously.  Each triangle's shell edge       */\r
8685 /*  pointers are used to link the items in each stack.  This memory-saving   */\r
8686 /*  feature makes the code harder to read.  The most important thing to keep */\r
8687 /*  in mind is that each triangle is removed from a stack precisely when     */\r
8688 /*  the corresponding pointer is adjusted to refer to a shell edge rather    */\r
8689 /*  than the next triangle of the stack.                                     */\r
8690 /*                                                                           */\r
8691 /*****************************************************************************/\r
8692 \r
8693 #ifndef CDT_ONLY\r
8694 \r
8695 #ifdef TRILIBRARY\r
8696 \r
8697 int reconstruct(trianglelist, triangleattriblist, trianglearealist, elements,\r
8698                 corners, attribs, segmentlist, segmentmarkerlist,\r
8699                 numberofsegments)\r
8700 int *trianglelist;\r
8701 REAL *triangleattriblist;\r
8702 REAL *trianglearealist;\r
8703 int elements;\r
8704 int corners;\r
8705 int attribs;\r
8706 int *segmentlist;\r
8707 int *segmentmarkerlist;\r
8708 int numberofsegments;\r
8709 \r
8710 #else /* not TRILIBRARY */\r
8711 \r
8712 long reconstruct(elefilename, areafilename, polyfilename, polyfile)\r
8713 char *elefilename;\r
8714 char *areafilename;\r
8715 char *polyfilename;\r
8716 FILE *polyfile;\r
8717 \r
8718 #endif /* not TRILIBRARY */\r
8719 \r
8720 {\r
8721 #ifdef TRILIBRARY\r
8722   int pointindex;\r
8723   int attribindex;\r
8724 #else /* not TRILIBRARY */\r
8725   FILE *elefile;\r
8726   FILE *areafile;\r
8727   char inputline[INPUTLINESIZE];\r
8728   char *stringptr;\r
8729   int areaelements;\r
8730 #endif /* not TRILIBRARY */\r
8731   struct triedge triangleloop;\r
8732   struct triedge triangleleft;\r
8733   struct triedge checktri;\r
8734   struct triedge checkleft;\r
8735   struct triedge checkneighbor;\r
8736   struct edge shelleloop;\r
8737   triangle *vertexarray;\r
8738   triangle *prevlink;\r
8739   triangle nexttri;\r
8740   point tdest, tapex;\r
8741   point checkdest, checkapex;\r
8742   point shorg;\r
8743   point killpoint;\r
8744   REAL area;\r
8745   int corner[3];\r
8746   int end[2];\r
8747   int killpointindex;\r
8748   int incorners;\r
8749   int segmentmarkers;\r
8750   int boundmarker;\r
8751   int aroundpoint;\r
8752   long hullsize;\r
8753   int notfound;\r
8754   int elementnumber, segmentnumber;\r
8755   int i, j;\r
8756   triangle ptr;                         /* Temporary variable used by sym(). */\r
8757 \r
8758 #ifdef TRILIBRARY\r
8759   inelements = elements;\r
8760   incorners = corners;\r
8761   if (incorners < 3) {\r
8762     printf("Error:  Triangles must have at least 3 points.\n");\r
8763     exit(1);\r
8764   }\r
8765   eextras = attribs;\r
8766 #else /* not TRILIBRARY */\r
8767   /* Read the triangles from an .ele file. */\r
8768   if (!quiet) {\r
8769     printf("Opening %s.\n", elefilename);\r
8770   }\r
8771   elefile = fopen(elefilename, "r");\r
8772   if (elefile == (FILE *) NULL) {\r
8773     printf("  Error:  Cannot access file %s.\n", elefilename);\r
8774     exit(1);\r
8775   }\r
8776   /* Read number of triangles, number of points per triangle, and */\r
8777   /*   number of triangle attributes from .ele file.              */\r
8778   stringptr = readline(inputline, elefile, elefilename);\r
8779   inelements = (int) strtol (stringptr, &stringptr, 0);\r
8780   stringptr = findfield(stringptr);\r
8781   if (*stringptr == '\0') {\r
8782     incorners = 3;\r
8783   } else {\r
8784     incorners = (int) strtol (stringptr, &stringptr, 0);\r
8785     if (incorners < 3) {\r
8786       printf("Error:  Triangles in %s must have at least 3 points.\n",\r
8787              elefilename);\r
8788       exit(1);\r
8789     }\r
8790   }\r
8791   stringptr = findfield(stringptr);\r
8792   if (*stringptr == '\0') {\r
8793     eextras = 0;\r
8794   } else {\r
8795     eextras = (int) strtol (stringptr, &stringptr, 0);\r
8796   }\r
8797 #endif /* not TRILIBRARY */\r
8798 \r
8799   initializetrisegpools();\r
8800 \r
8801   /* Create the triangles. */\r
8802   for (elementnumber = 1; elementnumber <= inelements; elementnumber++) {\r
8803     maketriangle(&triangleloop);\r
8804     /* Mark the triangle as living. */\r
8805     triangleloop.tri[3] = (triangle) triangleloop.tri;\r
8806   }\r
8807 \r
8808   if (poly) {\r
8809 #ifdef TRILIBRARY\r
8810     insegments = numberofsegments;\r
8811     segmentmarkers = segmentmarkerlist != (int *) NULL;\r
8812 #else /* not TRILIBRARY */\r
8813     /* Read number of segments and number of segment */\r
8814     /*   boundary markers from .poly file.           */\r
8815     stringptr = readline(inputline, polyfile, inpolyfilename);\r
8816     insegments = (int) strtol (stringptr, &stringptr, 0);\r
8817     stringptr = findfield(stringptr);\r
8818     if (*stringptr == '\0') {\r
8819       segmentmarkers = 0;\r
8820     } else {\r
8821       segmentmarkers = (int) strtol (stringptr, &stringptr, 0);\r
8822     }\r
8823 #endif /* not TRILIBRARY */\r
8824 \r
8825     /* Create the shell edges. */\r
8826     for (segmentnumber = 1; segmentnumber <= insegments; segmentnumber++) {\r
8827       makeshelle(&shelleloop);\r
8828       /* Mark the shell edge as living. */\r
8829       shelleloop.sh[2] = (shelle) shelleloop.sh;\r
8830     }\r
8831   }\r
8832 \r
8833 #ifdef TRILIBRARY\r
8834   pointindex = 0;\r
8835   attribindex = 0;\r
8836 #else /* not TRILIBRARY */\r
8837   if (vararea) {\r
8838     /* Open an .area file, check for consistency with the .ele file. */\r
8839     if (!quiet) {\r
8840       printf("Opening %s.\n", areafilename);\r
8841     }\r
8842     areafile = fopen(areafilename, "r");\r
8843     if (areafile == (FILE *) NULL) {\r
8844       printf("  Error:  Cannot access file %s.\n", areafilename);\r
8845       exit(1);\r
8846     }\r
8847     stringptr = readline(inputline, areafile, areafilename);\r
8848     areaelements = (int) strtol (stringptr, &stringptr, 0);\r
8849     if (areaelements != inelements) {\r
8850       printf("Error:  %s and %s disagree on number of triangles.\n",\r
8851              elefilename, areafilename);\r
8852       exit(1);\r
8853     }\r
8854   }\r
8855 #endif /* not TRILIBRARY */\r
8856 \r
8857   if (!quiet) {\r
8858     printf("Reconstructing mesh.\n");\r
8859   }\r
8860   /* Allocate a temporary array that maps each point to some adjacent  */\r
8861   /*   triangle.  I took care to allocate all the permanent memory for */\r
8862   /*   triangles and shell edges first.                                */\r
8863   vertexarray = (triangle *) malloc(points.items * sizeof(triangle));\r
8864   if (vertexarray == (triangle *) NULL) {\r
8865     printf("Error:  Out of memory.\n");\r
8866     exit(1);\r
8867   }\r
8868   /* Each point is initially unrepresented. */\r
8869   for (i = 0; i < points.items; i++) {\r
8870     vertexarray[i] = (triangle) dummytri;\r
8871   }\r
8872 \r
8873   if (verbose) {\r
8874     printf("  Assembling triangles.\n");\r
8875   }\r
8876   /* Read the triangles from the .ele file, and link */\r
8877   /*   together those that share an edge.            */\r
8878   traversalinit(&triangles);\r
8879   triangleloop.tri = triangletraverse();\r
8880   elementnumber = firstnumber;\r
8881   while (triangleloop.tri != (triangle *) NULL) {\r
8882 #ifdef TRILIBRARY\r
8883     /* Copy the triangle's three corners. */\r
8884     for (j = 0; j < 3; j++) {\r
8885       corner[j] = trianglelist[pointindex++];\r
8886       if ((corner[j] < firstnumber) || (corner[j] >= firstnumber + inpoints)) {\r
8887         printf("Error:  Triangle %d has an invalid vertex index.\n",\r
8888                elementnumber);\r
8889         exit(1);\r
8890       }\r
8891     }\r
8892 #else /* not TRILIBRARY */\r
8893     /* Read triangle number and the triangle's three corners. */\r
8894     stringptr = readline(inputline, elefile, elefilename);\r
8895     for (j = 0; j < 3; j++) {\r
8896       stringptr = findfield(stringptr);\r
8897       if (*stringptr == '\0') {\r
8898         printf("Error:  Triangle %d is missing point %d in %s.\n",\r
8899                elementnumber, j + 1, elefilename);\r
8900         exit(1);\r
8901       } else {\r
8902         corner[j] = (int) strtol (stringptr, &stringptr, 0);\r
8903         if ((corner[j] < firstnumber) ||\r
8904             (corner[j] >= firstnumber + inpoints)) {\r
8905           printf("Error:  Triangle %d has an invalid vertex index.\n",\r
8906                  elementnumber);\r
8907           exit(1);\r
8908         }\r
8909       }\r
8910     }\r
8911 #endif /* not TRILIBRARY */\r
8912 \r
8913     /* Find out about (and throw away) extra nodes. */\r
8914     for (j = 3; j < incorners; j++) {\r
8915 #ifdef TRILIBRARY\r
8916       killpointindex = trianglelist[pointindex++];\r
8917 #else /* not TRILIBRARY */\r
8918       stringptr = findfield(stringptr);\r
8919       if (*stringptr != '\0') {\r
8920         killpointindex = (int) strtol (stringptr, &stringptr, 0);\r
8921 #endif /* not TRILIBRARY */\r
8922         if ((killpointindex >= firstnumber) &&\r
8923             (killpointindex < firstnumber + inpoints)) {\r
8924           /* Delete the non-corner point if it's not already deleted. */\r
8925           killpoint = getpoint(killpointindex);\r
8926           if (pointmark(killpoint) != DEADPOINT) {\r
8927             pointdealloc(killpoint);\r
8928           }\r
8929         }\r
8930 #ifndef TRILIBRARY\r
8931       }\r
8932 #endif /* not TRILIBRARY */\r
8933     }\r
8934 \r
8935     /* Read the triangle's attributes. */\r
8936     for (j = 0; j < eextras; j++) {\r
8937 #ifdef TRILIBRARY\r
8938       setelemattribute(triangleloop, j, triangleattriblist[attribindex++]);\r
8939 #else /* not TRILIBRARY */\r
8940       stringptr = findfield(stringptr);\r
8941       if (*stringptr == '\0') {\r
8942         setelemattribute(triangleloop, j, 0);\r
8943       } else {\r
8944         setelemattribute(triangleloop, j,\r
8945                          (REAL) strtod (stringptr, &stringptr));\r
8946       }\r
8947 #endif /* not TRILIBRARY */\r
8948     }\r
8949 \r
8950     if (vararea) {\r
8951 #ifdef TRILIBRARY\r
8952       area = trianglearealist[elementnumber - firstnumber];\r
8953 #else /* not TRILIBRARY */\r
8954       /* Read an area constraint from the .area file. */\r
8955       stringptr = readline(inputline, areafile, areafilename);\r
8956       stringptr = findfield(stringptr);\r
8957       if (*stringptr == '\0') {\r
8958         area = -1.0;                      /* No constraint on this triangle. */\r
8959       } else {\r
8960         area = (REAL) strtod(stringptr, &stringptr);\r
8961       }\r
8962 #endif /* not TRILIBRARY */\r
8963       setareabound(triangleloop, area);\r
8964     }\r
8965 \r
8966     /* Set the triangle's vertices. */\r
8967     triangleloop.orient = 0;\r
8968     setorg(triangleloop, getpoint(corner[0]));\r
8969     setdest(triangleloop, getpoint(corner[1]));\r
8970     setapex(triangleloop, getpoint(corner[2]));\r
8971     /* Try linking the triangle to others that share these vertices. */\r
8972     for (triangleloop.orient = 0; triangleloop.orient < 3;\r
8973          triangleloop.orient++) {\r
8974       /* Take the number for the origin of triangleloop. */\r
8975       aroundpoint = corner[triangleloop.orient];\r
8976       /* Look for other triangles having this vertex. */\r
8977       nexttri = vertexarray[aroundpoint - firstnumber];\r
8978       /* Link the current triangle to the next one in the stack. */\r
8979       triangleloop.tri[6 + triangleloop.orient] = nexttri;\r
8980       /* Push the current triangle onto the stack. */\r
8981       vertexarray[aroundpoint - firstnumber] = encode(triangleloop);\r
8982       decode(nexttri, checktri);\r
8983       if (checktri.tri != dummytri) {\r
8984         dest(triangleloop, tdest);\r
8985         apex(triangleloop, tapex);\r
8986         /* Look for other triangles that share an edge. */\r
8987         do {\r
8988           dest(checktri, checkdest);\r
8989           apex(checktri, checkapex);\r
8990           if (tapex == checkdest) {\r
8991             /* The two triangles share an edge; bond them together. */\r
8992             lprev(triangleloop, triangleleft);\r
8993             bond(triangleleft, checktri);\r
8994           }\r
8995           if (tdest == checkapex) {\r
8996             /* The two triangles share an edge; bond them together. */\r
8997             lprev(checktri, checkleft);\r
8998             bond(triangleloop, checkleft);\r
8999           }\r
9000           /* Find the next triangle in the stack. */\r
9001           nexttri = checktri.tri[6 + checktri.orient];\r
9002           decode(nexttri, checktri);\r
9003         } while (checktri.tri != dummytri);\r
9004       }\r
9005     }\r
9006     triangleloop.tri = triangletraverse();\r
9007     elementnumber++;\r
9008   }\r
9009 \r
9010 #ifdef TRILIBRARY\r
9011   pointindex = 0;\r
9012 #else /* not TRILIBRARY */\r
9013   fclose(elefile);\r
9014   if (vararea) {\r
9015     fclose(areafile);\r
9016   }\r
9017 #endif /* not TRILIBRARY */\r
9018 \r
9019   hullsize = 0;                      /* Prepare to count the boundary edges. */\r
9020   if (poly) {\r
9021     if (verbose) {\r
9022       printf("  Marking segments in triangulation.\n");\r
9023     }\r
9024     /* Read the segments from the .poly file, and link them */\r
9025     /*   to their neighboring triangles.                    */\r
9026     boundmarker = 0;\r
9027     traversalinit(&shelles);\r
9028     shelleloop.sh = shelletraverse();\r
9029     segmentnumber = firstnumber;\r
9030     while (shelleloop.sh != (shelle *) NULL) {\r
9031 #ifdef TRILIBRARY\r
9032       end[0] = segmentlist[pointindex++];\r
9033       end[1] = segmentlist[pointindex++];\r
9034       if (segmentmarkers) {\r
9035         boundmarker = segmentmarkerlist[segmentnumber - firstnumber];\r
9036       }\r
9037 #else /* not TRILIBRARY */\r
9038       /* Read the endpoints of each segment, and possibly a boundary marker. */\r
9039       stringptr = readline(inputline, polyfile, inpolyfilename);\r
9040       /* Skip the first (segment number) field. */\r
9041       stringptr = findfield(stringptr);\r
9042       if (*stringptr == '\0') {\r
9043         printf("Error:  Segment %d has no endpoints in %s.\n", segmentnumber,\r
9044                polyfilename);\r
9045         exit(1);\r
9046       } else {\r
9047         end[0] = (int) strtol (stringptr, &stringptr, 0);\r
9048       }\r
9049       stringptr = findfield(stringptr);\r
9050       if (*stringptr == '\0') {\r
9051         printf("Error:  Segment %d is missing its second endpoint in %s.\n",\r
9052                segmentnumber, polyfilename);\r
9053         exit(1);\r
9054       } else {\r
9055         end[1] = (int) strtol (stringptr, &stringptr, 0);\r
9056       }\r
9057       if (segmentmarkers) {\r
9058         stringptr = findfield(stringptr);\r
9059         if (*stringptr == '\0') {\r
9060           boundmarker = 0;\r
9061         } else {\r
9062           boundmarker = (int) strtol (stringptr, &stringptr, 0);\r
9063         }\r
9064       }\r
9065 #endif /* not TRILIBRARY */\r
9066       for (j = 0; j < 2; j++) {\r
9067         if ((end[j] < firstnumber) || (end[j] >= firstnumber + inpoints)) {\r
9068           printf("Error:  Segment %d has an invalid vertex index.\n", \r
9069                  segmentnumber);\r
9070           exit(1);\r
9071         }\r
9072       }\r
9073 \r
9074       /* set the shell edge's vertices. */\r
9075       shelleloop.shorient = 0;\r
9076       setsorg(shelleloop, getpoint(end[0]));\r
9077       setsdest(shelleloop, getpoint(end[1]));\r
9078       setmark(shelleloop, boundmarker);\r
9079       /* Try linking the shell edge to triangles that share these vertices. */\r
9080       for (shelleloop.shorient = 0; shelleloop.shorient < 2;\r
9081            shelleloop.shorient++) {\r
9082         /* Take the number for the destination of shelleloop. */\r
9083         aroundpoint = end[1 - shelleloop.shorient];\r
9084         /* Look for triangles having this vertex. */\r
9085         prevlink = &vertexarray[aroundpoint - firstnumber];\r
9086         nexttri = vertexarray[aroundpoint - firstnumber];\r
9087         decode(nexttri, checktri);\r
9088         sorg(shelleloop, shorg);\r
9089         notfound = 1;\r
9090         /* Look for triangles having this edge.  Note that I'm only       */\r
9091         /*   comparing each triangle's destination with the shell edge;   */\r
9092         /*   each triangle's apex is handled through a different vertex.  */\r
9093         /*   Because each triangle appears on three vertices' lists, each */\r
9094         /*   occurrence of a triangle on a list can (and does) represent  */\r
9095         /*   an edge.  In this way, most edges are represented twice, and */\r
9096         /*   every triangle-segment bond is represented once.             */\r
9097         while (notfound && (checktri.tri != dummytri)) {\r
9098           dest(checktri, checkdest);\r
9099           if (shorg == checkdest) {\r
9100             /* We have a match.  Remove this triangle from the list. */\r
9101             *prevlink = checktri.tri[6 + checktri.orient];\r
9102             /* Bond the shell edge to the triangle. */\r
9103             tsbond(checktri, shelleloop);\r
9104             /* Check if this is a boundary edge. */\r
9105             sym(checktri, checkneighbor);\r
9106             if (checkneighbor.tri == dummytri) {\r
9107               /* The next line doesn't insert a shell edge (because there's */\r
9108               /*   already one there), but it sets the boundary markers of  */\r
9109               /*   the existing shell edge and its vertices.                */\r
9110               insertshelle(&checktri, 1);\r
9111               hullsize++;\r
9112             }\r
9113             notfound = 0;\r
9114           }\r
9115           /* Find the next triangle in the stack. */\r
9116           prevlink = &checktri.tri[6 + checktri.orient];\r
9117           nexttri = checktri.tri[6 + checktri.orient];\r
9118           decode(nexttri, checktri);\r
9119         }\r
9120       }\r
9121       shelleloop.sh = shelletraverse();\r
9122       segmentnumber++;\r
9123     }\r
9124   }\r
9125 \r
9126   /* Mark the remaining edges as not being attached to any shell edge. */\r
9127   /* Also, count the (yet uncounted) boundary edges.                   */\r
9128   for (i = 0; i < points.items; i++) {\r
9129     /* Search the stack of triangles adjacent to a point. */\r
9130     nexttri = vertexarray[i];\r
9131     decode(nexttri, checktri);\r
9132     while (checktri.tri != dummytri) {\r
9133       /* Find the next triangle in the stack before this */\r
9134       /*   information gets overwritten.                 */\r
9135       nexttri = checktri.tri[6 + checktri.orient];\r
9136       /* No adjacent shell edge.  (This overwrites the stack info.) */\r
9137       tsdissolve(checktri);\r
9138       sym(checktri, checkneighbor);\r
9139       if (checkneighbor.tri == dummytri) {\r
9140         insertshelle(&checktri, 1);\r
9141         hullsize++;\r
9142       }\r
9143       decode(nexttri, checktri);\r
9144     }\r
9145   }\r
9146 \r
9147   free(vertexarray);\r
9148   return hullsize;\r
9149 }\r
9150 \r
9151 #endif /* not CDT_ONLY */\r
9152 \r
9153 /**                                                                         **/\r
9154 /**                                                                         **/\r
9155 /********* General mesh construction routines end here               *********/\r
9156 \r
9157 /********* Segment (shell edge) insertion begins here                *********/\r
9158 /**                                                                         **/\r
9159 /**                                                                         **/\r
9160 \r
9161 /*****************************************************************************/\r
9162 /*                                                                           */\r
9163 /*  finddirection()   Find the first triangle on the path from one point     */\r
9164 /*                    to another.                                            */\r
9165 /*                                                                           */\r
9166 /*  Finds the triangle that intersects a line segment drawn from the         */\r
9167 /*  origin of `searchtri' to the point `endpoint', and returns the result    */\r
9168 /*  in `searchtri'.  The origin of `searchtri' does not change, even though  */\r
9169 /*  the triangle returned may differ from the one passed in.  This routine   */\r
9170 /*  is used to find the direction to move in to get from one point to        */\r
9171 /*  another.                                                                 */\r
9172 /*                                                                           */\r
9173 /*  The return value notes whether the destination or apex of the found      */\r
9174 /*  triangle is collinear with the two points in question.                   */\r
9175 /*                                                                           */\r
9176 /*****************************************************************************/\r
9177 \r
9178 enum finddirectionresult finddirection(searchtri, endpoint)\r
9179 struct triedge *searchtri;\r
9180 point endpoint;\r
9181 {\r
9182   struct triedge checktri;\r
9183   point startpoint;\r
9184   point leftpoint, rightpoint;\r
9185   REAL leftccw, rightccw;\r
9186   int leftflag, rightflag;\r
9187   triangle ptr;           /* Temporary variable used by onext() and oprev(). */\r
9188 \r
9189   org(*searchtri, startpoint);\r
9190   dest(*searchtri, rightpoint);\r
9191   apex(*searchtri, leftpoint);\r
9192   /* Is `endpoint' to the left? */\r
9193   leftccw = counterclockwise(endpoint, startpoint, leftpoint);\r
9194   leftflag = leftccw > 0.0;\r
9195   /* Is `endpoint' to the right? */\r
9196   rightccw = counterclockwise(startpoint, endpoint, rightpoint);\r
9197   rightflag = rightccw > 0.0;\r
9198   if (leftflag && rightflag) {\r
9199     /* `searchtri' faces directly away from `endpoint'.  We could go */\r
9200     /*   left or right.  Ask whether it's a triangle or a boundary   */\r
9201     /*   on the left.                                                */\r
9202     onext(*searchtri, checktri);\r
9203     if (checktri.tri == dummytri) {\r
9204       leftflag = 0;\r
9205     } else {\r
9206       rightflag = 0;\r
9207     }\r
9208   }\r
9209   while (leftflag) {\r
9210     /* Turn left until satisfied. */\r
9211     onextself(*searchtri);\r
9212     if (searchtri->tri == dummytri) {\r
9213       printf("Internal error in finddirection():  Unable to find a\n");\r
9214       printf("  triangle leading from (%.12g, %.12g) to", startpoint[0],\r
9215              startpoint[1]);\r
9216       printf("  (%.12g, %.12g).\n", endpoint[0], endpoint[1]);\r
9217       internalerror();\r
9218     }\r
9219     apex(*searchtri, leftpoint);\r
9220     rightccw = leftccw;\r
9221     leftccw = counterclockwise(endpoint, startpoint, leftpoint);\r
9222     leftflag = leftccw > 0.0;\r
9223   }\r
9224   while (rightflag) {\r
9225     /* Turn right until satisfied. */\r
9226     oprevself(*searchtri);\r
9227     if (searchtri->tri == dummytri) {\r
9228       printf("Internal error in finddirection():  Unable to find a\n");\r
9229       printf("  triangle leading from (%.12g, %.12g) to", startpoint[0],\r
9230              startpoint[1]);\r
9231       printf("  (%.12g, %.12g).\n", endpoint[0], endpoint[1]);\r
9232       internalerror();\r
9233     }\r
9234     dest(*searchtri, rightpoint);\r
9235     leftccw = rightccw;\r
9236     rightccw = counterclockwise(startpoint, endpoint, rightpoint);\r
9237     rightflag = rightccw > 0.0;\r
9238   }\r
9239   if (leftccw == 0.0) {\r
9240     return LEFTCOLLINEAR;\r
9241   } else if (rightccw == 0.0) {\r
9242     return RIGHTCOLLINEAR;\r
9243   } else {\r
9244     return WITHIN;\r
9245   }\r
9246 }\r
9247 \r
9248 /*****************************************************************************/\r
9249 /*                                                                           */\r
9250 /*  segmentintersection()   Find the intersection of an existing segment     */\r
9251 /*                          and a segment that is being inserted.  Insert    */\r
9252 /*                          a point at the intersection, splitting an        */\r
9253 /*                          existing shell edge.                             */\r
9254 /*                                                                           */\r
9255 /*  The segment being inserted connects the apex of splittri to endpoint2.   */\r
9256 /*  splitshelle is the shell edge being split, and MUST be opposite          */\r
9257 /*  splittri.  Hence, the edge being split connects the origin and           */\r
9258 /*  destination of splittri.                                                 */\r
9259 /*                                                                           */\r
9260 /*  On completion, splittri is a handle having the newly inserted            */\r
9261 /*  intersection point as its origin, and endpoint1 as its destination.      */\r
9262 /*                                                                           */\r
9263 /*****************************************************************************/\r
9264 \r
9265 void segmentintersection(splittri, splitshelle, endpoint2)\r
9266 struct triedge *splittri;\r
9267 struct edge *splitshelle;\r
9268 point endpoint2;\r
9269 {\r
9270   point endpoint1;\r
9271   point torg, tdest;\r
9272   point leftpoint, rightpoint;\r
9273   point newpoint;\r
9274   enum insertsiteresult success;\r
9275   enum finddirectionresult collinear;\r
9276   REAL ex, ey;\r
9277   REAL tx, ty;\r
9278   REAL etx, ety;\r
9279   REAL split, denom;\r
9280   int i;\r
9281   triangle ptr;                       /* Temporary variable used by onext(). */\r
9282 \r
9283   /* Find the other three segment endpoints. */\r
9284   apex(*splittri, endpoint1);\r
9285   org(*splittri, torg);\r
9286   dest(*splittri, tdest);\r
9287   /* Segment intersection formulae; see the Antonio reference. */\r
9288   tx = tdest[0] - torg[0];\r
9289   ty = tdest[1] - torg[1];\r
9290   ex = endpoint2[0] - endpoint1[0];\r
9291   ey = endpoint2[1] - endpoint1[1];\r
9292   etx = torg[0] - endpoint2[0];\r
9293   ety = torg[1] - endpoint2[1];\r
9294   denom = ty * ex - tx * ey;\r
9295   if (denom == 0.0) {\r
9296     printf("Internal error in segmentintersection():");\r
9297     printf("  Attempt to find intersection of parallel segments.\n");\r
9298     internalerror();\r
9299   }\r
9300   split = (ey * etx - ex * ety) / denom;\r
9301   /* Create the new point. */\r
9302   newpoint = (point) poolalloc(&points);\r
9303   /* Interpolate its coordinate and attributes. */\r
9304   for (i = 0; i < 2 + nextras; i++) {\r
9305     newpoint[i] = torg[i] + split * (tdest[i] - torg[i]);\r
9306   }\r
9307   setpointmark(newpoint, mark(*splitshelle));\r
9308   if (verbose > 1) {\r
9309     printf(\r
9310     "  Splitting edge (%.12g, %.12g) (%.12g, %.12g) at (%.12g, %.12g).\n",\r
9311            torg[0], torg[1], tdest[0], tdest[1], newpoint[0], newpoint[1]);\r
9312   }\r
9313   /* Insert the intersection point.  This should always succeed. */\r
9314   success = insertsite(newpoint, splittri, splitshelle, 0, 0);\r
9315   if (success != SUCCESSFULPOINT) {\r
9316     printf("Internal error in segmentintersection():\n");\r
9317     printf("  Failure to split a segment.\n");\r
9318     internalerror();\r
9319   }\r
9320   if (steinerleft > 0) {\r
9321     steinerleft--;\r
9322   }\r
9323   /* Inserting the point may have caused edge flips.  We wish to rediscover */\r
9324   /*   the edge connecting endpoint1 to the new intersection point.         */\r
9325   collinear = finddirection(splittri, endpoint1);\r
9326   dest(*splittri, rightpoint);\r
9327   apex(*splittri, leftpoint);\r
9328   if ((leftpoint[0] == endpoint1[0]) && (leftpoint[1] == endpoint1[1])) {\r
9329     onextself(*splittri);\r
9330   } else if ((rightpoint[0] != endpoint1[0]) ||\r
9331              (rightpoint[1] != endpoint1[1])) {\r
9332     printf("Internal error in segmentintersection():\n");\r
9333     printf("  Topological inconsistency after splitting a segment.\n");\r
9334     internalerror();\r
9335   }\r
9336   /* `splittri' should have destination endpoint1. */\r
9337 }\r
9338 \r
9339 /*****************************************************************************/\r
9340 /*                                                                           */\r
9341 /*  scoutsegment()   Scout the first triangle on the path from one endpoint  */\r
9342 /*                   to another, and check for completion (reaching the      */\r
9343 /*                   second endpoint), a collinear point, and the            */\r
9344 /*                   intersection of two segments.                           */\r
9345 /*                                                                           */\r
9346 /*  Returns one if the entire segment is successfully inserted, and zero if  */\r
9347 /*  the job must be finished by conformingedge() or constrainededge().       */\r
9348 /*                                                                           */\r
9349 /*  If the first triangle on the path has the second endpoint as its         */\r
9350 /*  destination or apex, a shell edge is inserted and the job is done.       */\r
9351 /*                                                                           */\r
9352 /*  If the first triangle on the path has a destination or apex that lies on */\r
9353 /*  the segment, a shell edge is inserted connecting the first endpoint to   */\r
9354 /*  the collinear point, and the search is continued from the collinear      */\r
9355 /*  point.                                                                   */\r
9356 /*                                                                           */\r
9357 /*  If the first triangle on the path has a shell edge opposite its origin,  */\r
9358 /*  then there is a segment that intersects the segment being inserted.      */\r
9359 /*  Their intersection point is inserted, splitting the shell edge.          */\r
9360 /*                                                                           */\r
9361 /*  Otherwise, return zero.                                                  */\r
9362 /*                                                                           */\r
9363 /*****************************************************************************/\r
9364 \r
9365 int scoutsegment(searchtri, endpoint2, newmark)\r
9366 struct triedge *searchtri;\r
9367 point endpoint2;\r
9368 int newmark;\r
9369 {\r
9370   struct triedge crosstri;\r
9371   struct edge crossedge;\r
9372   point leftpoint, rightpoint;\r
9373   point endpoint1;\r
9374   enum finddirectionresult collinear;\r
9375   shelle sptr;                      /* Temporary variable used by tspivot(). */\r
9376 \r
9377   collinear = finddirection(searchtri, endpoint2);\r
9378   dest(*searchtri, rightpoint);\r
9379   apex(*searchtri, leftpoint);\r
9380   if (((leftpoint[0] == endpoint2[0]) && (leftpoint[1] == endpoint2[1])) ||\r
9381       ((rightpoint[0] == endpoint2[0]) && (rightpoint[1] == endpoint2[1]))) {\r
9382     /* The segment is already an edge in the mesh. */\r
9383     if ((leftpoint[0] == endpoint2[0]) && (leftpoint[1] == endpoint2[1])) {\r
9384       lprevself(*searchtri);\r
9385     }\r
9386     /* Insert a shell edge, if there isn't already one there. */\r
9387     insertshelle(searchtri, newmark);\r
9388     return 1;\r
9389   } else if (collinear == LEFTCOLLINEAR) {\r
9390     /* We've collided with a point between the segment's endpoints. */\r
9391     /* Make the collinear point be the triangle's origin. */\r
9392     lprevself(*searchtri);\r
9393     insertshelle(searchtri, newmark);\r
9394     /* Insert the remainder of the segment. */\r
9395     return scoutsegment(searchtri, endpoint2, newmark);\r
9396   } else if (collinear == RIGHTCOLLINEAR) {\r
9397     /* We've collided with a point between the segment's endpoints. */\r
9398     insertshelle(searchtri, newmark);\r
9399     /* Make the collinear point be the triangle's origin. */\r
9400     lnextself(*searchtri);\r
9401     /* Insert the remainder of the segment. */\r
9402     return scoutsegment(searchtri, endpoint2, newmark);\r
9403   } else {\r
9404     lnext(*searchtri, crosstri);\r
9405     tspivot(crosstri, crossedge);\r
9406     /* Check for a crossing segment. */\r
9407     if (crossedge.sh == dummysh) {\r
9408       return 0;\r
9409     } else {\r
9410       org(*searchtri, endpoint1);\r
9411       /* Insert a point at the intersection. */\r
9412       segmentintersection(&crosstri, &crossedge, endpoint2);\r
9413       triedgecopy(crosstri, *searchtri);\r
9414       insertshelle(searchtri, newmark);\r
9415       /* Insert the remainder of the segment. */\r
9416       return scoutsegment(searchtri, endpoint2, newmark);\r
9417     }\r
9418   }\r
9419 }\r
9420 \r
9421 /*****************************************************************************/\r
9422 /*                                                                           */\r
9423 /*  conformingedge()   Force a segment into a conforming Delaunay            */\r
9424 /*                     triangulation by inserting a point at its midpoint,   */\r
9425 /*                     and recursively forcing in the two half-segments if   */\r
9426 /*                     necessary.                                            */\r
9427 /*                                                                           */\r
9428 /*  Generates a sequence of edges connecting `endpoint1' to `endpoint2'.     */\r
9429 /*  `newmark' is the boundary marker of the segment, assigned to each new    */\r
9430 /*  splitting point and shell edge.                                          */\r
9431 /*                                                                           */\r
9432 /*  Note that conformingedge() does not always maintain the conforming       */\r
9433 /*  Delaunay property.  Once inserted, segments are locked into place;       */\r
9434 /*  points inserted later (to force other segments in) may render these      */\r
9435 /*  fixed segments non-Delaunay.  The conforming Delaunay property will be   */\r
9436 /*  restored by enforcequality() by splitting encroached segments.           */\r
9437 /*                                                                           */\r
9438 /*****************************************************************************/\r
9439 \r
9440 #ifndef REDUCED\r
9441 #ifndef CDT_ONLY\r
9442 \r
9443 void conformingedge(endpoint1, endpoint2, newmark)\r
9444 point endpoint1;\r
9445 point endpoint2;\r
9446 int newmark;\r
9447 {\r
9448   struct triedge searchtri1, searchtri2;\r
9449   struct edge brokenshelle;\r
9450   point newpoint;\r
9451   point midpoint1, midpoint2;\r
9452   enum insertsiteresult success;\r
9453   int result1, result2;\r
9454   int i;\r
9455   shelle sptr;                      /* Temporary variable used by tspivot(). */\r
9456 \r
9457   if (verbose > 2) {\r
9458     printf("Forcing segment into triangulation by recursive splitting:\n");\r
9459     printf("  (%.12g, %.12g) (%.12g, %.12g)\n", endpoint1[0], endpoint1[1],\r
9460            endpoint2[0], endpoint2[1]);\r
9461   }\r
9462   /* Create a new point to insert in the middle of the segment. */\r
9463   newpoint = (point) poolalloc(&points);\r
9464   /* Interpolate coordinates and attributes. */\r
9465   for (i = 0; i < 2 + nextras; i++) {\r
9466     newpoint[i] = 0.5 * (endpoint1[i] + endpoint2[i]);\r
9467   }\r
9468   setpointmark(newpoint, newmark);\r
9469   /* Find a boundary triangle to search from. */\r
9470   searchtri1.tri = (triangle *) NULL;\r
9471   /* Attempt to insert the new point. */\r
9472   success = insertsite(newpoint, &searchtri1, (struct edge *) NULL, 0, 0);\r
9473   if (success == DUPLICATEPOINT) {\r
9474     if (verbose > 2) {\r
9475       printf("  Segment intersects existing point (%.12g, %.12g).\n",\r
9476              newpoint[0], newpoint[1]);\r
9477     }\r
9478     /* Use the point that's already there. */\r
9479     pointdealloc(newpoint);\r
9480     org(searchtri1, newpoint);\r
9481   } else {\r
9482     if (success == VIOLATINGPOINT) {\r
9483       if (verbose > 2) {\r
9484         printf("  Two segments intersect at (%.12g, %.12g).\n",\r
9485                newpoint[0], newpoint[1]);\r
9486       }\r
9487       /* By fluke, we've landed right on another segment.  Split it. */\r
9488       tspivot(searchtri1, brokenshelle);\r
9489       success = insertsite(newpoint, &searchtri1, &brokenshelle, 0, 0);\r
9490       if (success != SUCCESSFULPOINT) {\r
9491         printf("Internal error in conformingedge():\n");\r
9492         printf("  Failure to split a segment.\n");\r
9493         internalerror();\r
9494       }\r
9495     }\r
9496     /* The point has been inserted successfully. */\r
9497     if (steinerleft > 0) {\r
9498       steinerleft--;\r
9499     }\r
9500   }\r
9501   triedgecopy(searchtri1, searchtri2);\r
9502   result1 = scoutsegment(&searchtri1, endpoint1, newmark);\r
9503   result2 = scoutsegment(&searchtri2, endpoint2, newmark);\r
9504   if (!result1) {\r
9505     /* The origin of searchtri1 may have changed if a collision with an */\r
9506     /*   intervening vertex on the segment occurred.                    */\r
9507     org(searchtri1, midpoint1);\r
9508     conformingedge(midpoint1, endpoint1, newmark);\r
9509   }\r
9510   if (!result2) {\r
9511     /* The origin of searchtri2 may have changed if a collision with an */\r
9512     /*   intervening vertex on the segment occurred.                    */\r
9513     org(searchtri2, midpoint2);\r
9514     conformingedge(midpoint2, endpoint2, newmark);\r
9515   }\r
9516 }\r
9517 \r
9518 #endif /* not CDT_ONLY */\r
9519 #endif /* not REDUCED */\r
9520 \r
9521 /*****************************************************************************/\r
9522 /*                                                                           */\r
9523 /*  delaunayfixup()   Enforce the Delaunay condition at an edge, fanning out */\r
9524 /*                    recursively from an existing point.  Pay special       */\r
9525 /*                    attention to stacking inverted triangles.              */\r
9526 /*                                                                           */\r
9527 /*  This is a support routine for inserting segments into a constrained      */\r
9528 /*  Delaunay triangulation.                                                  */\r
9529 /*                                                                           */\r
9530 /*  The origin of fixuptri is treated as if it has just been inserted, and   */\r
9531 /*  the local Delaunay condition needs to be enforced.  It is only enforced  */\r
9532 /*  in one sector, however, that being the angular range defined by          */\r
9533 /*  fixuptri.                                                                */\r
9534 /*                                                                           */\r
9535 /*  This routine also needs to make decisions regarding the "stacking" of    */\r
9536 /*  triangles.  (Read the description of constrainededge() below before      */\r
9537 /*  reading on here, so you understand the algorithm.)  If the position of   */\r
9538 /*  the new point (the origin of fixuptri) indicates that the vertex before  */\r
9539 /*  it on the polygon is a reflex vertex, then "stack" the triangle by       */\r
9540 /*  doing nothing.  (fixuptri is an inverted triangle, which is how stacked  */\r
9541 /*  triangles are identified.)                                               */\r
9542 /*                                                                           */\r
9543 /*  Otherwise, check whether the vertex before that was a reflex vertex.     */\r
9544 /*  If so, perform an edge flip, thereby eliminating an inverted triangle    */\r
9545 /*  (popping it off the stack).  The edge flip may result in the creation    */\r
9546 /*  of a new inverted triangle, depending on whether or not the new vertex   */\r
9547 /*  is visible to the vertex three edges behind on the polygon.              */\r
9548 /*                                                                           */\r
9549 /*  If neither of the two vertices behind the new vertex are reflex          */\r
9550 /*  vertices, fixuptri and fartri, the triangle opposite it, are not         */\r
9551 /*  inverted; hence, ensure that the edge between them is locally Delaunay.  */\r
9552 /*                                                                           */\r
9553 /*  `leftside' indicates whether or not fixuptri is to the left of the       */\r
9554 /*  segment being inserted.  (Imagine that the segment is pointing up from   */\r
9555 /*  endpoint1 to endpoint2.)                                                 */\r
9556 /*                                                                           */\r
9557 /*****************************************************************************/\r
9558 \r
9559 void delaunayfixup(fixuptri, leftside)\r
9560 struct triedge *fixuptri;\r
9561 int leftside;\r
9562 {\r
9563   struct triedge neartri;\r
9564   struct triedge fartri;\r
9565   struct edge faredge;\r
9566   point nearpoint, leftpoint, rightpoint, farpoint;\r
9567   triangle ptr;                         /* Temporary variable used by sym(). */\r
9568   shelle sptr;                      /* Temporary variable used by tspivot(). */\r
9569 \r
9570   lnext(*fixuptri, neartri);\r
9571   sym(neartri, fartri);\r
9572   /* Check if the edge opposite the origin of fixuptri can be flipped. */\r
9573   if (fartri.tri == dummytri) {\r
9574     return;\r
9575   }\r
9576   tspivot(neartri, faredge);\r
9577   if (faredge.sh != dummysh) {\r
9578     return;\r
9579   }\r
9580   /* Find all the relevant vertices. */\r
9581   apex(neartri, nearpoint);\r
9582   org(neartri, leftpoint);\r
9583   dest(neartri, rightpoint);\r
9584   apex(fartri, farpoint);\r
9585   /* Check whether the previous polygon vertex is a reflex vertex. */\r
9586   if (leftside) {\r
9587     if (counterclockwise(nearpoint, leftpoint, farpoint) <= 0.0) {\r
9588       /* leftpoint is a reflex vertex too.  Nothing can */\r
9589       /*   be done until a convex section is found.     */\r
9590       return;\r
9591     }\r
9592   } else {\r
9593     if (counterclockwise(farpoint, rightpoint, nearpoint) <= 0.0) {\r
9594       /* rightpoint is a reflex vertex too.  Nothing can */\r
9595       /*   be done until a convex section is found.      */\r
9596       return;\r
9597     }\r
9598   }\r
9599   if (counterclockwise(rightpoint, leftpoint, farpoint) > 0.0) {\r
9600     /* fartri is not an inverted triangle, and farpoint is not a reflex */\r
9601     /*   vertex.  As there are no reflex vertices, fixuptri isn't an    */\r
9602     /*   inverted triangle, either.  Hence, test the edge between the   */\r
9603     /*   triangles to ensure it is locally Delaunay.                    */\r
9604     if (incircle(leftpoint, farpoint, rightpoint, nearpoint) <= 0.0) {\r
9605       return;\r
9606     }\r
9607     /* Not locally Delaunay; go on to an edge flip. */\r
9608   }        /* else fartri is inverted; remove it from the stack by flipping. */\r
9609   flip(&neartri);\r
9610   lprevself(*fixuptri);    /* Restore the origin of fixuptri after the flip. */\r
9611   /* Recursively process the two triangles that result from the flip. */\r
9612   delaunayfixup(fixuptri, leftside);\r
9613   delaunayfixup(&fartri, leftside);\r
9614 }\r
9615 \r
9616 /*****************************************************************************/\r
9617 /*                                                                           */\r
9618 /*  constrainededge()   Force a segment into a constrained Delaunay          */\r
9619 /*                      triangulation by deleting the triangles it           */\r
9620 /*                      intersects, and triangulating the polygons that      */\r
9621 /*                      form on each side of it.                             */\r
9622 /*                                                                           */\r
9623 /*  Generates a single edge connecting `endpoint1' to `endpoint2'.  The      */\r
9624 /*  triangle `starttri' has `endpoint1' as its origin.  `newmark' is the     */\r
9625 /*  boundary marker of the segment.                                          */\r
9626 /*                                                                           */\r
9627 /*  To insert a segment, every triangle whose interior intersects the        */\r
9628 /*  segment is deleted.  The union of these deleted triangles is a polygon   */\r
9629 /*  (which is not necessarily monotone, but is close enough), which is       */\r
9630 /*  divided into two polygons by the new segment.  This routine's task is    */\r
9631 /*  to generate the Delaunay triangulation of these two polygons.            */\r
9632 /*                                                                           */\r
9633 /*  You might think of this routine's behavior as a two-step process.  The   */\r
9634 /*  first step is to walk from endpoint1 to endpoint2, flipping each edge    */\r
9635 /*  encountered.  This step creates a fan of edges connected to endpoint1,   */\r
9636 /*  including the desired edge to endpoint2.  The second step enforces the   */\r
9637 /*  Delaunay condition on each side of the segment in an incremental manner: */\r
9638 /*  proceeding along the polygon from endpoint1 to endpoint2 (this is done   */\r
9639 /*  independently on each side of the segment), each vertex is "enforced"    */\r
9640 /*  as if it had just been inserted, but affecting only the previous         */\r
9641 /*  vertices.  The result is the same as if the vertices had been inserted   */\r
9642 /*  in the order they appear on the polygon, so the result is Delaunay.      */\r
9643 /*                                                                           */\r
9644 /*  In truth, constrainededge() interleaves these two steps.  The procedure  */\r
9645 /*  walks from endpoint1 to endpoint2, and each time an edge is encountered  */\r
9646 /*  and flipped, the newly exposed vertex (at the far end of the flipped     */\r
9647 /*  edge) is "enforced" upon the previously flipped edges, usually affecting */\r
9648 /*  only one side of the polygon (depending upon which side of the segment   */\r
9649 /*  the vertex falls on).                                                    */\r
9650 /*                                                                           */\r
9651 /*  The algorithm is complicated by the need to handle polygons that are not */\r
9652 /*  convex.  Although the polygon is not necessarily monotone, it can be     */\r
9653 /*  triangulated in a manner similar to the stack-based algorithms for       */\r
9654 /*  monotone polygons.  For each reflex vertex (local concavity) of the      */\r
9655 /*  polygon, there will be an inverted triangle formed by one of the edge    */\r
9656 /*  flips.  (An inverted triangle is one with negative area - that is, its   */\r
9657 /*  vertices are arranged in clockwise order - and is best thought of as a   */\r
9658 /*  wrinkle in the fabric of the mesh.)  Each inverted triangle can be       */\r
9659 /*  thought of as a reflex vertex pushed on the stack, waiting to be fixed   */\r
9660 /*  later.                                                                   */\r
9661 /*                                                                           */\r
9662 /*  A reflex vertex is popped from the stack when a vertex is inserted that  */\r
9663 /*  is visible to the reflex vertex.  (However, if the vertex behind the     */\r
9664 /*  reflex vertex is not visible to the reflex vertex, a new inverted        */\r
9665 /*  triangle will take its place on the stack.)  These details are handled   */\r
9666 /*  by the delaunayfixup() routine above.                                    */\r
9667 /*                                                                           */\r
9668 /*****************************************************************************/\r
9669 \r
9670 void constrainededge(starttri, endpoint2, newmark)\r
9671 struct triedge *starttri;\r
9672 point endpoint2;\r
9673 int newmark;\r
9674 {\r
9675   struct triedge fixuptri, fixuptri2;\r
9676   struct edge fixupedge;\r
9677   point endpoint1;\r
9678   point farpoint;\r
9679   REAL area;\r
9680   int collision;\r
9681   int done;\r
9682   triangle ptr;             /* Temporary variable used by sym() and oprev(). */\r
9683   shelle sptr;                      /* Temporary variable used by tspivot(). */\r
9684 \r
9685   org(*starttri, endpoint1);\r
9686   lnext(*starttri, fixuptri);\r
9687   flip(&fixuptri);\r
9688   /* `collision' indicates whether we have found a point directly */\r
9689   /*   between endpoint1 and endpoint2.                           */\r
9690   collision = 0;\r
9691   done = 0;\r
9692   do {\r
9693     org(fixuptri, farpoint);\r
9694     /* `farpoint' is the extreme point of the polygon we are "digging" */\r
9695     /*   to get from endpoint1 to endpoint2.                           */\r
9696     if ((farpoint[0] == endpoint2[0]) && (farpoint[1] == endpoint2[1])) {\r
9697       oprev(fixuptri, fixuptri2);\r
9698       /* Enforce the Delaunay condition around endpoint2. */\r
9699       delaunayfixup(&fixuptri, 0);\r
9700       delaunayfixup(&fixuptri2, 1);\r
9701       done = 1;\r
9702     } else {\r
9703       /* Check whether farpoint is to the left or right of the segment */\r
9704       /*   being inserted, to decide which edge of fixuptri to dig     */\r
9705       /*   through next.                                               */\r
9706       area = counterclockwise(endpoint1, endpoint2, farpoint);\r
9707       if (area == 0.0) {\r
9708         /* We've collided with a point between endpoint1 and endpoint2. */\r
9709         collision = 1;\r
9710         oprev(fixuptri, fixuptri2);\r
9711         /* Enforce the Delaunay condition around farpoint. */\r
9712         delaunayfixup(&fixuptri, 0);\r
9713         delaunayfixup(&fixuptri2, 1);\r
9714         done = 1;\r
9715       } else {\r
9716         if (area > 0.0) {         /* farpoint is to the left of the segment. */\r
9717           oprev(fixuptri, fixuptri2);\r
9718           /* Enforce the Delaunay condition around farpoint, on the */\r
9719           /*   left side of the segment only.                       */\r
9720           delaunayfixup(&fixuptri2, 1);\r
9721           /* Flip the edge that crosses the segment.  After the edge is */\r
9722           /*   flipped, one of its endpoints is the fan vertex, and the */\r
9723           /*   destination of fixuptri is the fan vertex.               */\r
9724           lprevself(fixuptri);\r
9725         } else {                 /* farpoint is to the right of the segment. */\r
9726           delaunayfixup(&fixuptri, 0);\r
9727           /* Flip the edge that crosses the segment.  After the edge is */\r
9728           /*   flipped, one of its endpoints is the fan vertex, and the */\r
9729           /*   destination of fixuptri is the fan vertex.               */\r
9730           oprevself(fixuptri);\r
9731         }\r
9732         /* Check for two intersecting segments. */\r
9733         tspivot(fixuptri, fixupedge);\r
9734         if (fixupedge.sh == dummysh) {\r
9735           flip(&fixuptri);   /* May create an inverted triangle on the left. */\r
9736         } else {\r
9737           /* We've collided with a segment between endpoint1 and endpoint2. */\r
9738           collision = 1;\r
9739           /* Insert a point at the intersection. */\r
9740           segmentintersection(&fixuptri, &fixupedge, endpoint2);\r
9741           done = 1;\r
9742         }\r
9743       }\r
9744     }\r
9745   } while (!done);\r
9746   /* Insert a shell edge to make the segment permanent. */\r
9747   insertshelle(&fixuptri, newmark);\r
9748   /* If there was a collision with an interceding vertex, install another */\r
9749   /*   segment connecting that vertex with endpoint2.                     */\r
9750   if (collision) {\r
9751     /* Insert the remainder of the segment. */\r
9752     if (!scoutsegment(&fixuptri, endpoint2, newmark)) {\r
9753       constrainededge(&fixuptri, endpoint2, newmark);\r
9754     }\r
9755   }\r
9756 }\r
9757 \r
9758 /*****************************************************************************/\r
9759 /*                                                                           */\r
9760 /*  insertsegment()   Insert a PSLG segment into a triangulation.            */\r
9761 /*                                                                           */\r
9762 /*****************************************************************************/\r
9763 \r
9764 void insertsegment(endpoint1, endpoint2, newmark)\r
9765 point endpoint1;\r
9766 point endpoint2;\r
9767 int newmark;\r
9768 {\r
9769   struct triedge searchtri1, searchtri2;\r
9770   triangle encodedtri;\r
9771   point checkpoint;\r
9772   triangle ptr;                         /* Temporary variable used by sym(). */\r
9773 \r
9774   if (verbose > 1) {\r
9775     printf("  Connecting (%.12g, %.12g) to (%.12g, %.12g).\n",\r
9776            endpoint1[0], endpoint1[1], endpoint2[0], endpoint2[1]);\r
9777   }\r
9778 \r
9779   /* Find a triangle whose origin is the segment's first endpoint. */\r
9780   checkpoint = (point) NULL;\r
9781   encodedtri = point2tri(endpoint1);\r
9782   if (encodedtri != (triangle) NULL) {\r
9783     decode(encodedtri, searchtri1);\r
9784     org(searchtri1, checkpoint);\r
9785   }\r
9786   if (checkpoint != endpoint1) {\r
9787     /* Find a boundary triangle to search from. */\r
9788     searchtri1.tri = dummytri;\r
9789     searchtri1.orient = 0;\r
9790     symself(searchtri1);\r
9791     /* Search for the segment's first endpoint by point location. */\r
9792     if (locate(endpoint1, &searchtri1) != ONVERTEX) {\r
9793       printf(\r
9794         "Internal error in insertsegment():  Unable to locate PSLG point\n");\r
9795       printf("  (%.12g, %.12g) in triangulation.\n",\r
9796              endpoint1[0], endpoint1[1]);\r
9797       internalerror();\r
9798     }\r
9799   }\r
9800   /* Remember this triangle to improve subsequent point location. */\r
9801   triedgecopy(searchtri1, recenttri);\r
9802   /* Scout the beginnings of a path from the first endpoint */\r
9803   /*   toward the second.                                   */\r
9804   if (scoutsegment(&searchtri1, endpoint2, newmark)) {\r
9805     /* The segment was easily inserted. */\r
9806     return;\r
9807   }\r
9808   /* The first endpoint may have changed if a collision with an intervening */\r
9809   /*   vertex on the segment occurred.                                      */\r
9810   org(searchtri1, endpoint1);\r
9811 \r
9812   /* Find a triangle whose origin is the segment's second endpoint. */\r
9813   checkpoint = (point) NULL;\r
9814   encodedtri = point2tri(endpoint2);\r
9815   if (encodedtri != (triangle) NULL) {\r
9816     decode(encodedtri, searchtri2);\r
9817     org(searchtri2, checkpoint);\r
9818   }\r
9819   if (checkpoint != endpoint2) {\r
9820     /* Find a boundary triangle to search from. */\r
9821     searchtri2.tri = dummytri;\r
9822     searchtri2.orient = 0;\r
9823     symself(searchtri2);\r
9824     /* Search for the segment's second endpoint by point location. */\r
9825     if (locate(endpoint2, &searchtri2) != ONVERTEX) {\r
9826       printf(\r
9827         "Internal error in insertsegment():  Unable to locate PSLG point\n");\r
9828       printf("  (%.12g, %.12g) in triangulation.\n",\r
9829              endpoint2[0], endpoint2[1]);\r
9830       internalerror();\r
9831     }\r
9832   }\r
9833   /* Remember this triangle to improve subsequent point location. */\r
9834   triedgecopy(searchtri2, recenttri);\r
9835   /* Scout the beginnings of a path from the second endpoint */\r
9836   /*   toward the first.                                     */\r
9837   if (scoutsegment(&searchtri2, endpoint1, newmark)) {\r
9838     /* The segment was easily inserted. */\r
9839     return;\r
9840   }\r
9841   /* The second endpoint may have changed if a collision with an intervening */\r
9842   /*   vertex on the segment occurred.                                       */\r
9843   org(searchtri2, endpoint2);\r
9844 \r
9845 #ifndef REDUCED\r
9846 #ifndef CDT_ONLY\r
9847   if (splitseg) {\r
9848     /* Insert vertices to force the segment into the triangulation. */\r
9849     conformingedge(endpoint1, endpoint2, newmark);\r
9850   } else {\r
9851 #endif /* not CDT_ONLY */\r
9852 #endif /* not REDUCED */\r
9853     /* Insert the segment directly into the triangulation. */\r
9854     constrainededge(&searchtri1, endpoint2, newmark);\r
9855 #ifndef REDUCED\r
9856 #ifndef CDT_ONLY\r
9857   }\r
9858 #endif /* not CDT_ONLY */\r
9859 #endif /* not REDUCED */\r
9860 }\r
9861 \r
9862 /*****************************************************************************/\r
9863 /*                                                                           */\r
9864 /*  markhull()   Cover the convex hull of a triangulation with shell edges.  */\r
9865 /*                                                                           */\r
9866 /*****************************************************************************/\r
9867 \r
9868 void markhull()\r
9869 {\r
9870   struct triedge hulltri;\r
9871   struct triedge nexttri;\r
9872   struct triedge starttri;\r
9873   triangle ptr;             /* Temporary variable used by sym() and oprev(). */\r
9874 \r
9875   /* Find a triangle handle on the hull. */\r
9876   hulltri.tri = dummytri;\r
9877   hulltri.orient = 0;\r
9878   symself(hulltri);\r
9879   /* Remember where we started so we know when to stop. */\r
9880   triedgecopy(hulltri, starttri);\r
9881   /* Go once counterclockwise around the convex hull. */\r
9882   do {\r
9883     /* Create a shell edge if there isn't already one here. */\r
9884     insertshelle(&hulltri, 1);\r
9885     /* To find the next hull edge, go clockwise around the next vertex. */\r
9886     lnextself(hulltri);\r
9887     oprev(hulltri, nexttri);\r
9888     while (nexttri.tri != dummytri) {\r
9889       triedgecopy(nexttri, hulltri);\r
9890       oprev(hulltri, nexttri);\r
9891     }\r
9892   } while (!triedgeequal(hulltri, starttri));\r
9893 }\r
9894 \r
9895 /*****************************************************************************/\r
9896 /*                                                                           */\r
9897 /*  formskeleton()   Create the shell edges of a triangulation, including    */\r
9898 /*                   PSLG edges and edges on the convex hull.                */\r
9899 /*                                                                           */\r
9900 /*  The PSLG edges are read from a .poly file.  The return value is the      */\r
9901 /*  number of segments in the file.                                          */\r
9902 /*                                                                           */\r
9903 /*****************************************************************************/\r
9904 \r
9905 #ifdef TRILIBRARY\r
9906 \r
9907 int formskeleton(segmentlist, segmentmarkerlist, numberofsegments)\r
9908 int *segmentlist;\r
9909 int *segmentmarkerlist;\r
9910 int numberofsegments;\r
9911 \r
9912 #else /* not TRILIBRARY */\r
9913 \r
9914 int formskeleton(polyfile, polyfilename)\r
9915 FILE *polyfile;\r
9916 char *polyfilename;\r
9917 \r
9918 #endif /* not TRILIBRARY */\r
9919 \r
9920 {\r
9921 #ifdef TRILIBRARY\r
9922   char polyfilename[6];\r
9923   int index;\r
9924 #else /* not TRILIBRARY */\r
9925   char inputline[INPUTLINESIZE];\r
9926   char *stringptr;\r
9927 #endif /* not TRILIBRARY */\r
9928   point endpoint1, endpoint2;\r
9929   int segments;\r
9930   int segmentmarkers;\r
9931   int end1, end2;\r
9932   int boundmarker;\r
9933   int i;\r
9934 \r
9935   if (poly) {\r
9936     if (!quiet) {\r
9937       printf("Inserting segments into Delaunay triangulation.\n");\r
9938     }\r
9939 #ifdef TRILIBRARY\r
9940     strcpy(polyfilename, "input");\r
9941     segments = numberofsegments;\r
9942     segmentmarkers = segmentmarkerlist != (int *) NULL;\r
9943     index = 0;\r
9944 #else /* not TRILIBRARY */\r
9945     /* Read the segments from a .poly file. */\r
9946     /* Read number of segments and number of boundary markers. */\r
9947     stringptr = readline(inputline, polyfile, polyfilename);\r
9948     segments = (int) strtol (stringptr, &stringptr, 0);\r
9949     stringptr = findfield(stringptr);\r
9950     if (*stringptr == '\0') {\r
9951       segmentmarkers = 0;\r
9952     } else {\r
9953       segmentmarkers = (int) strtol (stringptr, &stringptr, 0);\r
9954     }\r
9955 #endif /* not TRILIBRARY */\r
9956     /* If segments are to be inserted, compute a mapping */\r
9957     /*   from points to triangles.                       */\r
9958     if (segments > 0) {\r
9959       if (verbose) {\r
9960         printf("  Inserting PSLG segments.\n");\r
9961       }\r
9962       makepointmap();\r
9963     }\r
9964 \r
9965     boundmarker = 0;\r
9966     /* Read and insert the segments. */\r
9967     for (i = 1; i <= segments; i++) {\r
9968 #ifdef TRILIBRARY\r
9969       end1 = segmentlist[index++];\r
9970       end2 = segmentlist[index++];\r
9971       if (segmentmarkers) {\r
9972         boundmarker = segmentmarkerlist[i - 1];\r
9973       }\r
9974 #else /* not TRILIBRARY */\r
9975       stringptr = readline(inputline, polyfile, inpolyfilename);\r
9976       stringptr = findfield(stringptr);\r
9977       if (*stringptr == '\0') {\r
9978         printf("Error:  Segment %d has no endpoints in %s.\n", i,\r
9979                polyfilename);\r
9980         exit(1);\r
9981       } else {\r
9982         end1 = (int) strtol (stringptr, &stringptr, 0);\r
9983       }\r
9984       stringptr = findfield(stringptr);\r
9985       if (*stringptr == '\0') {\r
9986         printf("Error:  Segment %d is missing its second endpoint in %s.\n", i,\r
9987                polyfilename);\r
9988         exit(1);\r
9989       } else {\r
9990         end2 = (int) strtol (stringptr, &stringptr, 0);\r
9991       }\r
9992       if (segmentmarkers) {\r
9993         stringptr = findfield(stringptr);\r
9994         if (*stringptr == '\0') {\r
9995           boundmarker = 0;\r
9996         } else {\r
9997           boundmarker = (int) strtol (stringptr, &stringptr, 0);\r
9998         }\r
9999       }\r
10000 #endif /* not TRILIBRARY */\r
10001       if ((end1 < firstnumber) || (end1 >= firstnumber + inpoints)) {\r
10002         if (!quiet) {\r
10003           printf("Warning:  Invalid first endpoint of segment %d in %s.\n", i,\r
10004                  polyfilename);\r
10005         }\r
10006       } else if ((end2 < firstnumber) || (end2 >= firstnumber + inpoints)) {\r
10007         if (!quiet) {\r
10008           printf("Warning:  Invalid second endpoint of segment %d in %s.\n", i,\r
10009                  polyfilename);\r
10010         }\r
10011       } else {\r
10012         endpoint1 = getpoint(end1);\r
10013         endpoint2 = getpoint(end2);\r
10014         if ((endpoint1[0] == endpoint2[0]) && (endpoint1[1] == endpoint2[1])) {\r
10015           if (!quiet) {\r
10016             printf("Warning:  Endpoints of segment %d are coincident in %s.\n",\r
10017                    i, polyfilename);\r
10018           }\r
10019         } else {\r
10020           insertsegment(endpoint1, endpoint2, boundmarker);\r
10021         }\r
10022       }\r
10023     }\r
10024   } else {\r
10025     segments = 0;\r
10026   }\r
10027   if (convex || !poly) {\r
10028     /* Enclose the convex hull with shell edges. */\r
10029     if (verbose) {\r
10030       printf("  Enclosing convex hull with segments.\n");\r
10031     }\r
10032     markhull();\r
10033   }\r
10034   return segments;\r
10035 }\r
10036 \r
10037 /**                                                                         **/\r
10038 /**                                                                         **/\r
10039 /********* Segment (shell edge) insertion ends here                  *********/\r
10040 \r
10041 /********* Carving out holes and concavities begins here             *********/\r
10042 /**                                                                         **/\r
10043 /**                                                                         **/\r
10044 \r
10045 /*****************************************************************************/\r
10046 /*                                                                           */\r
10047 /*  infecthull()   Virally infect all of the triangles of the convex hull    */\r
10048 /*                 that are not protected by shell edges.  Where there are   */\r
10049 /*                 shell edges, set boundary markers as appropriate.         */\r
10050 /*                                                                           */\r
10051 /*****************************************************************************/\r
10052 \r
10053 void infecthull()\r
10054 {\r
10055   struct triedge hulltri;\r
10056   struct triedge nexttri;\r
10057   struct triedge starttri;\r
10058   struct edge hulledge;\r
10059   triangle **deadtri;\r
10060   point horg, hdest;\r
10061   triangle ptr;                         /* Temporary variable used by sym(). */\r
10062   shelle sptr;                      /* Temporary variable used by tspivot(). */\r
10063 \r
10064   if (verbose) {\r
10065     printf("  Marking concavities (external triangles) for elimination.\n");\r
10066   }\r
10067   /* Find a triangle handle on the hull. */\r
10068   hulltri.tri = dummytri;\r
10069   hulltri.orient = 0;\r
10070   symself(hulltri);\r
10071   /* Remember where we started so we know when to stop. */\r
10072   triedgecopy(hulltri, starttri);\r
10073   /* Go once counterclockwise around the convex hull. */\r
10074   do {\r
10075     /* Ignore triangles that are already infected. */\r
10076     if (!infected(hulltri)) {\r
10077       /* Is the triangle protected by a shell edge? */\r
10078       tspivot(hulltri, hulledge);\r
10079       if (hulledge.sh == dummysh) {\r
10080         /* The triangle is not protected; infect it. */\r
10081         infect(hulltri);\r
10082         deadtri = (triangle **) poolalloc(&viri);\r
10083         *deadtri = hulltri.tri;\r
10084       } else {\r
10085         /* The triangle is protected; set boundary markers if appropriate. */\r
10086         if (mark(hulledge) == 0) {\r
10087           setmark(hulledge, 1);\r
10088           org(hulltri, horg);\r
10089           dest(hulltri, hdest);\r
10090           if (pointmark(horg) == 0) {\r
10091             setpointmark(horg, 1);\r
10092           }\r
10093           if (pointmark(hdest) == 0) {\r
10094             setpointmark(hdest, 1);\r
10095           }\r
10096         }\r
10097       }\r
10098     }\r
10099     /* To find the next hull edge, go clockwise around the next vertex. */\r
10100     lnextself(hulltri);\r
10101     oprev(hulltri, nexttri);\r
10102     while (nexttri.tri != dummytri) {\r
10103       triedgecopy(nexttri, hulltri);\r
10104       oprev(hulltri, nexttri);\r
10105     }\r
10106   } while (!triedgeequal(hulltri, starttri));\r
10107 }\r
10108 \r
10109 /*****************************************************************************/\r
10110 /*                                                                           */\r
10111 /*  plague()   Spread the virus from all infected triangles to any neighbors */\r
10112 /*             not protected by shell edges.  Delete all infected triangles. */\r
10113 /*                                                                           */\r
10114 /*  This is the procedure that actually creates holes and concavities.       */\r
10115 /*                                                                           */\r
10116 /*  This procedure operates in two phases.  The first phase identifies all   */\r
10117 /*  the triangles that will die, and marks them as infected.  They are       */\r
10118 /*  marked to ensure that each triangle is added to the virus pool only      */\r
10119 /*  once, so the procedure will terminate.                                   */\r
10120 /*                                                                           */\r
10121 /*  The second phase actually eliminates the infected triangles.  It also    */\r
10122 /*  eliminates orphaned points.                                              */\r
10123 /*                                                                           */\r
10124 /*****************************************************************************/\r
10125 \r
10126 void plague()\r
10127 {\r
10128   struct triedge testtri;\r
10129   struct triedge neighbor;\r
10130   triangle **virusloop;\r
10131   triangle **deadtri;\r
10132   struct edge neighborshelle;\r
10133   point testpoint;\r
10134   point norg, ndest;\r
10135   point deadorg, deaddest, deadapex;\r
10136   int killorg;\r
10137   triangle ptr;             /* Temporary variable used by sym() and onext(). */\r
10138   shelle sptr;                      /* Temporary variable used by tspivot(). */\r
10139 \r
10140   if (verbose) {\r
10141     printf("  Marking neighbors of marked triangles.\n");\r
10142   }\r
10143   /* Loop through all the infected triangles, spreading the virus to */\r
10144   /*   their neighbors, then to their neighbors' neighbors.          */\r
10145   traversalinit(&viri);\r
10146   virusloop = (triangle **) traverse(&viri);\r
10147   while (virusloop != (triangle **) NULL) {\r
10148     testtri.tri = *virusloop;\r
10149     /* A triangle is marked as infected by messing with one of its shell */\r
10150     /*   edges, setting it to an illegal value.  Hence, we have to       */\r
10151     /*   temporarily uninfect this triangle so that we can examine its   */\r
10152     /*   adjacent shell edges.                                           */\r
10153     uninfect(testtri);\r
10154     if (verbose > 2) {\r
10155       /* Assign the triangle an orientation for convenience in */\r
10156       /*   checking its points.                                */\r
10157       testtri.orient = 0;\r
10158       org(testtri, deadorg);\r
10159       dest(testtri, deaddest);\r
10160       apex(testtri, deadapex);\r
10161       printf("    Checking (%.12g, %.12g) (%.12g, %.12g) (%.12g, %.12g)\n",\r
10162              deadorg[0], deadorg[1], deaddest[0], deaddest[1],\r
10163              deadapex[0], deadapex[1]);\r
10164     }\r
10165     /* Check each of the triangle's three neighbors. */\r
10166     for (testtri.orient = 0; testtri.orient < 3; testtri.orient++) {\r
10167       /* Find the neighbor. */\r
10168       sym(testtri, neighbor);\r
10169       /* Check for a shell between the triangle and its neighbor. */\r
10170       tspivot(testtri, neighborshelle);\r
10171       /* Check if the neighbor is nonexistent or already infected. */\r
10172       if ((neighbor.tri == dummytri) || infected(neighbor)) {\r
10173         if (neighborshelle.sh != dummysh) {\r
10174           /* There is a shell edge separating the triangle from its */\r
10175           /*   neighbor, but both triangles are dying, so the shell */\r
10176           /*   edge dies too.                                       */\r
10177           shelledealloc(neighborshelle.sh);\r
10178           if (neighbor.tri != dummytri) {\r
10179             /* Make sure the shell edge doesn't get deallocated again */\r
10180             /*   later when the infected neighbor is visited.         */\r
10181             uninfect(neighbor);\r
10182             tsdissolve(neighbor);\r
10183             infect(neighbor);\r
10184           }\r
10185         }\r
10186       } else {                   /* The neighbor exists and is not infected. */\r
10187         if (neighborshelle.sh == dummysh) {\r
10188           /* There is no shell edge protecting the neighbor, so */\r
10189           /*   the neighbor becomes infected.                   */\r
10190           if (verbose > 2) {\r
10191             org(neighbor, deadorg);\r
10192             dest(neighbor, deaddest);\r
10193             apex(neighbor, deadapex);\r
10194             printf(\r
10195               "    Marking (%.12g, %.12g) (%.12g, %.12g) (%.12g, %.12g)\n",\r
10196                    deadorg[0], deadorg[1], deaddest[0], deaddest[1],\r
10197                    deadapex[0], deadapex[1]);\r
10198           }\r
10199           infect(neighbor);\r
10200           /* Ensure that the neighbor's neighbors will be infected. */\r
10201           deadtri = (triangle **) poolalloc(&viri);\r
10202           *deadtri = neighbor.tri;\r
10203         } else {               /* The neighbor is protected by a shell edge. */\r
10204           /* Remove this triangle from the shell edge. */\r
10205           stdissolve(neighborshelle);\r
10206           /* The shell edge becomes a boundary.  Set markers accordingly. */\r
10207           if (mark(neighborshelle) == 0) {\r
10208             setmark(neighborshelle, 1);\r
10209           }\r
10210           org(neighbor, norg);\r
10211           dest(neighbor, ndest);\r
10212           if (pointmark(norg) == 0) {\r
10213             setpointmark(norg, 1);\r
10214           }\r
10215           if (pointmark(ndest) == 0) {\r
10216             setpointmark(ndest, 1);\r
10217           }\r
10218         }\r
10219       }\r
10220     }\r
10221     /* Remark the triangle as infected, so it doesn't get added to the */\r
10222     /*   virus pool again.                                             */\r
10223     infect(testtri);\r
10224     virusloop = (triangle **) traverse(&viri);\r
10225   }\r
10226 \r
10227   if (verbose) {\r
10228     printf("  Deleting marked triangles.\n");\r
10229   }\r
10230   traversalinit(&viri);\r
10231   virusloop = (triangle **) traverse(&viri);\r
10232   while (virusloop != (triangle **) NULL) {\r
10233     testtri.tri = *virusloop;\r
10234 \r
10235     /* Check each of the three corners of the triangle for elimination. */\r
10236     /*   This is done by walking around each point, checking if it is   */\r
10237     /*   still connected to at least one live triangle.                 */\r
10238     for (testtri.orient = 0; testtri.orient < 3; testtri.orient++) {\r
10239       org(testtri, testpoint);\r
10240       /* Check if the point has already been tested. */\r
10241       if (testpoint != (point) NULL) {\r
10242         killorg = 1;\r
10243         /* Mark the corner of the triangle as having been tested. */\r
10244         setorg(testtri, NULL);\r
10245         /* Walk counterclockwise about the point. */\r
10246         onext(testtri, neighbor);\r
10247         /* Stop upon reaching a boundary or the starting triangle. */\r
10248         while ((neighbor.tri != dummytri)\r
10249                && (!triedgeequal(neighbor, testtri))) {\r
10250           if (infected(neighbor)) {\r
10251             /* Mark the corner of this triangle as having been tested. */\r
10252             setorg(neighbor, NULL);\r
10253           } else {\r
10254             /* A live triangle.  The point survives. */\r
10255             killorg = 0;\r
10256           }\r
10257           /* Walk counterclockwise about the point. */\r
10258           onextself(neighbor);\r
10259         }\r
10260         /* If we reached a boundary, we must walk clockwise as well. */\r
10261         if (neighbor.tri == dummytri) {\r
10262           /* Walk clockwise about the point. */\r
10263           oprev(testtri, neighbor);\r
10264           /* Stop upon reaching a boundary. */\r
10265           while (neighbor.tri != dummytri) {\r
10266             if (infected(neighbor)) {\r
10267             /* Mark the corner of this triangle as having been tested. */\r
10268               setorg(neighbor, NULL);\r
10269             } else {\r
10270               /* A live triangle.  The point survives. */\r
10271               killorg = 0;\r
10272             }\r
10273             /* Walk clockwise about the point. */\r
10274             oprevself(neighbor);\r
10275           }\r
10276         }\r
10277         if (killorg) {\r
10278           if (verbose > 1) {\r
10279             printf("    Deleting point (%.12g, %.12g)\n",\r
10280                    testpoint[0], testpoint[1]);\r
10281           }\r
10282           pointdealloc(testpoint);\r
10283         }\r
10284       }\r
10285     }\r
10286 \r
10287     /* Record changes in the number of boundary edges, and disconnect */\r
10288     /*   dead triangles from their neighbors.                         */\r
10289     for (testtri.orient = 0; testtri.orient < 3; testtri.orient++) {\r
10290       sym(testtri, neighbor);\r
10291       if (neighbor.tri == dummytri) {\r
10292         /* There is no neighboring triangle on this edge, so this edge    */\r
10293         /*   is a boundary edge.  This triangle is being deleted, so this */\r
10294         /*   boundary edge is deleted.                                    */\r
10295         hullsize--;\r
10296       } else {\r
10297         /* Disconnect the triangle from its neighbor. */\r
10298         dissolve(neighbor);\r
10299         /* There is a neighboring triangle on this edge, so this edge */\r
10300         /*   becomes a boundary edge when this triangle is deleted.   */\r
10301         hullsize++;\r
10302       }\r
10303     }\r
10304     /* Return the dead triangle to the pool of triangles. */\r
10305     triangledealloc(testtri.tri);\r
10306     virusloop = (triangle **) traverse(&viri);\r
10307   }\r
10308   /* Empty the virus pool. */\r
10309   poolrestart(&viri);\r
10310 }\r
10311 \r
10312 /*****************************************************************************/\r
10313 /*                                                                           */\r
10314 /*  regionplague()   Spread regional attributes and/or area constraints      */\r
10315 /*                   (from a .poly file) throughout the mesh.                */\r
10316 /*                                                                           */\r
10317 /*  This procedure operates in two phases.  The first phase spreads an       */\r
10318 /*  attribute and/or an area constraint through a (segment-bounded) region.  */\r
10319 /*  The triangles are marked to ensure that each triangle is added to the    */\r
10320 /*  virus pool only once, so the procedure will terminate.                   */\r
10321 /*                                                                           */\r
10322 /*  The second phase uninfects all infected triangles, returning them to     */\r
10323 /*  normal.                                                                  */\r
10324 /*                                                                           */\r
10325 /*****************************************************************************/\r
10326 \r
10327 void regionplague(attribute, area)\r
10328 REAL attribute;\r
10329 REAL area;\r
10330 {\r
10331   struct triedge testtri;\r
10332   struct triedge neighbor;\r
10333   triangle **virusloop;\r
10334   triangle **regiontri;\r
10335   struct edge neighborshelle;\r
10336   point regionorg, regiondest, regionapex;\r
10337   triangle ptr;             /* Temporary variable used by sym() and onext(). */\r
10338   shelle sptr;                      /* Temporary variable used by tspivot(). */\r
10339 \r
10340   if (verbose > 1) {\r
10341     printf("  Marking neighbors of marked triangles.\n");\r
10342   }\r
10343   /* Loop through all the infected triangles, spreading the attribute      */\r
10344   /*   and/or area constraint to their neighbors, then to their neighbors' */\r
10345   /*   neighbors.                                                          */\r
10346   traversalinit(&viri);\r
10347   virusloop = (triangle **) traverse(&viri);\r
10348   while (virusloop != (triangle **) NULL) {\r
10349     testtri.tri = *virusloop;\r
10350     /* A triangle is marked as infected by messing with one of its shell */\r
10351     /*   edges, setting it to an illegal value.  Hence, we have to       */\r
10352     /*   temporarily uninfect this triangle so that we can examine its   */\r
10353     /*   adjacent shell edges.                                           */\r
10354     uninfect(testtri);\r
10355     if (regionattrib) {\r
10356       /* Set an attribute. */\r
10357       setelemattribute(testtri, eextras, attribute);\r
10358     }\r
10359     if (vararea) {\r
10360       /* Set an area constraint. */\r
10361       setareabound(testtri, area);\r
10362     }\r
10363     if (verbose > 2) {\r
10364       /* Assign the triangle an orientation for convenience in */\r
10365       /*   checking its points.                                */\r
10366       testtri.orient = 0;\r
10367       org(testtri, regionorg);\r
10368       dest(testtri, regiondest);\r
10369       apex(testtri, regionapex);\r
10370       printf("    Checking (%.12g, %.12g) (%.12g, %.12g) (%.12g, %.12g)\n",\r
10371              regionorg[0], regionorg[1], regiondest[0], regiondest[1],\r
10372              regionapex[0], regionapex[1]);\r
10373     }\r
10374     /* Check each of the triangle's three neighbors. */\r
10375     for (testtri.orient = 0; testtri.orient < 3; testtri.orient++) {\r
10376       /* Find the neighbor. */\r
10377       sym(testtri, neighbor);\r
10378       /* Check for a shell between the triangle and its neighbor. */\r
10379       tspivot(testtri, neighborshelle);\r
10380       /* Make sure the neighbor exists, is not already infected, and */\r
10381       /*   isn't protected by a shell edge.                          */\r
10382       if ((neighbor.tri != dummytri) && !infected(neighbor)\r
10383           && (neighborshelle.sh == dummysh)) {\r
10384         if (verbose > 2) {\r
10385           org(neighbor, regionorg);\r
10386           dest(neighbor, regiondest);\r
10387           apex(neighbor, regionapex);\r
10388           printf("    Marking (%.12g, %.12g) (%.12g, %.12g) (%.12g, %.12g)\n",\r
10389                  regionorg[0], regionorg[1], regiondest[0], regiondest[1],\r
10390                  regionapex[0], regionapex[1]);\r
10391         }\r
10392         /* Infect the neighbor. */\r
10393         infect(neighbor);\r
10394         /* Ensure that the neighbor's neighbors will be infected. */\r
10395         regiontri = (triangle **) poolalloc(&viri);\r
10396         *regiontri = neighbor.tri;\r
10397       }\r
10398     }\r
10399     /* Remark the triangle as infected, so it doesn't get added to the */\r
10400     /*   virus pool again.                                             */\r
10401     infect(testtri);\r
10402     virusloop = (triangle **) traverse(&viri);\r
10403   }\r
10404 \r
10405   /* Uninfect all triangles. */\r
10406   if (verbose > 1) {\r
10407     printf("  Unmarking marked triangles.\n");\r
10408   }\r
10409   traversalinit(&viri);\r
10410   virusloop = (triangle **) traverse(&viri);\r
10411   while (virusloop != (triangle **) NULL) {\r
10412     testtri.tri = *virusloop;\r
10413     uninfect(testtri);\r
10414     virusloop = (triangle **) traverse(&viri);\r
10415   }\r
10416   /* Empty the virus pool. */\r
10417   poolrestart(&viri);\r
10418 }\r
10419 \r
10420 /*****************************************************************************/\r
10421 /*                                                                           */\r
10422 /*  carveholes()   Find the holes and infect them.  Find the area            */\r
10423 /*                 constraints and infect them.  Infect the convex hull.     */\r
10424 /*                 Spread the infection and kill triangles.  Spread the      */\r
10425 /*                 area constraints.                                         */\r
10426 /*                                                                           */\r
10427 /*  This routine mainly calls other routines to carry out all these          */\r
10428 /*  functions.                                                               */\r
10429 /*                                                                           */\r
10430 /*****************************************************************************/\r
10431 \r
10432 void carveholes(holelist, holes, regionlist, regions)\r
10433 REAL *holelist;\r
10434 int holes;\r
10435 REAL *regionlist;\r
10436 int regions;\r
10437 {\r
10438   struct triedge searchtri;\r
10439   struct triedge triangleloop;\r
10440   struct triedge *regiontris;\r
10441   triangle **holetri;\r
10442   triangle **regiontri;\r
10443   point searchorg, searchdest;\r
10444   enum locateresult intersect;\r
10445   int i;\r
10446   triangle ptr;                         /* Temporary variable used by sym(). */\r
10447 \r
10448   if (!(quiet || (noholes && convex))) {\r
10449     printf("Removing unwanted triangles.\n");\r
10450     if (verbose && (holes > 0)) {\r
10451       printf("  Marking holes for elimination.\n");\r
10452     }\r
10453   }\r
10454 \r
10455   if (regions > 0) {\r
10456     /* Allocate storage for the triangles in which region points fall. */\r
10457     regiontris = (struct triedge *) malloc(regions * sizeof(struct triedge));\r
10458     if (regiontris == (struct triedge *) NULL) {\r
10459       printf("Error:  Out of memory.\n");\r
10460       exit(1);\r
10461     }\r
10462   }\r
10463 \r
10464   if (((holes > 0) && !noholes) || !convex || (regions > 0)) {\r
10465     /* Initialize a pool of viri to be used for holes, concavities, */\r
10466     /*   regional attributes, and/or regional area constraints.     */\r
10467     poolinit(&viri, sizeof(triangle *), VIRUSPERBLOCK, POINTER, 0);\r
10468   }\r
10469 \r
10470   if (!convex) {\r
10471     /* Mark as infected any unprotected triangles on the boundary. */\r
10472     /*   This is one way by which concavities are created.         */\r
10473     infecthull();\r
10474   }\r
10475 \r
10476   if ((holes > 0) && !noholes) {\r
10477     /* Infect each triangle in which a hole lies. */\r
10478     for (i = 0; i < 2 * holes; i += 2) {\r
10479       /* Ignore holes that aren't within the bounds of the mesh. */\r
10480       if ((holelist[i] >= xmin) && (holelist[i] <= xmax)\r
10481           && (holelist[i + 1] >= ymin) && (holelist[i + 1] <= ymax)) {\r
10482         /* Start searching from some triangle on the outer boundary. */\r
10483         searchtri.tri = dummytri;\r
10484         searchtri.orient = 0;\r
10485         symself(searchtri);\r
10486         /* Ensure that the hole is to the left of this boundary edge; */\r
10487         /*   otherwise, locate() will falsely report that the hole    */\r
10488         /*   falls within the starting triangle.                      */\r
10489         org(searchtri, searchorg);\r
10490         dest(searchtri, searchdest);\r
10491         if (counterclockwise(searchorg, searchdest, &holelist[i]) > 0.0) {\r
10492           /* Find a triangle that contains the hole. */\r
10493           intersect = locate(&holelist[i], &searchtri);\r
10494           if ((intersect != OUTSIDE) && (!infected(searchtri))) {\r
10495             /* Infect the triangle.  This is done by marking the triangle */\r
10496             /*   as infect and including the triangle in the virus pool.  */\r
10497             infect(searchtri);\r
10498             holetri = (triangle **) poolalloc(&viri);\r
10499             *holetri = searchtri.tri;\r
10500           }\r
10501         }\r
10502       }\r
10503     }\r
10504   }\r
10505 \r
10506   /* Now, we have to find all the regions BEFORE we carve the holes, because */\r
10507   /*   locate() won't work when the triangulation is no longer convex.       */\r
10508   /*   (Incidentally, this is the reason why regional attributes and area    */\r
10509   /*   constraints can't be used when refining a preexisting mesh, which     */\r
10510   /*   might not be convex; they can only be used with a freshly             */\r
10511   /*   triangulated PSLG.)                                                   */\r
10512   if (regions > 0) {\r
10513     /* Find the starting triangle for each region. */\r
10514     for (i = 0; i < regions; i++) {\r
10515       regiontris[i].tri = dummytri;\r
10516       /* Ignore region points that aren't within the bounds of the mesh. */\r
10517       if ((regionlist[4 * i] >= xmin) && (regionlist[4 * i] <= xmax) &&\r
10518           (regionlist[4 * i + 1] >= ymin) && (regionlist[4 * i + 1] <= ymax)) {\r
10519         /* Start searching from some triangle on the outer boundary. */\r
10520         searchtri.tri = dummytri;\r
10521         searchtri.orient = 0;\r
10522         symself(searchtri);\r
10523         /* Ensure that the region point is to the left of this boundary */\r
10524         /*   edge; otherwise, locate() will falsely report that the     */\r
10525         /*   region point falls within the starting triangle.           */\r
10526         org(searchtri, searchorg);\r
10527         dest(searchtri, searchdest);\r
10528         if (counterclockwise(searchorg, searchdest, &regionlist[4 * i]) >\r
10529             0.0) {\r
10530           /* Find a triangle that contains the region point. */\r
10531           intersect = locate(&regionlist[4 * i], &searchtri);\r
10532           if ((intersect != OUTSIDE) && (!infected(searchtri))) {\r
10533             /* Record the triangle for processing after the */\r
10534             /*   holes have been carved.                    */\r
10535             triedgecopy(searchtri, regiontris[i]);\r
10536           }\r
10537         }\r
10538       }\r
10539     }\r
10540   }\r
10541 \r
10542   if (viri.items > 0) {\r
10543     /* Carve the holes and concavities. */\r
10544     plague();\r
10545   }\r
10546   /* The virus pool should be empty now. */\r
10547 \r
10548   if (regions > 0) {\r
10549     if (!quiet) {\r
10550       if (regionattrib) {\r
10551         if (vararea) {\r
10552           printf("Spreading regional attributes and area constraints.\n");\r
10553         } else {\r
10554           printf("Spreading regional attributes.\n");\r
10555         }\r
10556       } else { \r
10557         printf("Spreading regional area constraints.\n");\r
10558       }\r
10559     }\r
10560     if (regionattrib && !refine) {\r
10561       /* Assign every triangle a regional attribute of zero. */\r
10562       traversalinit(&triangles);\r
10563       triangleloop.orient = 0;\r
10564       triangleloop.tri = triangletraverse();\r
10565       while (triangleloop.tri != (triangle *) NULL) {\r
10566         setelemattribute(triangleloop, eextras, 0.0);\r
10567         triangleloop.tri = triangletraverse();\r
10568       }\r
10569     }\r
10570     for (i = 0; i < regions; i++) {\r
10571       if (regiontris[i].tri != dummytri) {\r
10572         /* Make sure the triangle under consideration still exists. */\r
10573         /*   It may have been eaten by the virus.                   */\r
10574         if (regiontris[i].tri[3] != (triangle) NULL) {\r
10575           /* Put one triangle in the virus pool. */\r
10576           infect(regiontris[i]);\r
10577           regiontri = (triangle **) poolalloc(&viri);\r
10578           *regiontri = regiontris[i].tri;\r
10579           /* Apply one region's attribute and/or area constraint. */\r
10580           regionplague(regionlist[4 * i + 2], regionlist[4 * i + 3]);\r
10581           /* The virus pool should be empty now. */\r
10582         }\r
10583       }\r
10584     }\r
10585     if (regionattrib && !refine) {\r
10586       /* Note the fact that each triangle has an additional attribute. */\r
10587       eextras++;\r
10588     }\r
10589   }\r
10590 \r
10591   /* Free up memory. */\r
10592   if (((holes > 0) && !noholes) || !convex || (regions > 0)) {\r
10593     pooldeinit(&viri);\r
10594   }\r
10595   if (regions > 0) {\r
10596     free(regiontris);\r
10597   }\r
10598 }\r
10599 \r
10600 /**                                                                         **/\r
10601 /**                                                                         **/\r
10602 /********* Carving out holes and concavities ends here               *********/\r
10603 \r
10604 /********* Mesh quality maintenance begins here                      *********/\r
10605 /**                                                                         **/\r
10606 /**                                                                         **/\r
10607 \r
10608 /*****************************************************************************/\r
10609 /*                                                                           */\r
10610 /*  tallyencs()   Traverse the entire list of shell edges, check each edge   */\r
10611 /*                to see if it is encroached.  If so, add it to the list.    */\r
10612 /*                                                                           */\r
10613 /*****************************************************************************/\r
10614 \r
10615 #ifndef CDT_ONLY\r
10616 \r
10617 void tallyencs()\r
10618 {\r
10619   struct edge edgeloop;\r
10620   int dummy;\r
10621 \r
10622   traversalinit(&shelles);\r
10623   edgeloop.shorient = 0;\r
10624   edgeloop.sh = shelletraverse();\r
10625   while (edgeloop.sh != (shelle *) NULL) {\r
10626     /* If the segment is encroached, add it to the list. */\r
10627     dummy = checkedge4encroach(&edgeloop);\r
10628     edgeloop.sh = shelletraverse();\r
10629   }\r
10630 }\r
10631 \r
10632 #endif /* not CDT_ONLY */\r
10633 \r
10634 /*****************************************************************************/\r
10635 /*                                                                           */\r
10636 /*  precisionerror()  Print an error message for precision problems.         */\r
10637 /*                                                                           */\r
10638 /*****************************************************************************/\r
10639 \r
10640 #ifndef CDT_ONLY\r
10641 \r
10642 void precisionerror()\r
10643 {\r
10644   printf("Try increasing the area criterion and/or reducing the minimum\n");\r
10645   printf("  allowable angle so that tiny triangles are not created.\n");\r
10646 #ifdef SINGLE\r
10647   printf("Alternatively, try recompiling me with double precision\n");\r
10648   printf("  arithmetic (by removing \"#define SINGLE\" from the\n");\r
10649   printf("  source file or \"-DSINGLE\" from the makefile).\n");\r
10650 #endif /* SINGLE */\r
10651 }\r
10652 \r
10653 #endif /* not CDT_ONLY */\r
10654 \r
10655 /*****************************************************************************/\r
10656 /*                                                                           */\r
10657 /*  repairencs()   Find and repair all the encroached segments.              */\r
10658 /*                                                                           */\r
10659 /*  Encroached segments are repaired by splitting them by inserting a point  */\r
10660 /*  at or near their centers.                                                */\r
10661 /*                                                                           */\r
10662 /*  `flaws' is a flag that specifies whether one should take note of new     */\r
10663 /*  encroached segments and bad triangles that result from inserting points  */\r
10664 /*  to repair existing encroached segments.                                  */\r
10665 /*                                                                           */\r
10666 /*  When a segment is split, the two resulting subsegments are always        */\r
10667 /*  tested to see if they are encroached upon, regardless of the value       */\r
10668 /*  of `flaws'.                                                              */\r
10669 /*                                                                           */\r
10670 /*****************************************************************************/\r
10671 \r
10672 #ifndef CDT_ONLY\r
10673 \r
10674 void repairencs(flaws)\r
10675 int flaws;\r
10676 {\r
10677   struct triedge enctri;\r
10678   struct triedge testtri;\r
10679   struct edge *encloop;\r
10680   struct edge testsh;\r
10681   point eorg, edest;\r
10682   point newpoint;\r
10683   enum insertsiteresult success;\r
10684   REAL segmentlength, nearestpoweroftwo;\r
10685   REAL split;\r
10686   int acuteorg, acutedest;\r
10687   int dummy;\r
10688   int i;\r
10689   triangle ptr;                     /* Temporary variable used by stpivot(). */\r
10690   shelle sptr;                        /* Temporary variable used by snext(). */\r
10691 \r
10692   while ((badsegments.items > 0) && (steinerleft != 0)) {\r
10693     traversalinit(&badsegments);\r
10694     encloop = badsegmenttraverse();\r
10695     while ((encloop != (struct edge *) NULL) && (steinerleft != 0)) {\r
10696       /* To decide where to split a segment, we need to know if the  */\r
10697       /*   segment shares an endpoint with an adjacent segment.      */\r
10698       /*   The concern is that, if we simply split every encroached  */\r
10699       /*   segment in its center, two adjacent segments with a small */\r
10700       /*   angle between them might lead to an infinite loop; each   */\r
10701       /*   point added to split one segment will encroach upon the   */\r
10702       /*   other segment, which must then be split with a point that */\r
10703       /*   will encroach upon the first segment, and so on forever.  */\r
10704       /* To avoid this, imagine a set of concentric circles, whose   */\r
10705       /*   radii are powers of two, about each segment endpoint.     */\r
10706       /*   These concentric circles determine where the segment is   */\r
10707       /*   split.  (If both endpoints are shared with adjacent       */\r
10708       /*   segments, split the segment in the middle, and apply the  */\r
10709       /*   concentric shells for later splittings.)                  */\r
10710 \r
10711       /* Is the origin shared with another segment? */\r
10712       stpivot(*encloop, enctri);\r
10713       lnext(enctri, testtri);\r
10714       tspivot(testtri, testsh);\r
10715       acuteorg = testsh.sh != dummysh;\r
10716       /* Is the destination shared with another segment? */\r
10717       lnextself(testtri);\r
10718       tspivot(testtri, testsh);\r
10719       acutedest = testsh.sh != dummysh;\r
10720       /* Now, check the other side of the segment, if there's a triangle */\r
10721       /*   there.                                                        */\r
10722       sym(enctri, testtri);\r
10723       if (testtri.tri != dummytri) {\r
10724         /* Is the destination shared with another segment? */\r
10725         lnextself(testtri);\r
10726         tspivot(testtri, testsh);\r
10727         acutedest = acutedest || (testsh.sh != dummysh);\r
10728         /* Is the origin shared with another segment? */\r
10729         lnextself(testtri);\r
10730         tspivot(testtri, testsh);\r
10731         acuteorg = acuteorg || (testsh.sh != dummysh);\r
10732       }\r
10733 \r
10734       sorg(*encloop, eorg);\r
10735       sdest(*encloop, edest);\r
10736       /* Use the concentric circles if exactly one endpoint is shared */\r
10737       /*   with another adjacent segment.                             */\r
10738       if (acuteorg ^ acutedest) {\r
10739         segmentlength = sqrt((edest[0] - eorg[0]) * (edest[0] - eorg[0])\r
10740                              + (edest[1] - eorg[1]) * (edest[1] - eorg[1]));\r
10741         /* Find the power of two nearest the segment's length. */\r
10742         nearestpoweroftwo = 1.0;\r
10743         while (segmentlength > SQUAREROOTTWO * nearestpoweroftwo) {\r
10744           nearestpoweroftwo *= 2.0;\r
10745         }\r
10746         while (segmentlength < (0.5 * SQUAREROOTTWO) * nearestpoweroftwo) {\r
10747           nearestpoweroftwo *= 0.5;\r
10748         }\r
10749         /* Where do we split the segment? */\r
10750         split = 0.5 * nearestpoweroftwo / segmentlength;\r
10751         if (acutedest) {\r
10752           split = 1.0 - split;\r
10753         }\r
10754       } else {\r
10755         /* If we're not worried about adjacent segments, split */\r
10756         /*   this segment in the middle.                       */\r
10757         split = 0.5;\r
10758       }\r
10759 \r
10760       /* Create the new point. */\r
10761       newpoint = (point) poolalloc(&points);\r
10762       /* Interpolate its coordinate and attributes. */\r
10763       for (i = 0; i < 2 + nextras; i++) {\r
10764         newpoint[i] = (1.0 - split) * eorg[i] + split * edest[i];\r
10765       }\r
10766       setpointmark(newpoint, mark(*encloop));\r
10767       if (verbose > 1) {\r
10768         printf(\r
10769         "  Splitting edge (%.12g, %.12g) (%.12g, %.12g) at (%.12g, %.12g).\n",\r
10770                eorg[0], eorg[1], edest[0], edest[1], newpoint[0], newpoint[1]);\r
10771       }\r
10772       /* Check whether the new point lies on an endpoint. */\r
10773       if (((newpoint[0] == eorg[0]) && (newpoint[1] == eorg[1]))\r
10774         || ((newpoint[0] == edest[0]) && (newpoint[1] == edest[1]))) {\r
10775         printf("Error:  Ran out of precision at (%.12g, %.12g).\n",\r
10776                newpoint[0], newpoint[1]);\r
10777         printf("I attempted to split a segment to a smaller size than can\n");\r
10778         printf("  be accommodated by the finite precision of floating point\n"\r
10779                );\r
10780         printf("  arithmetic.\n");\r
10781         precisionerror();\r
10782         exit(1);\r
10783       }\r
10784       /* Insert the splitting point.  This should always succeed. */\r
10785       success = insertsite(newpoint, &enctri, encloop, flaws, flaws);\r
10786       if ((success != SUCCESSFULPOINT) && (success != ENCROACHINGPOINT)) {\r
10787         printf("Internal error in repairencs():\n");\r
10788         printf("  Failure to split a segment.\n");\r
10789         internalerror();\r
10790       }\r
10791       if (steinerleft > 0) {\r
10792         steinerleft--;\r
10793       }\r
10794       /* Check the two new subsegments to see if they're encroached. */\r
10795       dummy = checkedge4encroach(encloop);\r
10796       snextself(*encloop);\r
10797       dummy = checkedge4encroach(encloop);\r
10798 \r
10799       badsegmentdealloc(encloop);\r
10800       encloop = badsegmenttraverse();\r
10801     }\r
10802   }\r
10803 }\r
10804 \r
10805 #endif /* not CDT_ONLY */\r
10806 \r
10807 /*****************************************************************************/\r
10808 /*                                                                           */\r
10809 /*  tallyfaces()   Test every triangle in the mesh for quality measures.     */\r
10810 /*                                                                           */\r
10811 /*****************************************************************************/\r
10812 \r
10813 #ifndef CDT_ONLY\r
10814 \r
10815 void tallyfaces()\r
10816 {\r
10817   struct triedge triangleloop;\r
10818 \r
10819   if (verbose) {\r
10820     printf("  Making a list of bad triangles.\n");\r
10821   }\r
10822   traversalinit(&triangles);\r
10823   triangleloop.orient = 0;\r
10824   triangleloop.tri = triangletraverse();\r
10825   while (triangleloop.tri != (triangle *) NULL) {\r
10826     /* If the triangle is bad, enqueue it. */\r
10827     testtriangle(&triangleloop);\r
10828     triangleloop.tri = triangletraverse();\r
10829   }\r
10830 }\r
10831 \r
10832 #endif /* not CDT_ONLY */\r
10833 \r
10834 /*****************************************************************************/\r
10835 /*                                                                           */\r
10836 /*  findcircumcenter()   Find the circumcenter of a triangle.                */\r
10837 /*                                                                           */\r
10838 /*  The result is returned both in terms of x-y coordinates and xi-eta       */\r
10839 /*  coordinates.  The xi-eta coordinate system is defined in terms of the    */\r
10840 /*  triangle:  the origin of the triangle is the origin of the coordinate    */\r
10841 /*  system; the destination of the triangle is one unit along the xi axis;   */\r
10842 /*  and the apex of the triangle is one unit along the eta axis.             */\r
10843 /*                                                                           */\r
10844 /*  The return value indicates which edge of the triangle is shortest.       */\r
10845 /*                                                                           */\r
10846 /*****************************************************************************/\r
10847 \r
10848 enum circumcenterresult findcircumcenter(torg, tdest, tapex, circumcenter,\r
10849                                          xi, eta)\r
10850 point torg;\r
10851 point tdest;\r
10852 point tapex;\r
10853 point circumcenter;\r
10854 REAL *xi;\r
10855 REAL *eta;\r
10856 {\r
10857   REAL xdo, ydo, xao, yao, xad, yad;\r
10858   REAL dodist, aodist, addist;\r
10859   REAL denominator;\r
10860   REAL dx, dy;\r
10861 \r
10862   circumcentercount++;\r
10863 \r
10864   /* Compute the circumcenter of the triangle. */\r
10865   xdo = tdest[0] - torg[0];\r
10866   ydo = tdest[1] - torg[1];\r
10867   xao = tapex[0] - torg[0];\r
10868   yao = tapex[1] - torg[1];\r
10869   dodist = xdo * xdo + ydo * ydo;\r
10870   aodist = xao * xao + yao * yao;\r
10871   if (noexact) {\r
10872     denominator = (REAL)(0.5 / (xdo * yao - xao * ydo));\r
10873   } else {\r
10874     /* Use the counterclockwise() routine to ensure a positive (and */\r
10875     /*   reasonably accurate) result, avoiding any possibility of   */\r
10876     /*   division by zero.                                          */\r
10877     denominator = (REAL)(0.5 / counterclockwise(tdest, tapex, torg));\r
10878     /* Don't count the above as an orientation test. */\r
10879     counterclockcount--;\r
10880   }\r
10881   circumcenter[0] = torg[0] - (ydo * aodist - yao * dodist) * denominator;  \r
10882   circumcenter[1] = torg[1] + (xdo * aodist - xao * dodist) * denominator;  \r
10883 \r
10884   /* To interpolate point attributes for the new point inserted at  */\r
10885   /*   the circumcenter, define a coordinate system with a xi-axis, */\r
10886   /*   directed from the triangle's origin to its destination, and  */\r
10887   /*   an eta-axis, directed from its origin to its apex.           */\r
10888   /*   Calculate the xi and eta coordinates of the circumcenter.    */\r
10889   dx = circumcenter[0] - torg[0];\r
10890   dy = circumcenter[1] - torg[1];\r
10891   *xi = (REAL)((dx * yao - xao * dy) * (2.0 * denominator));\r
10892   *eta = (REAL)((xdo * dy - dx * ydo) * (2.0 * denominator));\r
10893 \r
10894   xad = tapex[0] - tdest[0];\r
10895   yad = tapex[1] - tdest[1];\r
10896   addist = xad * xad + yad * yad;\r
10897   if ((addist < dodist) && (addist < aodist)) {\r
10898     return OPPOSITEORG;\r
10899   } else if (dodist < aodist) {\r
10900     return OPPOSITEAPEX;\r
10901   } else {\r
10902     return OPPOSITEDEST;\r
10903   }\r
10904 }\r
10905 \r
10906 /*****************************************************************************/\r
10907 /*                                                                           */\r
10908 /*  splittriangle()   Inserts a point at the circumcenter of a triangle.     */\r
10909 /*                    Deletes the newly inserted point if it encroaches upon */\r
10910 /*                    a segment.                                             */\r
10911 /*                                                                           */\r
10912 /*****************************************************************************/\r
10913 \r
10914 #ifndef CDT_ONLY\r
10915 \r
10916 void splittriangle(badtri)\r
10917 struct badface *badtri;\r
10918 {\r
10919   point borg, bdest, bapex;\r
10920   point newpoint;\r
10921   REAL xi, eta;\r
10922   enum insertsiteresult success;\r
10923   enum circumcenterresult shortedge;\r
10924   int errorflag;\r
10925   int i;\r
10926 \r
10927   org(badtri->badfacetri, borg);\r
10928   dest(badtri->badfacetri, bdest);\r
10929   apex(badtri->badfacetri, bapex);\r
10930   /* Make sure that this triangle is still the same triangle it was      */\r
10931   /*   when it was tested and determined to be of bad quality.           */\r
10932   /*   Subsequent transformations may have made it a different triangle. */\r
10933   if ((borg == badtri->faceorg) && (bdest == badtri->facedest) &&\r
10934       (bapex == badtri->faceapex)) {\r
10935     if (verbose > 1) {\r
10936       printf("  Splitting this triangle at its circumcenter:\n");\r
10937       printf("    (%.12g, %.12g) (%.12g, %.12g) (%.12g, %.12g)\n", borg[0],\r
10938              borg[1], bdest[0], bdest[1], bapex[0], bapex[1]);\r
10939     }\r
10940     errorflag = 0;\r
10941     /* Create a new point at the triangle's circumcenter. */\r
10942     newpoint = (point) poolalloc(&points);\r
10943     shortedge = findcircumcenter(borg, bdest, bapex, newpoint, &xi, &eta);\r
10944     /* Check whether the new point lies on a triangle vertex. */\r
10945     if (((newpoint[0] == borg[0]) && (newpoint[1] == borg[1]))\r
10946         || ((newpoint[0] == bdest[0]) && (newpoint[1] == bdest[1]))\r
10947         || ((newpoint[0] == bapex[0]) && (newpoint[1] == bapex[1]))) {\r
10948       if (!quiet) {\r
10949         printf("Warning:  New point (%.12g, %.12g) falls on existing vertex.\n"\r
10950                , newpoint[0], newpoint[1]);\r
10951         errorflag = 1;\r
10952       }\r
10953       pointdealloc(newpoint);\r
10954     } else {\r
10955       for (i = 2; i < 2 + nextras; i++) {\r
10956         /* Interpolate the point attributes at the circumcenter. */\r
10957         newpoint[i] = borg[i] + xi * (bdest[i] - borg[i])\r
10958                              + eta * (bapex[i] - borg[i]);\r
10959       }\r
10960       /* The new point must be in the interior, and have a marker of zero. */\r
10961       setpointmark(newpoint, 0);\r
10962       /* Ensure that the handle `badtri->badfacetri' represents the shortest */\r
10963       /*   edge of the triangle.  This ensures that the circumcenter must    */\r
10964       /*   fall to the left of this edge, so point location will work.       */\r
10965       if (shortedge == OPPOSITEORG) {\r
10966         lnextself(badtri->badfacetri);\r
10967       } else if (shortedge == OPPOSITEDEST) {\r
10968         lprevself(badtri->badfacetri);\r
10969       }\r
10970       /* Insert the circumcenter, searching from the edge of the triangle, */\r
10971       /*   and maintain the Delaunay property of the triangulation.        */\r
10972       success = insertsite(newpoint, &(badtri->badfacetri),\r
10973                            (struct edge *) NULL, 1, 1);\r
10974       if (success == SUCCESSFULPOINT) {\r
10975         if (steinerleft > 0) {\r
10976           steinerleft--;\r
10977         }\r
10978       } else if (success == ENCROACHINGPOINT) {\r
10979         /* If the newly inserted point encroaches upon a segment, delete it. */\r
10980         deletesite(&(badtri->badfacetri));\r
10981       } else if (success == VIOLATINGPOINT) {\r
10982         /* Failed to insert the new point, but some segment was */\r
10983         /*   marked as being encroached.                        */\r
10984         pointdealloc(newpoint);\r
10985       } else {                                  /* success == DUPLICATEPOINT */\r
10986         /* Failed to insert the new point because a vertex is already there. */\r
10987         if (!quiet) {\r
10988           printf(\r
10989             "Warning:  New point (%.12g, %.12g) falls on existing vertex.\n"\r
10990                  , newpoint[0], newpoint[1]);\r
10991           errorflag = 1;\r
10992         }\r
10993         pointdealloc(newpoint);\r
10994       }\r
10995     }\r
10996     if (errorflag) {\r
10997       if (verbose) {\r
10998         printf("  The new point is at the circumcenter of triangle\n");\r
10999         printf("    (%.12g, %.12g) (%.12g, %.12g) (%.12g, %.12g)\n",\r
11000                borg[0], borg[1], bdest[0], bdest[1], bapex[0], bapex[1]);\r
11001       }\r
11002       printf("This probably means that I am trying to refine triangles\n");\r
11003       printf("  to a smaller size than can be accommodated by the finite\n");\r
11004       printf("  precision of floating point arithmetic.  (You can be\n");\r
11005       printf("  sure of this if I fail to terminate.)\n");\r
11006       precisionerror();\r
11007     }\r
11008   }\r
11009   /* Return the bad triangle to the pool. */\r
11010   pooldealloc(&badtriangles, (VOID *) badtri);\r
11011 }\r
11012 \r
11013 #endif /* not CDT_ONLY */\r
11014 \r
11015 /*****************************************************************************/\r
11016 /*                                                                           */\r
11017 /*  enforcequality()   Remove all the encroached edges and bad triangles     */\r
11018 /*                     from the triangulation.                               */\r
11019 /*                                                                           */\r
11020 /*****************************************************************************/\r
11021 \r
11022 #ifndef CDT_ONLY\r
11023 \r
11024 void enforcequality()\r
11025 {\r
11026   int i;\r
11027 \r
11028   if (!quiet) {\r
11029     printf("Adding Steiner points to enforce quality.\n");\r
11030   }\r
11031   /* Initialize the pool of encroached segments. */\r
11032   poolinit(&badsegments, sizeof(struct edge), BADSEGMENTPERBLOCK, POINTER, 0);\r
11033   if (verbose) {\r
11034     printf("  Looking for encroached segments.\n");\r
11035   }\r
11036   /* Test all segments to see if they're encroached. */\r
11037   tallyencs();\r
11038   if (verbose && (badsegments.items > 0)) {\r
11039     printf("  Splitting encroached segments.\n");\r
11040   }\r
11041   /* Note that steinerleft == -1 if an unlimited number */\r
11042   /*   of Steiner points is allowed.                    */\r
11043   while ((badsegments.items > 0) && (steinerleft != 0)) {\r
11044     /* Fix the segments without noting newly encroached segments or   */\r
11045     /*   bad triangles.  The reason we don't want to note newly       */\r
11046     /*   encroached segments is because some encroached segments are  */\r
11047     /*   likely to be noted multiple times, and would then be blindly */\r
11048     /*   split multiple times.  I should fix that some time.          */\r
11049     repairencs(0);\r
11050     /* Now, find all the segments that became encroached while adding */\r
11051     /*   points to split encroached segments.                         */\r
11052     tallyencs();\r
11053   }\r
11054   /* At this point, if we haven't run out of Steiner points, the */\r
11055   /*   triangulation should be (conforming) Delaunay.            */\r
11056 \r
11057   /* Next, we worry about enforcing triangle quality. */\r
11058   if ((minangle > 0.0) || vararea || fixedarea) {\r
11059     /* Initialize the pool of bad triangles. */\r
11060     poolinit(&badtriangles, sizeof(struct badface), BADTRIPERBLOCK, POINTER,\r
11061              0);\r
11062     /* Initialize the queues of bad triangles. */\r
11063     for (i = 0; i < 64; i++) {\r
11064       queuefront[i] = (struct badface *) NULL;\r
11065       queuetail[i] = &queuefront[i];\r
11066     }\r
11067     /* Test all triangles to see if they're bad. */\r
11068     tallyfaces();\r
11069     if (verbose) {\r
11070       printf("  Splitting bad triangles.\n");\r
11071     }\r
11072     while ((badtriangles.items > 0) && (steinerleft != 0)) {\r
11073       /* Fix one bad triangle by inserting a point at its circumcenter. */\r
11074       splittriangle(dequeuebadtri());\r
11075       /* Fix any encroached segments that may have resulted.  Record */\r
11076       /*   any new bad triangles or encroached segments that result. */\r
11077       if (badsegments.items > 0) {\r
11078         repairencs(1);\r
11079       }\r
11080     }\r
11081   }\r
11082   /* At this point, if we haven't run out of Steiner points, the */\r
11083   /*   triangulation should be (conforming) Delaunay and have no */\r
11084   /*   low-quality triangles.                                    */\r
11085 \r
11086   /* Might we have run out of Steiner points too soon? */\r
11087   if (!quiet && (badsegments.items > 0) && (steinerleft == 0)) {\r
11088     printf("\nWarning:  I ran out of Steiner points, but the mesh has\n");\r
11089     if (badsegments.items == 1) {\r
11090       printf("  an encroached segment, and therefore might not be truly\n");\r
11091     } else {\r
11092       printf("  %ld encroached segments, and therefore might not be truly\n",\r
11093              badsegments.items);\r
11094     }\r
11095     printf("  Delaunay.  If the Delaunay property is important to you,\n");\r
11096     printf("  try increasing the number of Steiner points (controlled by\n");\r
11097     printf("  the -S switch) slightly and try again.\n\n");\r
11098   }\r
11099 }\r
11100 \r
11101 #endif /* not CDT_ONLY */\r
11102 \r
11103 /**                                                                         **/\r
11104 /**                                                                         **/\r
11105 /********* Mesh quality maintenance ends here                        *********/\r
11106 \r
11107 /*****************************************************************************/\r
11108 /*                                                                           */\r
11109 /*  highorder()   Create extra nodes for quadratic subparametric elements.   */\r
11110 /*                                                                           */\r
11111 /*****************************************************************************/\r
11112 \r
11113 void highorder()\r
11114 {\r
11115   struct triedge triangleloop, trisym;\r
11116   struct edge checkmark;\r
11117   point newpoint;\r
11118   point torg, tdest;\r
11119   int i;\r
11120   triangle ptr;                         /* Temporary variable used by sym(). */\r
11121   shelle sptr;                      /* Temporary variable used by tspivot(). */\r
11122 \r
11123   if (!quiet) {\r
11124     printf("Adding vertices for second-order triangles.\n");\r
11125   }\r
11126   /* The following line ensures that dead items in the pool of nodes    */\r
11127   /*   cannot be allocated for the extra nodes associated with high     */\r
11128   /*   order elements.  This ensures that the primary nodes (at the     */\r
11129   /*   corners of elements) will occur earlier in the output files, and */\r
11130   /*   have lower indices, than the extra nodes.                        */\r
11131   points.deaditemstack = (VOID *) NULL;\r
11132 \r
11133   traversalinit(&triangles);\r
11134   triangleloop.tri = triangletraverse();\r
11135   /* To loop over the set of edges, loop over all triangles, and look at   */\r
11136   /*   the three edges of each triangle.  If there isn't another triangle  */\r
11137   /*   adjacent to the edge, operate on the edge.  If there is another     */\r
11138   /*   adjacent triangle, operate on the edge only if the current triangle */\r
11139   /*   has a smaller pointer than its neighbor.  This way, each edge is    */\r
11140   /*   considered only once.                                               */\r
11141   while (triangleloop.tri != (triangle *) NULL) {\r
11142     for (triangleloop.orient = 0; triangleloop.orient < 3;\r
11143          triangleloop.orient++) {\r
11144       sym(triangleloop, trisym);\r
11145       if ((triangleloop.tri < trisym.tri) || (trisym.tri == dummytri)) {\r
11146         org(triangleloop, torg);\r
11147         dest(triangleloop, tdest);\r
11148         /* Create a new node in the middle of the edge.  Interpolate */\r
11149         /*   its attributes.                                         */\r
11150         newpoint = (point) poolalloc(&points);\r
11151         for (i = 0; i < 2 + nextras; i++) {\r
11152           newpoint[i] = (REAL)(0.5 * (torg[i] + tdest[i]));\r
11153         }\r
11154         /* Set the new node's marker to zero or one, depending on */\r
11155         /*   whether it lies on a boundary.                       */\r
11156         setpointmark(newpoint, trisym.tri == dummytri);\r
11157         if (useshelles) {\r
11158           tspivot(triangleloop, checkmark);\r
11159           /* If this edge is a segment, transfer the marker to the new node. */\r
11160           if (checkmark.sh != dummysh) {\r
11161             setpointmark(newpoint, mark(checkmark));\r
11162           }\r
11163         }\r
11164         if (verbose > 1) {\r
11165           printf("  Creating (%.12g, %.12g).\n", newpoint[0], newpoint[1]);\r
11166         }\r
11167         /* Record the new node in the (one or two) adjacent elements. */\r
11168         triangleloop.tri[highorderindex + triangleloop.orient] =\r
11169                 (triangle) newpoint;\r
11170         if (trisym.tri != dummytri) {\r
11171           trisym.tri[highorderindex + trisym.orient] = (triangle) newpoint;\r
11172         }\r
11173       }\r
11174     }\r
11175     triangleloop.tri = triangletraverse();\r
11176   }\r
11177 }\r
11178 \r
11179 /********* File I/O routines begin here                              *********/\r
11180 /**                                                                         **/\r
11181 /**                                                                         **/\r
11182 \r
11183 /*****************************************************************************/\r
11184 /*                                                                           */\r
11185 /*  readline()   Read a nonempty line from a file.                           */\r
11186 /*                                                                           */\r
11187 /*  A line is considered "nonempty" if it contains something that looks like */\r
11188 /*  a number.                                                                */\r
11189 /*                                                                           */\r
11190 /*****************************************************************************/\r
11191 \r
11192 #ifndef TRILIBRARY\r
11193 \r
11194 char *readline(string, infile, infilename)\r
11195 char *string;\r
11196 FILE *infile;\r
11197 char *infilename;\r
11198 {\r
11199   char *result;\r
11200 \r
11201   /* Search for something that looks like a number. */\r
11202   do {\r
11203     result = fgets(string, INPUTLINESIZE, infile);\r
11204     if (result == (char *) NULL) {\r
11205       printf("  Error:  Unexpected end of file in %s.\n", infilename);\r
11206       exit(1);\r
11207     }\r
11208     /* Skip anything that doesn't look like a number, a comment, */\r
11209     /*   or the end of a line.                                   */\r
11210     while ((*result != '\0') && (*result != '#')\r
11211            && (*result != '.') && (*result != '+') && (*result != '-')\r
11212            && ((*result < '0') || (*result > '9'))) {\r
11213       result++;\r
11214     }\r
11215   /* If it's a comment or end of line, read another line and try again. */\r
11216   } while ((*result == '#') || (*result == '\0'));\r
11217   return result;\r
11218 }\r
11219 \r
11220 #endif /* not TRILIBRARY */\r
11221 \r
11222 /*****************************************************************************/\r
11223 /*                                                                           */\r
11224 /*  findfield()   Find the next field of a string.                           */\r
11225 /*                                                                           */\r
11226 /*  Jumps past the current field by searching for whitespace, then jumps     */\r
11227 /*  past the whitespace to find the next field.                              */\r
11228 /*                                                                           */\r
11229 /*****************************************************************************/\r
11230 \r
11231 #ifndef TRILIBRARY\r
11232 \r
11233 char *findfield(string)\r
11234 char *string;\r
11235 {\r
11236   char *result;\r
11237 \r
11238   result = string;\r
11239   /* Skip the current field.  Stop upon reaching whitespace. */\r
11240   while ((*result != '\0') && (*result != '#')\r
11241          && (*result != ' ') && (*result != '\t')) {\r
11242     result++;\r
11243   }\r
11244   /* Now skip the whitespace and anything else that doesn't look like a */\r
11245   /*   number, a comment, or the end of a line.                         */\r
11246   while ((*result != '\0') && (*result != '#')\r
11247          && (*result != '.') && (*result != '+') && (*result != '-')\r
11248          && ((*result < '0') || (*result > '9'))) {\r
11249     result++;\r
11250   }\r
11251   /* Check for a comment (prefixed with `#'). */\r
11252   if (*result == '#') {\r
11253     *result = '\0';\r
11254   }\r
11255   return result;\r
11256 }\r
11257 \r
11258 #endif /* not TRILIBRARY */\r
11259 \r
11260 /*****************************************************************************/\r
11261 /*                                                                           */\r
11262 /*  readnodes()   Read the points from a file, which may be a .node or .poly */\r
11263 /*                file.                                                      */\r
11264 /*                                                                           */\r
11265 /*****************************************************************************/\r
11266 \r
11267 #ifndef TRILIBRARY\r
11268 \r
11269 void readnodes(nodefilename, polyfilename, polyfile)\r
11270 char *nodefilename;\r
11271 char *polyfilename;\r
11272 FILE **polyfile;\r
11273 {\r
11274   FILE *infile;\r
11275   point pointloop;\r
11276   char inputline[INPUTLINESIZE];\r
11277   char *stringptr;\r
11278   char *infilename;\r
11279   REAL x, y;\r
11280   int firstnode;\r
11281   int nodemarkers;\r
11282   int currentmarker;\r
11283   int i, j;\r
11284 \r
11285   if (poly) {\r
11286     /* Read the points from a .poly file. */\r
11287     if (!quiet) {\r
11288       printf("Opening %s.\n", polyfilename);\r
11289     }\r
11290     *polyfile = fopen(polyfilename, "r");\r
11291     if (*polyfile == (FILE *) NULL) {\r
11292       printf("  Error:  Cannot access file %s.\n", polyfilename);\r
11293       exit(1);\r
11294     }\r
11295     /* Read number of points, number of dimensions, number of point */\r
11296     /*   attributes, and number of boundary markers.                */\r
11297     stringptr = readline(inputline, *polyfile, polyfilename);\r
11298     inpoints = (int) strtol (stringptr, &stringptr, 0);\r
11299     stringptr = findfield(stringptr);\r
11300     if (*stringptr == '\0') {\r
11301       mesh_dim = 2;\r
11302     } else {\r
11303       mesh_dim = (int) strtol (stringptr, &stringptr, 0);\r
11304     }\r
11305     stringptr = findfield(stringptr);\r
11306     if (*stringptr == '\0') {\r
11307       nextras = 0;\r
11308     } else {\r
11309       nextras = (int) strtol (stringptr, &stringptr, 0);\r
11310     }\r
11311     stringptr = findfield(stringptr);\r
11312     if (*stringptr == '\0') {\r
11313       nodemarkers = 0;\r
11314     } else {\r
11315       nodemarkers = (int) strtol (stringptr, &stringptr, 0);\r
11316     }\r
11317     if (inpoints > 0) {\r
11318       infile = *polyfile;\r
11319       infilename = polyfilename;\r
11320       readnodefile = 0;\r
11321     } else {\r
11322       /* If the .poly file claims there are zero points, that means that */\r
11323       /*   the points should be read from a separate .node file.         */\r
11324       readnodefile = 1;\r
11325       infilename = innodefilename;\r
11326     }\r
11327   } else {\r
11328     readnodefile = 1;\r
11329     infilename = innodefilename;\r
11330     *polyfile = (FILE *) NULL;\r
11331   }\r
11332 \r
11333   if (readnodefile) {\r
11334     /* Read the points from a .node file. */\r
11335     if (!quiet) {\r
11336       printf("Opening %s.\n", innodefilename);\r
11337     }\r
11338     infile = fopen(innodefilename, "r");\r
11339     if (infile == (FILE *) NULL) {\r
11340       printf("  Error:  Cannot access file %s.\n", innodefilename);\r
11341       exit(1);\r
11342     }\r
11343     /* Read number of points, number of dimensions, number of point */\r
11344     /*   attributes, and number of boundary markers.                */\r
11345     stringptr = readline(inputline, infile, innodefilename);\r
11346     inpoints = (int) strtol (stringptr, &stringptr, 0);\r
11347     stringptr = findfield(stringptr);\r
11348     if (*stringptr == '\0') {\r
11349       mesh_dim = 2;\r
11350     } else {\r
11351       mesh_dim = (int) strtol (stringptr, &stringptr, 0);\r
11352     }\r
11353     stringptr = findfield(stringptr);\r
11354     if (*stringptr == '\0') {\r
11355       nextras = 0;\r
11356     } else {\r
11357       nextras = (int) strtol (stringptr, &stringptr, 0);\r
11358     }\r
11359     stringptr = findfield(stringptr);\r
11360     if (*stringptr == '\0') {\r
11361       nodemarkers = 0;\r
11362     } else {\r
11363       nodemarkers = (int) strtol (stringptr, &stringptr, 0);\r
11364     }\r
11365   }\r
11366 \r
11367   if (inpoints < 3) {\r
11368     printf("Error:  Input must have at least three input points.\n");\r
11369     exit(1);\r
11370   }\r
11371   if (mesh_dim != 2) {\r
11372     printf("Error:  Triangle only works with two-dimensional meshes.\n");\r
11373     exit(1);\r
11374   }\r
11375 \r
11376   initializepointpool();\r
11377 \r
11378   /* Read the points. */\r
11379   for (i = 0; i < inpoints; i++) {\r
11380     pointloop = (point) poolalloc(&points);\r
11381     stringptr = readline(inputline, infile, infilename);\r
11382     if (i == 0) {\r
11383       firstnode = (int) strtol (stringptr, &stringptr, 0);\r
11384       if ((firstnode == 0) || (firstnode == 1)) {\r
11385         firstnumber = firstnode;\r
11386       }\r
11387     }\r
11388     stringptr = findfield(stringptr);\r
11389     if (*stringptr == '\0') {\r
11390       printf("Error:  Point %d has no x coordinate.\n", firstnumber + i);\r
11391       exit(1);\r
11392     }\r
11393     x = (REAL) strtod(stringptr, &stringptr);\r
11394     stringptr = findfield(stringptr);\r
11395     if (*stringptr == '\0') {\r
11396       printf("Error:  Point %d has no y coordinate.\n", firstnumber + i);\r
11397       exit(1);\r
11398     }\r
11399     y = (REAL) strtod(stringptr, &stringptr);\r
11400     pointloop[0] = x;\r
11401     pointloop[1] = y;\r
11402     /* Read the point attributes. */\r
11403     for (j = 2; j < 2 + nextras; j++) {\r
11404       stringptr = findfield(stringptr);\r
11405       if (*stringptr == '\0') {\r
11406         pointloop[j] = 0.0;\r
11407       } else {\r
11408         pointloop[j] = (REAL) strtod(stringptr, &stringptr);\r
11409       }\r
11410     }\r
11411     if (nodemarkers) {\r
11412       /* Read a point marker. */\r
11413       stringptr = findfield(stringptr);\r
11414       if (*stringptr == '\0') {\r
11415         setpointmark(pointloop, 0);\r
11416       } else {\r
11417         currentmarker = (int) strtol (stringptr, &stringptr, 0);\r
11418         setpointmark(pointloop, currentmarker);\r
11419       }\r
11420     } else {\r
11421       /* If no markers are specified in the file, they default to zero. */\r
11422       setpointmark(pointloop, 0);\r
11423     }\r
11424     /* Determine the smallest and largest x and y coordinates. */\r
11425     if (i == 0) {\r
11426       xmin = xmax = x;\r
11427       ymin = ymax = y;\r
11428     } else {\r
11429       xmin = (x < xmin) ? x : xmin;\r
11430       xmax = (x > xmax) ? x : xmax;\r
11431       ymin = (y < ymin) ? y : ymin;\r
11432       ymax = (y > ymax) ? y : ymax;\r
11433     }\r
11434   }\r
11435   if (readnodefile) {\r
11436     fclose(infile);\r
11437   }\r
11438 \r
11439   /* Nonexistent x value used as a flag to mark circle events in sweepline */\r
11440   /*   Delaunay algorithm.                                                 */\r
11441   xminextreme = 10 * xmin - 9 * xmax;\r
11442 }\r
11443 \r
11444 #endif /* not TRILIBRARY */\r
11445 \r
11446 /*****************************************************************************/\r
11447 /*                                                                           */\r
11448 /*  transfernodes()   Read the points from memory.                           */\r
11449 /*                                                                           */\r
11450 /*****************************************************************************/\r
11451 \r
11452 #ifdef TRILIBRARY\r
11453 \r
11454 void transfernodes(pointlist, pointattriblist, pointmarkerlist, numberofpoints,\r
11455                    numberofpointattribs)\r
11456 REAL *pointlist;\r
11457 REAL *pointattriblist;\r
11458 int *pointmarkerlist;\r
11459 int numberofpoints;\r
11460 int numberofpointattribs;\r
11461 {\r
11462   point pointloop;\r
11463   REAL x, y;\r
11464   int i, j;\r
11465   int coordindex;\r
11466   int attribindex;\r
11467 \r
11468   inpoints = numberofpoints;\r
11469   mesh_dim = 2;\r
11470   nextras = numberofpointattribs;\r
11471   readnodefile = 0;\r
11472   if (inpoints < 3) {\r
11473     printf("Error:  Input must have at least three input points.\n");\r
11474     exit(1);\r
11475   }\r
11476 \r
11477   initializepointpool();\r
11478 \r
11479   /* Read the points. */\r
11480   coordindex = 0;\r
11481   attribindex = 0;\r
11482   for (i = 0; i < inpoints; i++) {\r
11483     pointloop = (point) poolalloc(&points);\r
11484     /* Read the point coordinates. */\r
11485     x = pointloop[0] = pointlist[coordindex++];\r
11486     y = pointloop[1] = pointlist[coordindex++];\r
11487     /* Read the point attributes. */\r
11488     for (j = 0; j < numberofpointattribs; j++) {\r
11489       pointloop[2 + j] = pointattriblist[attribindex++];\r
11490     }\r
11491     if (pointmarkerlist != (int *) NULL) {\r
11492       /* Read a point marker. */\r
11493       setpointmark(pointloop, pointmarkerlist[i]);\r
11494     } else {\r
11495       /* If no markers are specified, they default to zero. */\r
11496       setpointmark(pointloop, 0);\r
11497     }\r
11498     x = pointloop[0];\r
11499     y = pointloop[1];\r
11500     /* Determine the smallest and largest x and y coordinates. */\r
11501     if (i == 0) {\r
11502       xmin = xmax = x;\r
11503       ymin = ymax = y;\r
11504     } else {\r
11505       xmin = (x < xmin) ? x : xmin;\r
11506       xmax = (x > xmax) ? x : xmax;\r
11507       ymin = (y < ymin) ? y : ymin;\r
11508       ymax = (y > ymax) ? y : ymax;\r
11509     }\r
11510   }\r
11511 \r
11512   /* Nonexistent x value used as a flag to mark circle events in sweepline */\r
11513   /*   Delaunay algorithm.                                                 */\r
11514   xminextreme = 10 * xmin - 9 * xmax;\r
11515 }\r
11516 \r
11517 #endif /* TRILIBRARY */\r
11518 \r
11519 /*****************************************************************************/\r
11520 /*                                                                           */\r
11521 /*  readholes()   Read the holes, and possibly regional attributes and area  */\r
11522 /*                constraints, from a .poly file.                            */\r
11523 /*                                                                           */\r
11524 /*****************************************************************************/\r
11525 \r
11526 #ifndef TRILIBRARY\r
11527 \r
11528 void readholes(polyfile, polyfilename, hlist, holes, rlist, regions)\r
11529 FILE *polyfile;\r
11530 char *polyfilename;\r
11531 REAL **hlist;\r
11532 int *holes;\r
11533 REAL **rlist;\r
11534 int *regions;\r
11535 {\r
11536   REAL *holelist;\r
11537   REAL *regionlist;\r
11538   char inputline[INPUTLINESIZE];\r
11539   char *stringptr;\r
11540   int index;\r
11541   int i;\r
11542 \r
11543   /* Read the holes. */\r
11544   stringptr = readline(inputline, polyfile, polyfilename);\r
11545   *holes = (int) strtol (stringptr, &stringptr, 0);\r
11546   if (*holes > 0) {\r
11547     holelist = (REAL *) malloc(2 * *holes * sizeof(REAL));\r
11548     *hlist = holelist;\r
11549     if (holelist == (REAL *) NULL) {\r
11550       printf("Error:  Out of memory.\n");\r
11551       exit(1);\r
11552     }\r
11553     for (i = 0; i < 2 * *holes; i += 2) {\r
11554       stringptr = readline(inputline, polyfile, polyfilename);\r
11555       stringptr = findfield(stringptr);\r
11556       if (*stringptr == '\0') {\r
11557         printf("Error:  Hole %d has no x coordinate.\n",\r
11558                firstnumber + (i >> 1));\r
11559         exit(1);\r
11560       } else {\r
11561         holelist[i] = (REAL) strtod(stringptr, &stringptr);\r
11562       }\r
11563       stringptr = findfield(stringptr);\r
11564       if (*stringptr == '\0') {\r
11565         printf("Error:  Hole %d has no y coordinate.\n",\r
11566                firstnumber + (i >> 1));\r
11567         exit(1);\r
11568       } else {\r
11569         holelist[i + 1] = (REAL) strtod(stringptr, &stringptr);\r
11570       }\r
11571     }\r
11572   } else {\r
11573     *hlist = (REAL *) NULL;\r
11574   }\r
11575 \r
11576 #ifndef CDT_ONLY\r
11577   if ((regionattrib || vararea) && !refine) {\r
11578     /* Read the area constraints. */\r
11579     stringptr = readline(inputline, polyfile, polyfilename);\r
11580     *regions = (int) strtol (stringptr, &stringptr, 0);\r
11581     if (*regions > 0) {\r
11582       regionlist = (REAL *) malloc(4 * *regions * sizeof(REAL));\r
11583       *rlist = regionlist;\r
11584       if (regionlist == (REAL *) NULL) {\r
11585         printf("Error:  Out of memory.\n");\r
11586         exit(1);\r
11587       }\r
11588       index = 0;\r
11589       for (i = 0; i < *regions; i++) {\r
11590         stringptr = readline(inputline, polyfile, polyfilename);\r
11591         stringptr = findfield(stringptr);\r
11592         if (*stringptr == '\0') {\r
11593           printf("Error:  Region %d has no x coordinate.\n",\r
11594                  firstnumber + i);\r
11595           exit(1);\r
11596         } else {\r
11597           regionlist[index++] = (REAL) strtod(stringptr, &stringptr);\r
11598         }\r
11599         stringptr = findfield(stringptr);\r
11600         if (*stringptr == '\0') {\r
11601           printf("Error:  Region %d has no y coordinate.\n",\r
11602                  firstnumber + i);\r
11603           exit(1);\r
11604         } else {\r
11605           regionlist[index++] = (REAL) strtod(stringptr, &stringptr);\r
11606         }\r
11607         stringptr = findfield(stringptr);\r
11608         if (*stringptr == '\0') {\r
11609           printf(\r
11610             "Error:  Region %d has no region attribute or area constraint.\n",\r
11611                  firstnumber + i);\r
11612           exit(1);\r
11613         } else {\r
11614           regionlist[index++] = (REAL) strtod(stringptr, &stringptr);\r
11615         }\r
11616         stringptr = findfield(stringptr);\r
11617         if (*stringptr == '\0') {\r
11618           regionlist[index] = regionlist[index - 1];\r
11619         } else {\r
11620           regionlist[index] = (REAL) strtod(stringptr, &stringptr);\r
11621         }\r
11622         index++;\r
11623       }\r
11624     }\r
11625   } else {\r
11626     /* Set `*regions' to zero to avoid an accidental free() later. */\r
11627     *regions = 0;\r
11628     *rlist = (REAL *) NULL;\r
11629   }\r
11630 #endif /* not CDT_ONLY */\r
11631 \r
11632   fclose(polyfile);\r
11633 }\r
11634 \r
11635 #endif /* not TRILIBRARY */\r
11636 \r
11637 /*****************************************************************************/\r
11638 /*                                                                           */\r
11639 /*  finishfile()   Write the command line to the output file so the user     */\r
11640 /*                 can remember how the file was generated.  Close the file. */\r
11641 /*                                                                           */\r
11642 /*****************************************************************************/\r
11643 \r
11644 #ifndef TRILIBRARY\r
11645 \r
11646 void finishfile(outfile, argc, argv)\r
11647 FILE *outfile;\r
11648 int argc;\r
11649 char **argv;\r
11650 {\r
11651   int i;\r
11652 \r
11653   fprintf(outfile, "# Generated by");\r
11654   for (i = 0; i < argc; i++) {\r
11655     fprintf(outfile, " ");\r
11656     fputs(argv[i], outfile);\r
11657   }\r
11658   fprintf(outfile, "\n");\r
11659   fclose(outfile);\r
11660 }\r
11661 \r
11662 #endif /* not TRILIBRARY */\r
11663 \r
11664 /*****************************************************************************/\r
11665 /*                                                                           */\r
11666 /*  writenodes()   Number the points and write them to a .node file.         */\r
11667 /*                                                                           */\r
11668 /*  To save memory, the point numbers are written over the shell markers     */\r
11669 /*  after the points are written to a file.                                  */\r
11670 /*                                                                           */\r
11671 /*****************************************************************************/\r
11672 \r
11673 #ifdef TRILIBRARY\r
11674 \r
11675 void writenodes(pointlist, pointattriblist, pointmarkerlist)\r
11676 REAL **pointlist;\r
11677 REAL **pointattriblist;\r
11678 int **pointmarkerlist;\r
11679 \r
11680 #else /* not TRILIBRARY */\r
11681 \r
11682 void writenodes(nodefilename, argc, argv)\r
11683 char *nodefilename;\r
11684 int argc;\r
11685 char **argv;\r
11686 \r
11687 #endif /* not TRILIBRARY */\r
11688 \r
11689 {\r
11690 #ifdef TRILIBRARY\r
11691   REAL *plist;\r
11692   REAL *palist;\r
11693   int *pmlist;\r
11694   int coordindex;\r
11695   int attribindex;\r
11696 #else /* not TRILIBRARY */\r
11697   FILE *outfile;\r
11698 #endif /* not TRILIBRARY */\r
11699   point pointloop;\r
11700   int pointnumber;\r
11701   int i;\r
11702 \r
11703 #ifdef TRILIBRARY\r
11704   if (!quiet) {\r
11705     printf("Writing points.\n");\r
11706   }\r
11707   /* Allocate memory for output points if necessary. */\r
11708   if (*pointlist == (REAL *) NULL) {\r
11709     *pointlist = (REAL *) malloc(points.items * 2 * sizeof(REAL));\r
11710     if (*pointlist == (REAL *) NULL) {\r
11711       printf("Error:  Out of memory.\n");\r
11712       exit(1);\r
11713     }\r
11714   }\r
11715   /* Allocate memory for output point attributes if necessary. */\r
11716   if ((nextras > 0) && (*pointattriblist == (REAL *) NULL)) {\r
11717     *pointattriblist = (REAL *) malloc(points.items * nextras * sizeof(REAL));\r
11718     if (*pointattriblist == (REAL *) NULL) {\r
11719       printf("Error:  Out of memory.\n");\r
11720       exit(1);\r
11721     }\r
11722   }\r
11723   /* Allocate memory for output point markers if necessary. */\r
11724   if (!nobound && (*pointmarkerlist == (int *) NULL)) {\r
11725     *pointmarkerlist = (int *) malloc(points.items * sizeof(int));\r
11726     if (*pointmarkerlist == (int *) NULL) {\r
11727       printf("Error:  Out of memory.\n");\r
11728       exit(1);\r
11729     }\r
11730   }\r
11731   plist = *pointlist;\r
11732   palist = *pointattriblist;\r
11733   pmlist = *pointmarkerlist;\r
11734   coordindex = 0;\r
11735   attribindex = 0;\r
11736 #else /* not TRILIBRARY */\r
11737   if (!quiet) {\r
11738     printf("Writing %s.\n", nodefilename);\r
11739   }\r
11740   outfile = fopen(nodefilename, "w");\r
11741   if (outfile == (FILE *) NULL) {\r
11742     printf("  Error:  Cannot create file %s.\n", nodefilename);\r
11743     exit(1);\r
11744   }\r
11745   /* Number of points, number of dimensions, number of point attributes, */\r
11746   /*   and number of boundary markers (zero or one).                     */\r
11747   fprintf(outfile, "%ld  %d  %d  %d\n", points.items, mesh_dim, nextras,\r
11748           1 - nobound);\r
11749 #endif /* not TRILIBRARY */\r
11750 \r
11751   traversalinit(&points);\r
11752   pointloop = pointtraverse();\r
11753   pointnumber = firstnumber;\r
11754   while (pointloop != (point) NULL) {\r
11755 #ifdef TRILIBRARY\r
11756     /* X and y coordinates. */\r
11757     plist[coordindex++] = pointloop[0];\r
11758     plist[coordindex++] = pointloop[1];\r
11759     /* Point attributes. */\r
11760     for (i = 0; i < nextras; i++) {\r
11761       palist[attribindex++] = pointloop[2 + i];\r
11762     }\r
11763     if (!nobound) {\r
11764       /* Copy the boundary marker. */\r
11765       pmlist[pointnumber - firstnumber] = pointmark(pointloop);\r
11766     }\r
11767 #else /* not TRILIBRARY */\r
11768     /* Point number, x and y coordinates. */\r
11769     fprintf(outfile, "%4d    %.17g  %.17g", pointnumber, pointloop[0],\r
11770             pointloop[1]);\r
11771     for (i = 0; i < nextras; i++) {\r
11772       /* Write an attribute. */\r
11773       fprintf(outfile, "  %.17g", pointloop[i + 2]);\r
11774     }\r
11775     if (nobound) {\r
11776       fprintf(outfile, "\n");\r
11777     } else {\r
11778       /* Write the boundary marker. */\r
11779       fprintf(outfile, "    %d\n", pointmark(pointloop));\r
11780     }\r
11781 #endif /* not TRILIBRARY */\r
11782 \r
11783     setpointmark(pointloop, pointnumber);\r
11784     pointloop = pointtraverse();\r
11785     pointnumber++;\r
11786   }\r
11787 \r
11788 #ifndef TRILIBRARY\r
11789   finishfile(outfile, argc, argv);\r
11790 #endif /* not TRILIBRARY */\r
11791 }\r
11792 \r
11793 /*****************************************************************************/\r
11794 /*                                                                           */\r
11795 /*  numbernodes()   Number the points.                                       */\r
11796 /*                                                                           */\r
11797 /*  Each point is assigned a marker equal to its number.                     */\r
11798 /*                                                                           */\r
11799 /*  Used when writenodes() is not called because no .node file is written.   */\r
11800 /*                                                                           */\r
11801 /*****************************************************************************/\r
11802 \r
11803 void numbernodes()\r
11804 {\r
11805   point pointloop;\r
11806   int pointnumber;\r
11807 \r
11808   traversalinit(&points);\r
11809   pointloop = pointtraverse();\r
11810   pointnumber = firstnumber;\r
11811   while (pointloop != (point) NULL) {\r
11812     setpointmark(pointloop, pointnumber);\r
11813     pointloop = pointtraverse();\r
11814     pointnumber++;\r
11815   }\r
11816 }\r
11817 \r
11818 /*****************************************************************************/\r
11819 /*                                                                           */\r
11820 /*  writeelements()   Write the triangles to an .ele file.                   */\r
11821 /*                                                                           */\r
11822 /*****************************************************************************/\r
11823 \r
11824 #ifdef TRILIBRARY\r
11825 \r
11826 void writeelements(trianglelist, triangleattriblist)\r
11827 int **trianglelist;\r
11828 REAL **triangleattriblist;\r
11829 \r
11830 #else /* not TRILIBRARY */\r
11831 \r
11832 void writeelements(elefilename, argc, argv)\r
11833 char *elefilename;\r
11834 int argc;\r
11835 char **argv;\r
11836 \r
11837 #endif /* not TRILIBRARY */\r
11838 \r
11839 {\r
11840 #ifdef TRILIBRARY\r
11841   int *tlist;\r
11842   REAL *talist;\r
11843   int pointindex;\r
11844   int attribindex;\r
11845 #else /* not TRILIBRARY */\r
11846   FILE *outfile;\r
11847 #endif /* not TRILIBRARY */\r
11848   struct triedge triangleloop;\r
11849   point p1, p2, p3;\r
11850   point mid1, mid2, mid3;\r
11851   int elementnumber;\r
11852   int i;\r
11853 \r
11854 #ifdef TRILIBRARY\r
11855   if (!quiet) {\r
11856     printf("Writing triangles.\n");\r
11857   }\r
11858   /* Allocate memory for output triangles if necessary. */\r
11859   if (*trianglelist == (int *) NULL) {\r
11860     *trianglelist = (int *) malloc(triangles.items *\r
11861                                ((order + 1) * (order + 2) / 2) * sizeof(int));\r
11862     if (*trianglelist == (int *) NULL) {\r
11863       printf("Error:  Out of memory.\n");\r
11864       exit(1);\r
11865     }\r
11866   }\r
11867   /* Allocate memory for output triangle attributes if necessary. */\r
11868   if ((eextras > 0) && (*triangleattriblist == (REAL *) NULL)) {\r
11869     *triangleattriblist = (REAL *) malloc(triangles.items * eextras *\r
11870                                           sizeof(REAL));\r
11871     if (*triangleattriblist == (REAL *) NULL) {\r
11872       printf("Error:  Out of memory.\n");\r
11873       exit(1);\r
11874     }\r
11875   }\r
11876   tlist = *trianglelist;\r
11877   talist = *triangleattriblist;\r
11878   pointindex = 0;\r
11879   attribindex = 0;\r
11880 #else /* not TRILIBRARY */\r
11881   if (!quiet) {\r
11882     printf("Writing %s.\n", elefilename);\r
11883   }\r
11884   outfile = fopen(elefilename, "w");\r
11885   if (outfile == (FILE *) NULL) {\r
11886     printf("  Error:  Cannot create file %s.\n", elefilename);\r
11887     exit(1);\r
11888   }\r
11889   /* Number of triangles, points per triangle, attributes per triangle. */\r
11890   fprintf(outfile, "%ld  %d  %d\n", triangles.items,\r
11891           (order + 1) * (order + 2) / 2, eextras);\r
11892 #endif /* not TRILIBRARY */\r
11893 \r
11894   traversalinit(&triangles);\r
11895   triangleloop.tri = triangletraverse();\r
11896   triangleloop.orient = 0;\r
11897   elementnumber = firstnumber;\r
11898   while (triangleloop.tri != (triangle *) NULL) {\r
11899     org(triangleloop, p1);\r
11900     dest(triangleloop, p2);\r
11901     apex(triangleloop, p3);\r
11902     if (order == 1) {\r
11903 #ifdef TRILIBRARY\r
11904       tlist[pointindex++] = pointmark(p1);\r
11905       tlist[pointindex++] = pointmark(p2);\r
11906       tlist[pointindex++] = pointmark(p3);\r
11907 #else /* not TRILIBRARY */\r
11908       /* Triangle number, indices for three points. */\r
11909       fprintf(outfile, "%4d    %4d  %4d  %4d", elementnumber,\r
11910               pointmark(p1), pointmark(p2), pointmark(p3));\r
11911 #endif /* not TRILIBRARY */\r
11912     } else {\r
11913       mid1 = (point) triangleloop.tri[highorderindex + 1];\r
11914       mid2 = (point) triangleloop.tri[highorderindex + 2];\r
11915       mid3 = (point) triangleloop.tri[highorderindex];\r
11916 #ifdef TRILIBRARY\r
11917       tlist[pointindex++] = pointmark(p1);\r
11918       tlist[pointindex++] = pointmark(p2);\r
11919       tlist[pointindex++] = pointmark(p3);\r
11920       tlist[pointindex++] = pointmark(mid1);\r
11921       tlist[pointindex++] = pointmark(mid2);\r
11922       tlist[pointindex++] = pointmark(mid3);\r
11923 #else /* not TRILIBRARY */\r
11924       /* Triangle number, indices for six points. */\r
11925       fprintf(outfile, "%4d    %4d  %4d  %4d  %4d  %4d  %4d", elementnumber,\r
11926               pointmark(p1), pointmark(p2), pointmark(p3), pointmark(mid1),\r
11927               pointmark(mid2), pointmark(mid3));\r
11928 #endif /* not TRILIBRARY */\r
11929     }\r
11930 \r
11931 #ifdef TRILIBRARY\r
11932     for (i = 0; i < eextras; i++) {\r
11933       talist[attribindex++] = elemattribute(triangleloop, i);\r
11934     }\r
11935 #else /* not TRILIBRARY */\r
11936     for (i = 0; i < eextras; i++) {\r
11937       fprintf(outfile, "  %.17g", elemattribute(triangleloop, i));\r
11938     }\r
11939     fprintf(outfile, "\n");\r
11940 #endif /* not TRILIBRARY */\r
11941 \r
11942     triangleloop.tri = triangletraverse();\r
11943     elementnumber++;\r
11944   }\r
11945 \r
11946 #ifndef TRILIBRARY\r
11947   finishfile(outfile, argc, argv);\r
11948 #endif /* not TRILIBRARY */\r
11949 }\r
11950 \r
11951 /*****************************************************************************/\r
11952 /*                                                                           */\r
11953 /*  writepoly()   Write the segments and holes to a .poly file.              */\r
11954 /*                                                                           */\r
11955 /*****************************************************************************/\r
11956 \r
11957 #ifdef TRILIBRARY\r
11958 \r
11959 void writepoly(segmentlist, segmentmarkerlist)\r
11960 int **segmentlist;\r
11961 int **segmentmarkerlist;\r
11962 \r
11963 #else /* not TRILIBRARY */\r
11964 \r
11965 void writepoly(polyfilename, holelist, holes, regionlist, regions, argc, argv)\r
11966 char *polyfilename;\r
11967 REAL *holelist;\r
11968 int holes;\r
11969 REAL *regionlist;\r
11970 int regions;\r
11971 int argc;\r
11972 char **argv;\r
11973 \r
11974 #endif /* not TRILIBRARY */\r
11975 \r
11976 {\r
11977 #ifdef TRILIBRARY\r
11978   int *slist;\r
11979   int *smlist;\r
11980   int index;\r
11981 #else /* not TRILIBRARY */\r
11982   FILE *outfile;\r
11983   int i;\r
11984 #endif /* not TRILIBRARY */\r
11985   struct edge shelleloop;\r
11986   point endpoint1, endpoint2;\r
11987   int shellenumber;\r
11988 \r
11989 #ifdef TRILIBRARY\r
11990   if (!quiet) {\r
11991     printf("Writing segments.\n");\r
11992   }\r
11993   /* Allocate memory for output segments if necessary. */\r
11994   if (*segmentlist == (int *) NULL) {\r
11995     *segmentlist = (int *) malloc(shelles.items * 2 * sizeof(int));\r
11996     if (*segmentlist == (int *) NULL) {\r
11997       printf("Error:  Out of memory.\n");\r
11998       exit(1);\r
11999     }\r
12000   }\r
12001   /* Allocate memory for output segment markers if necessary. */\r
12002   if (!nobound && (*segmentmarkerlist == (int *) NULL)) {\r
12003     *segmentmarkerlist = (int *) malloc(shelles.items * sizeof(int));\r
12004     if (*segmentmarkerlist == (int *) NULL) {\r
12005       printf("Error:  Out of memory.\n");\r
12006       exit(1);\r
12007     }\r
12008   }\r
12009   slist = *segmentlist;\r
12010   smlist = *segmentmarkerlist;\r
12011   index = 0;\r
12012 #else /* not TRILIBRARY */\r
12013   if (!quiet) {\r
12014     printf("Writing %s.\n", polyfilename);\r
12015   }\r
12016   outfile = fopen(polyfilename, "w");\r
12017   if (outfile == (FILE *) NULL) {\r
12018     printf("  Error:  Cannot create file %s.\n", polyfilename);\r
12019     exit(1);\r
12020   }\r
12021   /* The zero indicates that the points are in a separate .node file. */\r
12022   /*   Followed by number of dimensions, number of point attributes,  */\r
12023   /*   and number of boundary markers (zero or one).                  */\r
12024   fprintf(outfile, "%d  %d  %d  %d\n", 0, mesh_dim, nextras, 1 - nobound);\r
12025   /* Number of segments, number of boundary markers (zero or one). */\r
12026   fprintf(outfile, "%ld  %d\n", shelles.items, 1 - nobound);\r
12027 #endif /* not TRILIBRARY */\r
12028 \r
12029   traversalinit(&shelles);\r
12030   shelleloop.sh = shelletraverse();\r
12031   shelleloop.shorient = 0;\r
12032   shellenumber = firstnumber;\r
12033   while (shelleloop.sh != (shelle *) NULL) {\r
12034     sorg(shelleloop, endpoint1);\r
12035     sdest(shelleloop, endpoint2);\r
12036 #ifdef TRILIBRARY\r
12037     /* Copy indices of the segment's two endpoints. */\r
12038     slist[index++] = pointmark(endpoint1);\r
12039     slist[index++] = pointmark(endpoint2);\r
12040     if (!nobound) {\r
12041       /* Copy the boundary marker. */\r
12042       smlist[shellenumber - firstnumber] = mark(shelleloop);\r
12043     }\r
12044 #else /* not TRILIBRARY */\r
12045     /* Segment number, indices of its two endpoints, and possibly a marker. */\r
12046     if (nobound) {\r
12047       fprintf(outfile, "%4d    %4d  %4d\n", shellenumber,\r
12048               pointmark(endpoint1), pointmark(endpoint2));\r
12049     } else {\r
12050       fprintf(outfile, "%4d    %4d  %4d    %4d\n", shellenumber,\r
12051               pointmark(endpoint1), pointmark(endpoint2), mark(shelleloop));\r
12052     }\r
12053 #endif /* not TRILIBRARY */\r
12054 \r
12055     shelleloop.sh = shelletraverse();\r
12056     shellenumber++;\r
12057   }\r
12058 \r
12059 #ifndef TRILIBRARY\r
12060 #ifndef CDT_ONLY\r
12061   fprintf(outfile, "%d\n", holes);\r
12062   if (holes > 0) {\r
12063     for (i = 0; i < holes; i++) {\r
12064       /* Hole number, x and y coordinates. */\r
12065       fprintf(outfile, "%4d   %.17g  %.17g\n", firstnumber + i,\r
12066               holelist[2 * i], holelist[2 * i + 1]);\r
12067     }\r
12068   }\r
12069   if (regions > 0) {\r
12070     fprintf(outfile, "%d\n", regions);\r
12071     for (i = 0; i < regions; i++) {\r
12072       /* Region number, x and y coordinates, attribute, maximum area. */\r
12073       fprintf(outfile, "%4d   %.17g  %.17g  %.17g  %.17g\n", firstnumber + i,\r
12074               regionlist[4 * i], regionlist[4 * i + 1],\r
12075               regionlist[4 * i + 2], regionlist[4 * i + 3]);\r
12076     }\r
12077   }\r
12078 #endif /* not CDT_ONLY */\r
12079 \r
12080   finishfile(outfile, argc, argv);\r
12081 #endif /* not TRILIBRARY */\r
12082 }\r
12083 \r
12084 /*****************************************************************************/\r
12085 /*                                                                           */\r
12086 /*  writeedges()   Write the edges to a .edge file.                          */\r
12087 /*                                                                           */\r
12088 /*****************************************************************************/\r
12089 \r
12090 #ifdef TRILIBRARY\r
12091 \r
12092 void writeedges(edgelist, edgemarkerlist)\r
12093 int **edgelist;\r
12094 int **edgemarkerlist;\r
12095 \r
12096 #else /* not TRILIBRARY */\r
12097 \r
12098 void writeedges(edgefilename, argc, argv)\r
12099 char *edgefilename;\r
12100 int argc;\r
12101 char **argv;\r
12102 \r
12103 #endif /* not TRILIBRARY */\r
12104 \r
12105 {\r
12106 #ifdef TRILIBRARY\r
12107   int *elist;\r
12108   int *emlist;\r
12109   int index;\r
12110 #else /* not TRILIBRARY */\r
12111   FILE *outfile;\r
12112 #endif /* not TRILIBRARY */\r
12113   struct triedge triangleloop, trisym;\r
12114   struct edge checkmark;\r
12115   point p1, p2;\r
12116   int edgenumber;\r
12117   triangle ptr;                         /* Temporary variable used by sym(). */\r
12118   shelle sptr;                      /* Temporary variable used by tspivot(). */\r
12119 \r
12120 #ifdef TRILIBRARY\r
12121   if (!quiet) {\r
12122     printf("Writing edges.\n");\r
12123   }\r
12124   /* Allocate memory for edges if necessary. */\r
12125   if (*edgelist == (int *) NULL) {\r
12126     *edgelist = (int *) malloc(edges * 2 * sizeof(int));\r
12127     if (*edgelist == (int *) NULL) {\r
12128       printf("Error:  Out of memory.\n");\r
12129       exit(1);\r
12130     }\r
12131   }\r
12132   /* Allocate memory for edge markers if necessary. */\r
12133   if (!nobound && (*edgemarkerlist == (int *) NULL)) {\r
12134     *edgemarkerlist = (int *) malloc(edges * sizeof(int));\r
12135     if (*edgemarkerlist == (int *) NULL) {\r
12136       printf("Error:  Out of memory.\n");\r
12137       exit(1);\r
12138     }\r
12139   }\r
12140   elist = *edgelist;\r
12141   emlist = *edgemarkerlist;\r
12142   index = 0;\r
12143 #else /* not TRILIBRARY */\r
12144   if (!quiet) {\r
12145     printf("Writing %s.\n", edgefilename);\r
12146   }\r
12147   outfile = fopen(edgefilename, "w");\r
12148   if (outfile == (FILE *) NULL) {\r
12149     printf("  Error:  Cannot create file %s.\n", edgefilename);\r
12150     exit(1);\r
12151   }\r
12152   /* Number of edges, number of boundary markers (zero or one). */\r
12153   fprintf(outfile, "%ld  %d\n", edges, 1 - nobound);\r
12154 #endif /* not TRILIBRARY */\r
12155 \r
12156   traversalinit(&triangles);\r
12157   triangleloop.tri = triangletraverse();\r
12158   edgenumber = firstnumber;\r
12159   /* To loop over the set of edges, loop over all triangles, and look at   */\r
12160   /*   the three edges of each triangle.  If there isn't another triangle  */\r
12161   /*   adjacent to the edge, operate on the edge.  If there is another     */\r
12162   /*   adjacent triangle, operate on the edge only if the current triangle */\r
12163   /*   has a smaller pointer than its neighbor.  This way, each edge is    */\r
12164   /*   considered only once.                                               */\r
12165   while (triangleloop.tri != (triangle *) NULL) {\r
12166     for (triangleloop.orient = 0; triangleloop.orient < 3;\r
12167          triangleloop.orient++) {\r
12168       sym(triangleloop, trisym);\r
12169       if ((triangleloop.tri < trisym.tri) || (trisym.tri == dummytri)) {\r
12170         org(triangleloop, p1);\r
12171         dest(triangleloop, p2);\r
12172 #ifdef TRILIBRARY\r
12173         elist[index++] = pointmark(p1);\r
12174         elist[index++] = pointmark(p2);\r
12175 #endif /* TRILIBRARY */\r
12176         if (nobound) {\r
12177 #ifndef TRILIBRARY\r
12178           /* Edge number, indices of two endpoints. */\r
12179           fprintf(outfile, "%4d   %d  %d\n", edgenumber,\r
12180                   pointmark(p1), pointmark(p2));\r
12181 #endif /* not TRILIBRARY */\r
12182         } else {\r
12183           /* Edge number, indices of two endpoints, and a boundary marker. */\r
12184           /*   If there's no shell edge, the boundary marker is zero.      */\r
12185           if (useshelles) {\r
12186             tspivot(triangleloop, checkmark);\r
12187             if (checkmark.sh == dummysh) {\r
12188 #ifdef TRILIBRARY\r
12189               emlist[edgenumber - firstnumber] = 0;\r
12190 #else /* not TRILIBRARY */\r
12191               fprintf(outfile, "%4d   %d  %d  %d\n", edgenumber,\r
12192                       pointmark(p1), pointmark(p2), 0);\r
12193 #endif /* not TRILIBRARY */\r
12194             } else {\r
12195 #ifdef TRILIBRARY\r
12196               emlist[edgenumber - firstnumber] = mark(checkmark);\r
12197 #else /* not TRILIBRARY */\r
12198               fprintf(outfile, "%4d   %d  %d  %d\n", edgenumber,\r
12199                       pointmark(p1), pointmark(p2), mark(checkmark));\r
12200 #endif /* not TRILIBRARY */\r
12201             }\r
12202           } else {\r
12203 #ifdef TRILIBRARY\r
12204             emlist[edgenumber - firstnumber] = trisym.tri == dummytri;\r
12205 #else /* not TRILIBRARY */\r
12206             fprintf(outfile, "%4d   %d  %d  %d\n", edgenumber,\r
12207                     pointmark(p1), pointmark(p2), trisym.tri == dummytri);\r
12208 #endif /* not TRILIBRARY */\r
12209           }\r
12210         }\r
12211         edgenumber++;\r
12212       }\r
12213     }\r
12214     triangleloop.tri = triangletraverse();\r
12215   }\r
12216 \r
12217 #ifndef TRILIBRARY\r
12218   finishfile(outfile, argc, argv);\r
12219 #endif /* not TRILIBRARY */\r
12220 }\r
12221 \r
12222 /*****************************************************************************/\r
12223 /*                                                                           */\r
12224 /*  writevoronoi()   Write the Voronoi diagram to a .v.node and .v.edge      */\r
12225 /*                   file.                                                   */\r
12226 /*                                                                           */\r
12227 /*  The Voronoi diagram is the geometric dual of the Delaunay triangulation. */\r
12228 /*  Hence, the Voronoi vertices are listed by traversing the Delaunay        */\r
12229 /*  triangles, and the Voronoi edges are listed by traversing the Delaunay   */\r
12230 /*  edges.                                                                   */\r
12231 /*                                                                           */\r
12232 /*  WARNING:  In order to assign numbers to the Voronoi vertices, this       */\r
12233 /*  procedure messes up the shell edges or the extra nodes of every          */\r
12234 /*  element.  Hence, you should call this procedure last.                    */\r
12235 /*                                                                           */\r
12236 /*****************************************************************************/\r
12237 \r
12238 #ifdef TRILIBRARY\r
12239 \r
12240 void writevoronoi(vpointlist, vpointattriblist, vpointmarkerlist, vedgelist,\r
12241                   vedgemarkerlist, vnormlist)\r
12242 REAL **vpointlist;\r
12243 REAL **vpointattriblist;\r
12244 int **vpointmarkerlist;\r
12245 int **vedgelist;\r
12246 int **vedgemarkerlist;\r
12247 REAL **vnormlist;\r
12248 \r
12249 #else /* not TRILIBRARY */\r
12250 \r
12251 void writevoronoi(vnodefilename, vedgefilename, argc, argv)\r
12252 char *vnodefilename;\r
12253 char *vedgefilename;\r
12254 int argc;\r
12255 char **argv;\r
12256 \r
12257 #endif /* not TRILIBRARY */\r
12258 \r
12259 {\r
12260 #ifdef TRILIBRARY\r
12261   REAL *plist;\r
12262   REAL *palist;\r
12263   int *elist;\r
12264   REAL *normlist;\r
12265   int coordindex;\r
12266   int attribindex;\r
12267 #else /* not TRILIBRARY */\r
12268   FILE *outfile;\r
12269 #endif /* not TRILIBRARY */\r
12270   struct triedge triangleloop, trisym;\r
12271   point torg, tdest, tapex;\r
12272   REAL circumcenter[2];\r
12273   REAL xi, eta;\r
12274   int vnodenumber, vedgenumber;\r
12275   int p1, p2;\r
12276   int i;\r
12277   triangle ptr;                         /* Temporary variable used by sym(). */\r
12278 \r
12279 #ifdef TRILIBRARY\r
12280   if (!quiet) {\r
12281     printf("Writing Voronoi vertices.\n");\r
12282   }\r
12283   /* Allocate memory for Voronoi vertices if necessary. */\r
12284   if (*vpointlist == (REAL *) NULL) {\r
12285     *vpointlist = (REAL *) malloc(triangles.items * 2 * sizeof(REAL));\r
12286     if (*vpointlist == (REAL *) NULL) {\r
12287       printf("Error:  Out of memory.\n");\r
12288       exit(1);\r
12289     }\r
12290   }\r
12291   /* Allocate memory for Voronoi vertex attributes if necessary. */\r
12292   if (*vpointattriblist == (REAL *) NULL) {\r
12293     *vpointattriblist = (REAL *) malloc(triangles.items * nextras *\r
12294                                         sizeof(REAL));\r
12295     if (*vpointattriblist == (REAL *) NULL) {\r
12296       printf("Error:  Out of memory.\n");\r
12297       exit(1);\r
12298     }\r
12299   }\r
12300   *vpointmarkerlist = (int *) NULL;\r
12301   plist = *vpointlist;\r
12302   palist = *vpointattriblist;\r
12303   coordindex = 0;\r
12304   attribindex = 0;\r
12305 #else /* not TRILIBRARY */\r
12306   if (!quiet) {\r
12307     printf("Writing %s.\n", vnodefilename);\r
12308   }\r
12309   outfile = fopen(vnodefilename, "w");\r
12310   if (outfile == (FILE *) NULL) {\r
12311     printf("  Error:  Cannot create file %s.\n", vnodefilename);\r
12312     exit(1);\r
12313   }\r
12314   /* Number of triangles, two dimensions, number of point attributes, */\r
12315   /*   zero markers.                                                  */\r
12316   fprintf(outfile, "%ld  %d  %d  %d\n", triangles.items, 2, nextras, 0);\r
12317 #endif /* not TRILIBRARY */\r
12318 \r
12319   traversalinit(&triangles);\r
12320   triangleloop.tri = triangletraverse();\r
12321   triangleloop.orient = 0;\r
12322   vnodenumber = firstnumber;\r
12323   while (triangleloop.tri != (triangle *) NULL) {\r
12324     org(triangleloop, torg);\r
12325     dest(triangleloop, tdest);\r
12326     apex(triangleloop, tapex);\r
12327     findcircumcenter(torg, tdest, tapex, circumcenter, &xi, &eta);\r
12328 #ifdef TRILIBRARY\r
12329     /* X and y coordinates. */\r
12330     plist[coordindex++] = circumcenter[0];\r
12331     plist[coordindex++] = circumcenter[1];\r
12332     for (i = 2; i < 2 + nextras; i++) {\r
12333       /* Interpolate the point attributes at the circumcenter. */\r
12334       palist[attribindex++] = torg[i] + xi * (tdest[i] - torg[i])\r
12335                                      + eta * (tapex[i] - torg[i]);\r
12336     }\r
12337 #else /* not TRILIBRARY */\r
12338     /* Voronoi vertex number, x and y coordinates. */\r
12339     fprintf(outfile, "%4d    %.17g  %.17g", vnodenumber, circumcenter[0],\r
12340             circumcenter[1]);\r
12341     for (i = 2; i < 2 + nextras; i++) {\r
12342       /* Interpolate the point attributes at the circumcenter. */\r
12343       fprintf(outfile, "  %.17g", torg[i] + xi * (tdest[i] - torg[i])\r
12344                                          + eta * (tapex[i] - torg[i]));\r
12345     }\r
12346     fprintf(outfile, "\n");\r
12347 #endif /* not TRILIBRARY */\r
12348 \r
12349     * (int *) (triangleloop.tri + 6) = vnodenumber;\r
12350     triangleloop.tri = triangletraverse();\r
12351     vnodenumber++;\r
12352   }\r
12353 \r
12354 #ifndef TRILIBRARY\r
12355   finishfile(outfile, argc, argv);\r
12356 #endif /* not TRILIBRARY */\r
12357 \r
12358 #ifdef TRILIBRARY\r
12359   if (!quiet) {\r
12360     printf("Writing Voronoi edges.\n");\r
12361   }\r
12362   /* Allocate memory for output Voronoi edges if necessary. */\r
12363   if (*vedgelist == (int *) NULL) {\r
12364     *vedgelist = (int *) malloc(edges * 2 * sizeof(int));\r
12365     if (*vedgelist == (int *) NULL) {\r
12366       printf("Error:  Out of memory.\n");\r
12367       exit(1);\r
12368     }\r
12369   }\r
12370   *vedgemarkerlist = (int *) NULL;\r
12371   /* Allocate memory for output Voronoi norms if necessary. */\r
12372   if (*vnormlist == (REAL *) NULL) {\r
12373     *vnormlist = (REAL *) malloc(edges * 2 * sizeof(REAL));\r
12374     if (*vnormlist == (REAL *) NULL) {\r
12375       printf("Error:  Out of memory.\n");\r
12376       exit(1);\r
12377     }\r
12378   }\r
12379   elist = *vedgelist;\r
12380   normlist = *vnormlist;\r
12381   coordindex = 0;\r
12382 #else /* not TRILIBRARY */\r
12383   if (!quiet) {\r
12384     printf("Writing %s.\n", vedgefilename);\r
12385   }\r
12386   outfile = fopen(vedgefilename, "w");\r
12387   if (outfile == (FILE *) NULL) {\r
12388     printf("  Error:  Cannot create file %s.\n", vedgefilename);\r
12389     exit(1);\r
12390   }\r
12391   /* Number of edges, zero boundary markers. */\r
12392   fprintf(outfile, "%ld  %d\n", edges, 0);\r
12393 #endif /* not TRILIBRARY */\r
12394 \r
12395   traversalinit(&triangles);\r
12396   triangleloop.tri = triangletraverse();\r
12397   vedgenumber = firstnumber;\r
12398   /* To loop over the set of edges, loop over all triangles, and look at   */\r
12399   /*   the three edges of each triangle.  If there isn't another triangle  */\r
12400   /*   adjacent to the edge, operate on the edge.  If there is another     */\r
12401   /*   adjacent triangle, operate on the edge only if the current triangle */\r
12402   /*   has a smaller pointer than its neighbor.  This way, each edge is    */\r
12403   /*   considered only once.                                               */\r
12404   while (triangleloop.tri != (triangle *) NULL) {\r
12405     for (triangleloop.orient = 0; triangleloop.orient < 3;\r
12406          triangleloop.orient++) {\r
12407       sym(triangleloop, trisym);\r
12408       if ((triangleloop.tri < trisym.tri) || (trisym.tri == dummytri)) {\r
12409         /* Find the number of this triangle (and Voronoi vertex). */\r
12410         p1 = * (int *) (triangleloop.tri + 6);\r
12411         if (trisym.tri == dummytri) {\r
12412           org(triangleloop, torg);\r
12413           dest(triangleloop, tdest);\r
12414 #ifdef TRILIBRARY\r
12415           /* Copy an infinite ray.  Index of one endpoint, and -1. */\r
12416           elist[coordindex] = p1;\r
12417           normlist[coordindex++] = tdest[1] - torg[1];\r
12418           elist[coordindex] = -1;\r
12419           normlist[coordindex++] = torg[0] - tdest[0];\r
12420 #else /* not TRILIBRARY */\r
12421           /* Write an infinite ray.  Edge number, index of one endpoint, -1, */\r
12422           /*   and x and y coordinates of a vector representing the          */\r
12423           /*   direction of the ray.                                         */\r
12424           fprintf(outfile, "%4d   %d  %d   %.17g  %.17g\n", vedgenumber,\r
12425                   p1, -1, tdest[1] - torg[1], torg[0] - tdest[0]);\r
12426 #endif /* not TRILIBRARY */\r
12427         } else {\r
12428           /* Find the number of the adjacent triangle (and Voronoi vertex). */\r
12429           p2 = * (int *) (trisym.tri + 6);\r
12430           /* Finite edge.  Write indices of two endpoints. */\r
12431 #ifdef TRILIBRARY\r
12432           elist[coordindex] = p1;\r
12433           normlist[coordindex++] = 0.0;\r
12434           elist[coordindex] = p2;\r
12435           normlist[coordindex++] = 0.0;\r
12436 #else /* not TRILIBRARY */\r
12437           fprintf(outfile, "%4d   %d  %d\n", vedgenumber, p1, p2);\r
12438 #endif /* not TRILIBRARY */\r
12439         }\r
12440         vedgenumber++;\r
12441       }\r
12442     }\r
12443     triangleloop.tri = triangletraverse();\r
12444   }\r
12445 \r
12446 #ifndef TRILIBRARY\r
12447   finishfile(outfile, argc, argv);\r
12448 #endif /* not TRILIBRARY */\r
12449 }\r
12450 \r
12451 #ifdef TRILIBRARY\r
12452 \r
12453 void writeneighbors(neighborlist)\r
12454 int **neighborlist;\r
12455 \r
12456 #else /* not TRILIBRARY */\r
12457 \r
12458 void writeneighbors(neighborfilename, argc, argv)\r
12459 char *neighborfilename;\r
12460 int argc;\r
12461 char **argv;\r
12462 \r
12463 #endif /* not TRILIBRARY */\r
12464 \r
12465 {\r
12466 #ifdef TRILIBRARY\r
12467   int *nlist;\r
12468   int index;\r
12469 #else /* not TRILIBRARY */\r
12470   FILE *outfile;\r
12471 #endif /* not TRILIBRARY */\r
12472   struct triedge triangleloop, trisym;\r
12473   int elementnumber;\r
12474   int neighbor1, neighbor2, neighbor3;\r
12475   triangle ptr;                         /* Temporary variable used by sym(). */\r
12476 \r
12477 #ifdef TRILIBRARY\r
12478   if (!quiet) {\r
12479     printf("Writing neighbors.\n");\r
12480   }\r
12481   /* Allocate memory for neighbors if necessary. */\r
12482   if (*neighborlist == (int *) NULL) {\r
12483     *neighborlist = (int *) malloc(triangles.items * 3 * sizeof(int));\r
12484     if (*neighborlist == (int *) NULL) {\r
12485       printf("Error:  Out of memory.\n");\r
12486       exit(1);\r
12487     }\r
12488   }\r
12489   nlist = *neighborlist;\r
12490   index = 0;\r
12491 #else /* not TRILIBRARY */\r
12492   if (!quiet) {\r
12493     printf("Writing %s.\n", neighborfilename);\r
12494   }\r
12495   outfile = fopen(neighborfilename, "w");\r
12496   if (outfile == (FILE *) NULL) {\r
12497     printf("  Error:  Cannot create file %s.\n", neighborfilename);\r
12498     exit(1);\r
12499   }\r
12500   /* Number of triangles, three edges per triangle. */\r
12501   fprintf(outfile, "%ld  %d\n", triangles.items, 3);\r
12502 #endif /* not TRILIBRARY */\r
12503 \r
12504   traversalinit(&triangles);\r
12505   triangleloop.tri = triangletraverse();\r
12506   triangleloop.orient = 0;\r
12507   elementnumber = firstnumber;\r
12508   while (triangleloop.tri != (triangle *) NULL) {\r
12509     * (int *) (triangleloop.tri + 6) = elementnumber;\r
12510     triangleloop.tri = triangletraverse();\r
12511     elementnumber++;\r
12512   }\r
12513   * (int *) (dummytri + 6) = -1;\r
12514 \r
12515   traversalinit(&triangles);\r
12516   triangleloop.tri = triangletraverse();\r
12517   elementnumber = firstnumber;\r
12518   while (triangleloop.tri != (triangle *) NULL) {\r
12519     triangleloop.orient = 1;\r
12520     sym(triangleloop, trisym);\r
12521     neighbor1 = * (int *) (trisym.tri + 6);\r
12522     triangleloop.orient = 2;\r
12523     sym(triangleloop, trisym);\r
12524     neighbor2 = * (int *) (trisym.tri + 6);\r
12525     triangleloop.orient = 0;\r
12526     sym(triangleloop, trisym);\r
12527     neighbor3 = * (int *) (trisym.tri + 6);\r
12528 #ifdef TRILIBRARY\r
12529     nlist[index++] = neighbor1;\r
12530     nlist[index++] = neighbor2;\r
12531     nlist[index++] = neighbor3;\r
12532 #else /* not TRILIBRARY */\r
12533     /* Triangle number, neighboring triangle numbers. */\r
12534     fprintf(outfile, "%4d    %d  %d  %d\n", elementnumber,\r
12535             neighbor1, neighbor2, neighbor3);\r
12536 #endif /* not TRILIBRARY */\r
12537 \r
12538     triangleloop.tri = triangletraverse();\r
12539     elementnumber++;\r
12540   }\r
12541 \r
12542 #ifndef TRILIBRARY\r
12543   finishfile(outfile, argc, argv);\r
12544 #endif /* TRILIBRARY */\r
12545 }\r
12546 \r
12547 /*****************************************************************************/\r
12548 /*                                                                           */\r
12549 /*  writeoff()   Write the triangulation to an .off file.                    */\r
12550 /*                                                                           */\r
12551 /*  OFF stands for the Object File Format, a format used by the Geometry     */\r
12552 /*  Center's Geomview package.                                               */\r
12553 /*                                                                           */\r
12554 /*****************************************************************************/\r
12555 \r
12556 #ifndef TRILIBRARY\r
12557 \r
12558 void writeoff(offfilename, argc, argv)\r
12559 char *offfilename;\r
12560 int argc;\r
12561 char **argv;\r
12562 {\r
12563   FILE *outfile;\r
12564   struct triedge triangleloop;\r
12565   point pointloop;\r
12566   point p1, p2, p3;\r
12567 \r
12568   if (!quiet) {\r
12569     printf("Writing %s.\n", offfilename);\r
12570   }\r
12571   outfile = fopen(offfilename, "w");\r
12572   if (outfile == (FILE *) NULL) {\r
12573     printf("  Error:  Cannot create file %s.\n", offfilename);\r
12574     exit(1);\r
12575   }\r
12576   /* Number of points, triangles, and edges. */\r
12577   fprintf(outfile, "OFF\n%ld  %ld  %ld\n", points.items, triangles.items,\r
12578           edges);\r
12579 \r
12580   /* Write the points. */\r
12581   traversalinit(&points);\r
12582   pointloop = pointtraverse();\r
12583   while (pointloop != (point) NULL) {\r
12584     /* The "0.0" is here because the OFF format uses 3D coordinates. */\r
12585     fprintf(outfile, " %.17g  %.17g  %.17g\n", pointloop[0],\r
12586             pointloop[1], 0.0);\r
12587     pointloop = pointtraverse();\r
12588   }\r
12589 \r
12590   /* Write the triangles. */\r
12591   traversalinit(&triangles);\r
12592   triangleloop.tri = triangletraverse();\r
12593   triangleloop.orient = 0;\r
12594   while (triangleloop.tri != (triangle *) NULL) {\r
12595     org(triangleloop, p1);\r
12596     dest(triangleloop, p2);\r
12597     apex(triangleloop, p3);\r
12598     /* The "3" means a three-vertex polygon. */\r
12599     fprintf(outfile, " 3   %4d  %4d  %4d\n", pointmark(p1) - 1,\r
12600             pointmark(p2) - 1, pointmark(p3) - 1);\r
12601     triangleloop.tri = triangletraverse();\r
12602   }\r
12603   finishfile(outfile, argc, argv);\r
12604 }\r
12605 \r
12606 #endif /* not TRILIBRARY */\r
12607 \r
12608 /**                                                                         **/\r
12609 /**                                                                         **/\r
12610 /********* File I/O routines end here                                *********/\r
12611 \r
12612 /*****************************************************************************/\r
12613 /*                                                                           */\r
12614 /*  quality_statistics()   Print statistics about the quality of the mesh.   */\r
12615 /*                                                                           */\r
12616 /*****************************************************************************/\r
12617 \r
12618 void quality_statistics()\r
12619 {\r
12620   struct triedge triangleloop;\r
12621   point p[3];\r
12622   REAL cossquaretable[8];\r
12623   REAL ratiotable[16];\r
12624   REAL dx[3], dy[3];\r
12625   REAL edgelength[3];\r
12626   REAL dotproduct;\r
12627   REAL cossquare;\r
12628   REAL triarea;\r
12629   REAL shortest, longest;\r
12630   REAL trilongest2;\r
12631   REAL smallestarea, biggestarea;\r
12632   REAL triminaltitude2;\r
12633   REAL minaltitude;\r
12634   REAL triaspect2;\r
12635   REAL worstaspect;\r
12636   REAL smallestangle, biggestangle;\r
12637   REAL radconst, degconst;\r
12638   int angletable[18];\r
12639   int aspecttable[16];\r
12640   int aspectindex;\r
12641   int tendegree;\r
12642   int acutebiggest;\r
12643   int i, ii, j, k;\r
12644 \r
12645   printf("Mesh quality statistics:\n\n");\r
12646   radconst = (REAL)(PI / 18.0);\r
12647   degconst = (REAL)(180.0 / PI);\r
12648   for (i = 0; i < 8; i++) {\r
12649     cossquaretable[i] = (REAL)(cos(radconst * (REAL) (i + 1)));\r
12650     cossquaretable[i] = cossquaretable[i] * cossquaretable[i];\r
12651   }\r
12652   for (i = 0; i < 18; i++) {\r
12653     angletable[i] = 0;\r
12654   }\r
12655 \r
12656   ratiotable[0]  =      1.5;      ratiotable[1]  =     2.0;\r
12657   ratiotable[2]  =      2.5;      ratiotable[3]  =     3.0;\r
12658   ratiotable[4]  =      4.0;      ratiotable[5]  =     6.0;\r
12659   ratiotable[6]  =     10.0;      ratiotable[7]  =    15.0;\r
12660   ratiotable[8]  =     25.0;      ratiotable[9]  =    50.0;\r
12661   ratiotable[10] =    100.0;      ratiotable[11] =   300.0;\r
12662   ratiotable[12] =   1000.0;      ratiotable[13] = 10000.0;\r
12663   ratiotable[14] = 100000.0;      ratiotable[15] =     0.0;\r
12664   for (i = 0; i < 16; i++) {\r
12665     aspecttable[i] = 0;\r
12666   }\r
12667 \r
12668   worstaspect = 0.0;\r
12669   minaltitude = xmax - xmin + ymax - ymin;\r
12670   minaltitude = minaltitude * minaltitude;\r
12671   shortest = minaltitude;\r
12672   longest = 0.0;\r
12673   smallestarea = minaltitude;\r
12674   biggestarea = 0.0;\r
12675   worstaspect = 0.0;\r
12676   smallestangle = 0.0;\r
12677   biggestangle = 2.0;\r
12678   acutebiggest = 1;\r
12679 \r
12680   traversalinit(&triangles);\r
12681   triangleloop.tri = triangletraverse();\r
12682   triangleloop.orient = 0;\r
12683   while (triangleloop.tri != (triangle *) NULL) {\r
12684     org(triangleloop, p[0]);\r
12685     dest(triangleloop, p[1]);\r
12686     apex(triangleloop, p[2]);\r
12687     trilongest2 = 0.0;\r
12688 \r
12689     for (i = 0; i < 3; i++) {\r
12690       j = plus1mod3[i];\r
12691       k = minus1mod3[i];\r
12692       dx[i] = p[j][0] - p[k][0];\r
12693       dy[i] = p[j][1] - p[k][1];\r
12694       edgelength[i] = dx[i] * dx[i] + dy[i] * dy[i];\r
12695       if (edgelength[i] > trilongest2) {\r
12696         trilongest2 = edgelength[i];\r
12697       }\r
12698       if (edgelength[i] > longest) {\r
12699         longest = edgelength[i];\r
12700       }\r
12701       if (edgelength[i] < shortest) {\r
12702         shortest = edgelength[i];\r
12703       }\r
12704     }\r
12705 \r
12706     triarea = counterclockwise(p[0], p[1], p[2]);\r
12707     if (triarea < smallestarea) {\r
12708       smallestarea = triarea;\r
12709     }\r
12710     if (triarea > biggestarea) {\r
12711       biggestarea = triarea;\r
12712     }\r
12713     triminaltitude2 = triarea * triarea / trilongest2;\r
12714     if (triminaltitude2 < minaltitude) {\r
12715       minaltitude = triminaltitude2;\r
12716     }\r
12717     triaspect2 = trilongest2 / triminaltitude2;\r
12718     if (triaspect2 > worstaspect) {\r
12719       worstaspect = triaspect2;\r
12720     }\r
12721     aspectindex = 0;\r
12722     while ((triaspect2 > ratiotable[aspectindex] * ratiotable[aspectindex])\r
12723            && (aspectindex < 15)) {\r
12724       aspectindex++;\r
12725     }\r
12726     aspecttable[aspectindex]++;\r
12727 \r
12728     for (i = 0; i < 3; i++) {\r
12729       j = plus1mod3[i];\r
12730       k = minus1mod3[i];\r
12731       dotproduct = dx[j] * dx[k] + dy[j] * dy[k];\r
12732       cossquare = dotproduct * dotproduct / (edgelength[j] * edgelength[k]);\r
12733       tendegree = 8;\r
12734       for (ii = 7; ii >= 0; ii--) {\r
12735         if (cossquare > cossquaretable[ii]) {\r
12736           tendegree = ii;\r
12737         }\r
12738       }\r
12739       if (dotproduct <= 0.0) {\r
12740         angletable[tendegree]++;\r
12741         if (cossquare > smallestangle) {\r
12742           smallestangle = cossquare;\r
12743         }\r
12744         if (acutebiggest && (cossquare < biggestangle)) {\r
12745           biggestangle = cossquare;\r
12746         }\r
12747       } else {\r
12748         angletable[17 - tendegree]++;\r
12749         if (acutebiggest || (cossquare > biggestangle)) {\r
12750           biggestangle = cossquare;\r
12751           acutebiggest = 0;\r
12752         }\r
12753       }\r
12754     }\r
12755     triangleloop.tri = triangletraverse();\r
12756   }\r
12757 \r
12758   shortest = (REAL)sqrt(shortest);\r
12759   longest = (REAL)sqrt(longest);\r
12760   minaltitude = (REAL)sqrt(minaltitude);\r
12761   worstaspect = (REAL)sqrt(worstaspect);\r
12762   smallestarea *= 2.0;\r
12763   biggestarea *= 2.0;\r
12764   if (smallestangle >= 1.0) {\r
12765     smallestangle = 0.0;\r
12766   } else {\r
12767     smallestangle = (REAL)(degconst * acos(sqrt(smallestangle)));\r
12768   }\r
12769   if (biggestangle >= 1.0) {\r
12770     biggestangle = 180.0;\r
12771   } else {\r
12772     if (acutebiggest) {\r
12773       biggestangle = (REAL)(degconst * acos(sqrt(biggestangle)));\r
12774     } else {\r
12775       biggestangle = (REAL)(180.0 - degconst * acos(sqrt(biggestangle)));\r
12776     }\r
12777   }\r
12778 \r
12779   printf("  Smallest area: %16.5g   |  Largest area: %16.5g\n",\r
12780          smallestarea, biggestarea);\r
12781   printf("  Shortest edge: %16.5g   |  Longest edge: %16.5g\n",\r
12782          shortest, longest);\r
12783   printf("  Shortest altitude: %12.5g   |  Largest aspect ratio: %8.5g\n\n",\r
12784          minaltitude, worstaspect);\r
12785   printf("  Aspect ratio histogram:\n");\r
12786   printf("  1.1547 - %-6.6g    :  %8d    | %6.6g - %-6.6g     :  %8d\n",\r
12787          ratiotable[0], aspecttable[0], ratiotable[7], ratiotable[8],\r
12788          aspecttable[8]);\r
12789   for (i = 1; i < 7; i++) {\r
12790     printf("  %6.6g - %-6.6g    :  %8d    | %6.6g - %-6.6g     :  %8d\n",\r
12791            ratiotable[i - 1], ratiotable[i], aspecttable[i],\r
12792            ratiotable[i + 7], ratiotable[i + 8], aspecttable[i + 8]);\r
12793   }\r
12794   printf("  %6.6g - %-6.6g    :  %8d    | %6.6g -            :  %8d\n",\r
12795          ratiotable[6], ratiotable[7], aspecttable[7], ratiotable[14],\r
12796          aspecttable[15]);\r
12797   printf(\r
12798 "  (Triangle aspect ratio is longest edge divided by shortest altitude)\n\n");\r
12799   printf("  Smallest angle: %15.5g   |  Largest angle: %15.5g\n\n",\r
12800          smallestangle, biggestangle);\r
12801   printf("  Angle histogram:\n");\r
12802   for (i = 0; i < 9; i++) {\r
12803     printf("    %3d - %3d degrees:  %8d    |    %3d - %3d degrees:  %8d\n",\r
12804            i * 10, i * 10 + 10, angletable[i],\r
12805            i * 10 + 90, i * 10 + 100, angletable[i + 9]);\r
12806   }\r
12807   printf("\n");\r
12808 }\r
12809 \r
12810 /*****************************************************************************/\r
12811 /*                                                                           */\r
12812 /*  statistics()   Print all sorts of cool facts.                            */\r
12813 /*                                                                           */\r
12814 /*****************************************************************************/\r
12815 \r
12816 void statistics()\r
12817 {\r
12818   printf("\nStatistics:\n\n");\r
12819   printf("  Input points: %d\n", inpoints);\r
12820   if (refine) {\r
12821     printf("  Input triangles: %d\n", inelements);\r
12822   }\r
12823   if (poly) {\r
12824     printf("  Input segments: %d\n", insegments);\r
12825     if (!refine) {\r
12826       printf("  Input holes: %d\n", holes);\r
12827     }\r
12828   }\r
12829 \r
12830   printf("\n  Mesh points: %ld\n", points.items);\r
12831   printf("  Mesh triangles: %ld\n", triangles.items);\r
12832   printf("  Mesh edges: %ld\n", edges);\r
12833   if (poly || refine) {\r
12834     printf("  Mesh boundary edges: %ld\n", hullsize);\r
12835     printf("  Mesh segments: %ld\n\n", shelles.items);\r
12836   } else {\r
12837     printf("  Mesh convex hull edges: %ld\n\n", hullsize);\r
12838   }\r
12839   if (verbose) {\r
12840     quality_statistics();\r
12841     printf("Memory allocation statistics:\n\n");\r
12842     printf("  Maximum number of points: %ld\n", points.maxitems);\r
12843     printf("  Maximum number of triangles: %ld\n", triangles.maxitems);\r
12844     if (shelles.maxitems > 0) {\r
12845       printf("  Maximum number of segments: %ld\n", shelles.maxitems);\r
12846     }\r
12847     if (viri.maxitems > 0) {\r
12848       printf("  Maximum number of viri: %ld\n", viri.maxitems);\r
12849     }\r
12850     if (badsegments.maxitems > 0) {\r
12851       printf("  Maximum number of encroached segments: %ld\n",\r
12852              badsegments.maxitems);\r
12853     }\r
12854     if (badtriangles.maxitems > 0) {\r
12855       printf("  Maximum number of bad triangles: %ld\n",\r
12856              badtriangles.maxitems);\r
12857     }\r
12858     if (splaynodes.maxitems > 0) {\r
12859       printf("  Maximum number of splay tree nodes: %ld\n",\r
12860              splaynodes.maxitems);\r
12861     }\r
12862     printf("  Approximate heap memory use (bytes): %ld\n\n",\r
12863            points.maxitems * points.itembytes\r
12864            + triangles.maxitems * triangles.itembytes\r
12865            + shelles.maxitems * shelles.itembytes\r
12866            + viri.maxitems * viri.itembytes\r
12867            + badsegments.maxitems * badsegments.itembytes\r
12868            + badtriangles.maxitems * badtriangles.itembytes\r
12869            + splaynodes.maxitems * splaynodes.itembytes);\r
12870 \r
12871     printf("Algorithmic statistics:\n\n");\r
12872     printf("  Number of incircle tests: %ld\n", incirclecount);\r
12873     printf("  Number of orientation tests: %ld\n", counterclockcount);\r
12874     if (hyperbolacount > 0) {\r
12875       printf("  Number of right-of-hyperbola tests: %ld\n",\r
12876              hyperbolacount);\r
12877     }\r
12878     if (circumcentercount > 0) {\r
12879       printf("  Number of circumcenter computations: %ld\n",\r
12880              circumcentercount);\r
12881     }\r
12882     if (circletopcount > 0) {\r
12883       printf("  Number of circle top computations: %ld\n",\r
12884              circletopcount);\r
12885     }\r
12886     printf("\n");\r
12887   }\r
12888 }\r
12889 \r
12890 /*****************************************************************************/\r
12891 /*                                                                           */\r
12892 /*  main() or triangulate()   Gosh, do everything.                           */\r
12893 /*                                                                           */\r
12894 /*  The sequence is roughly as follows.  Many of these steps can be skipped, */\r
12895 /*  depending on the command line switches.                                  */\r
12896 /*                                                                           */\r
12897 /*  - Initialize constants and parse the command line.                       */\r
12898 /*  - Read the points from a file and either                                 */\r
12899 /*    - triangulate them (no -r), or                                         */\r
12900 /*    - read an old mesh from files and reconstruct it (-r).                 */\r
12901 /*  - Insert the PSLG segments (-p), and possibly segments on the convex     */\r
12902 /*      hull (-c).                                                           */\r
12903 /*  - Read the holes (-p), regional attributes (-pA), and regional area      */\r
12904 /*      constraints (-pa).  Carve the holes and concavities, and spread the  */\r
12905 /*      regional attributes and area constraints.                            */\r
12906 /*  - Enforce the constraints on minimum angle (-q) and maximum area (-a).   */\r
12907 /*      Also enforce the conforming Delaunay property (-q and -a).           */\r
12908 /*  - Compute the number of edges in the resulting mesh.                     */\r
12909 /*  - Promote the mesh's linear triangles to higher order elements (-o).     */\r
12910 /*  - Write the output files and print the statistics.                       */\r
12911 /*  - Check the consistency and Delaunay property of the mesh (-C).          */\r
12912 /*                                                                           */\r
12913 /*****************************************************************************/\r
12914 \r
12915 #ifdef TRILIBRARY\r
12916 \r
12917 void triangulate(triswitches, in, out, vorout)\r
12918 char *triswitches;\r
12919 struct triangulateio *in;\r
12920 struct triangulateio *out;\r
12921 struct triangulateio *vorout;\r
12922 \r
12923 #else /* not TRILIBRARY */\r
12924 \r
12925 int main(argc, argv)\r
12926 int argc;\r
12927 char **argv;\r
12928 \r
12929 #endif /* not TRILIBRARY */\r
12930 \r
12931 {\r
12932   REAL *holearray;                                        /* Array of holes. */\r
12933   REAL *regionarray;   /* Array of regional attributes and area constraints. */\r
12934 #ifndef TRILIBRARY\r
12935   FILE *polyfile;\r
12936 #endif /* not TRILIBRARY */\r
12937 #ifndef NO_TIMER\r
12938   /* Variables for timing the performance of Triangle.  The types are */\r
12939   /*   defined in sys/time.h.                                         */\r
12940   struct timeval tv0, tv1, tv2, tv3, tv4, tv5, tv6;\r
12941   struct timezone tz;\r
12942 #endif /* NO_TIMER */\r
12943 \r
12944 #ifndef NO_TIMER\r
12945   gettimeofday(&tv0, &tz);\r
12946 #endif /* NO_TIMER */\r
12947 \r
12948   triangleinit();\r
12949 #ifdef TRILIBRARY\r
12950   parsecommandline(1, &triswitches);\r
12951 #else /* not TRILIBRARY */\r
12952   parsecommandline(argc, argv);\r
12953 #endif /* not TRILIBRARY */\r
12954 \r
12955 #ifdef TRILIBRARY\r
12956   transfernodes(in->pointlist, in->pointattributelist, in->pointmarkerlist,\r
12957                 in->numberofpoints, in->numberofpointattributes);\r
12958 #else /* not TRILIBRARY */\r
12959   readnodes(innodefilename, inpolyfilename, &polyfile);\r
12960 #endif /* not TRILIBRARY */\r
12961 \r
12962 #ifndef NO_TIMER\r
12963   if (!quiet) {\r
12964     gettimeofday(&tv1, &tz);\r
12965   }\r
12966 #endif /* NO_TIMER */\r
12967 \r
12968 #ifdef CDT_ONLY\r
12969   hullsize = delaunay();                          /* Triangulate the points. */\r
12970 #else /* not CDT_ONLY */\r
12971   if (refine) {\r
12972     /* Read and reconstruct a mesh. */\r
12973 #ifdef TRILIBRARY\r
12974     hullsize = reconstruct(in->trianglelist, in->triangleattributelist,\r
12975                            in->trianglearealist, in->numberoftriangles,\r
12976                            in->numberofcorners, in->numberoftriangleattributes,\r
12977                            in->segmentlist, in->segmentmarkerlist,\r
12978                            in->numberofsegments);\r
12979 #else /* not TRILIBRARY */\r
12980     hullsize = reconstruct(inelefilename, areafilename, inpolyfilename,\r
12981                            polyfile);\r
12982 #endif /* not TRILIBRARY */\r
12983   } else {\r
12984     hullsize = delaunay();                        /* Triangulate the points. */\r
12985   }\r
12986 #endif /* not CDT_ONLY */\r
12987 \r
12988 #ifndef NO_TIMER\r
12989   if (!quiet) {\r
12990     gettimeofday(&tv2, &tz);\r
12991     if (refine) {\r
12992       printf("Mesh reconstruction");\r
12993     } else {\r
12994       printf("Delaunay");\r
12995     }\r
12996     printf(" milliseconds:  %ld\n", 1000l * (tv2.tv_sec - tv1.tv_sec)\r
12997            + (tv2.tv_usec - tv1.tv_usec) / 1000l);\r
12998   }\r
12999 #endif /* NO_TIMER */\r
13000 \r
13001   /* Ensure that no point can be mistaken for a triangular bounding */\r
13002   /*   box point in insertsite().                                   */\r
13003   infpoint1 = (point) NULL;\r
13004   infpoint2 = (point) NULL;\r
13005   infpoint3 = (point) NULL;\r
13006 \r
13007   if (useshelles) {\r
13008     checksegments = 1;                  /* Segments will be introduced next. */\r
13009     if (!refine) {\r
13010       /* Insert PSLG segments and/or convex hull segments. */\r
13011 #ifdef TRILIBRARY\r
13012       insegments = formskeleton(in->segmentlist, in->segmentmarkerlist,\r
13013                                 in->numberofsegments);\r
13014 #else /* not TRILIBRARY */\r
13015       insegments = formskeleton(polyfile, inpolyfilename);\r
13016 #endif /* not TRILIBRARY */\r
13017     }\r
13018   }\r
13019 \r
13020 #ifndef NO_TIMER\r
13021   if (!quiet) {\r
13022     gettimeofday(&tv3, &tz);\r
13023     if (useshelles && !refine) {\r
13024       printf("Segment milliseconds:  %ld\n",\r
13025              1000l * (tv3.tv_sec - tv2.tv_sec)\r
13026              + (tv3.tv_usec - tv2.tv_usec) / 1000l);\r
13027     }\r
13028   }\r
13029 #endif /* NO_TIMER */\r
13030 \r
13031   if (poly) {\r
13032 #ifdef TRILIBRARY\r
13033     holearray = in->holelist;\r
13034     holes = in->numberofholes;\r
13035     regionarray = in->regionlist;\r
13036     regions = in->numberofregions;\r
13037 #else /* not TRILIBRARY */\r
13038     readholes(polyfile, inpolyfilename, &holearray, &holes,\r
13039               &regionarray, &regions);\r
13040 #endif /* not TRILIBRARY */\r
13041     if (!refine) {\r
13042       /* Carve out holes and concavities. */\r
13043       carveholes(holearray, holes, regionarray, regions);\r
13044     }\r
13045   } else {\r
13046     /* Without a PSLG, there can be no holes or regional attributes   */\r
13047     /*   or area constraints.  The following are set to zero to avoid */\r
13048     /*   an accidental free() later.                                  */\r
13049     holes = 0;\r
13050     regions = 0;\r
13051   }\r
13052 \r
13053 #ifndef NO_TIMER\r
13054   if (!quiet) {\r
13055     gettimeofday(&tv4, &tz);\r
13056     if (poly && !refine) {\r
13057       printf("Hole milliseconds:  %ld\n", 1000l * (tv4.tv_sec - tv3.tv_sec)\r
13058              + (tv4.tv_usec - tv3.tv_usec) / 1000l);\r
13059     }\r
13060   }\r
13061 #endif /* NO_TIMER */\r
13062 \r
13063 #ifndef CDT_ONLY\r
13064   if (quality) {\r
13065     enforcequality();                 /* Enforce angle and area constraints. */\r
13066   }\r
13067 #endif /* not CDT_ONLY */\r
13068 \r
13069 #ifndef NO_TIMER\r
13070   if (!quiet) {\r
13071     gettimeofday(&tv5, &tz);\r
13072 #ifndef CDT_ONLY\r
13073     if (quality) {\r
13074       printf("Quality milliseconds:  %ld\n",\r
13075              1000l * (tv5.tv_sec - tv4.tv_sec)\r
13076              + (tv5.tv_usec - tv4.tv_usec) / 1000l);\r
13077     }\r
13078 #endif /* not CDT_ONLY */\r
13079   }\r
13080 #endif /* NO_TIMER */\r
13081 \r
13082   /* Compute the number of edges. */\r
13083   edges = (3l * triangles.items + hullsize) / 2l;\r
13084 \r
13085   if (order > 1) {\r
13086     highorder();             /* Promote elements to higher polynomial order. */\r
13087   }\r
13088   if (!quiet) {\r
13089     printf("\n");\r
13090   }\r
13091 \r
13092 #ifdef TRILIBRARY\r
13093   out->numberofpoints = points.items;\r
13094   out->numberofpointattributes = nextras;\r
13095   out->numberoftriangles = triangles.items;\r
13096   out->numberofcorners = (order + 1) * (order + 2) / 2;\r
13097   out->numberoftriangleattributes = eextras;\r
13098   out->numberofedges = edges;\r
13099   if (useshelles) {\r
13100     out->numberofsegments = shelles.items;\r
13101   } else {\r
13102     out->numberofsegments = hullsize;\r
13103   }\r
13104   if (vorout != (struct triangulateio *) NULL) {\r
13105     vorout->numberofpoints = triangles.items;\r
13106     vorout->numberofpointattributes = nextras;\r
13107     vorout->numberofedges = edges;\r
13108   }\r
13109 #endif /* TRILIBRARY */\r
13110   /* If not using iteration numbers, don't write a .node file if one was */\r
13111   /*   read, because the original one would be overwritten!              */\r
13112   if (nonodewritten || (noiterationnum && readnodefile)) {\r
13113     if (!quiet) {\r
13114 #ifdef TRILIBRARY\r
13115       printf("NOT writing points.\n");\r
13116 #else /* not TRILIBRARY */\r
13117       printf("NOT writing a .node file.\n");\r
13118 #endif /* not TRILIBRARY */\r
13119     }\r
13120     numbernodes();                 /* We must remember to number the points. */\r
13121   } else {\r
13122 #ifdef TRILIBRARY\r
13123     writenodes(&out->pointlist, &out->pointattributelist,\r
13124                &out->pointmarkerlist);\r
13125 #else /* not TRILIBRARY */\r
13126     writenodes(outnodefilename, argc, argv);      /* Numbers the points too. */\r
13127 #endif /* TRILIBRARY */\r
13128   }\r
13129   if (noelewritten) {\r
13130     if (!quiet) {\r
13131 #ifdef TRILIBRARY\r
13132       printf("NOT writing triangles.\n");\r
13133 #else /* not TRILIBRARY */\r
13134       printf("NOT writing an .ele file.\n");\r
13135 #endif /* not TRILIBRARY */\r
13136     }\r
13137   } else {\r
13138 #ifdef TRILIBRARY\r
13139     writeelements(&out->trianglelist, &out->triangleattributelist);\r
13140 #else /* not TRILIBRARY */\r
13141     writeelements(outelefilename, argc, argv);\r
13142 #endif /* not TRILIBRARY */\r
13143   }\r
13144   /* The -c switch (convex switch) causes a PSLG to be written */\r
13145   /*   even if none was read.                                  */\r
13146   if (poly || convex) {\r
13147     /* If not using iteration numbers, don't overwrite the .poly file. */\r
13148     if (nopolywritten || noiterationnum) {\r
13149       if (!quiet) {\r
13150 #ifdef TRILIBRARY\r
13151         printf("NOT writing segments.\n");\r
13152 #else /* not TRILIBRARY */\r
13153         printf("NOT writing a .poly file.\n");\r
13154 #endif /* not TRILIBRARY */\r
13155       }\r
13156     } else {\r
13157 #ifdef TRILIBRARY\r
13158       writepoly(&out->segmentlist, &out->segmentmarkerlist);\r
13159       out->numberofholes = holes;\r
13160       out->numberofregions = regions;\r
13161       if (poly) {\r
13162         out->holelist = in->holelist;\r
13163         out->regionlist = in->regionlist;\r
13164       } else {\r
13165         out->holelist = (REAL *) NULL;\r
13166         out->regionlist = (REAL *) NULL;\r
13167       }\r
13168 #else /* not TRILIBRARY */\r
13169       writepoly(outpolyfilename, holearray, holes, regionarray, regions,\r
13170                 argc, argv);\r
13171 #endif /* not TRILIBRARY */\r
13172     }\r
13173   }\r
13174 #ifndef TRILIBRARY\r
13175 #ifndef CDT_ONLY\r
13176   if (regions > 0) {\r
13177     free(regionarray);\r
13178   }\r
13179 #endif /* not CDT_ONLY */\r
13180   if (holes > 0) {\r
13181     free(holearray);\r
13182   }\r
13183   if (geomview) {\r
13184     writeoff(offfilename, argc, argv);\r
13185   }\r
13186 #endif /* not TRILIBRARY */\r
13187   if (edgesout) {\r
13188 #ifdef TRILIBRARY\r
13189     writeedges(&out->edgelist, &out->edgemarkerlist);\r
13190 #else /* not TRILIBRARY */\r
13191     writeedges(edgefilename, argc, argv);\r
13192 #endif /* not TRILIBRARY */\r
13193   }\r
13194   if (voronoi) {\r
13195 #ifdef TRILIBRARY\r
13196     writevoronoi(&vorout->pointlist, &vorout->pointattributelist,\r
13197                  &vorout->pointmarkerlist, &vorout->edgelist,\r
13198                  &vorout->edgemarkerlist, &vorout->normlist);\r
13199 #else /* not TRILIBRARY */\r
13200     writevoronoi(vnodefilename, vedgefilename, argc, argv);\r
13201 #endif /* not TRILIBRARY */\r
13202   }\r
13203   if (neighbors) {\r
13204 #ifdef TRILIBRARY\r
13205     writeneighbors(&out->neighborlist);\r
13206 #else /* not TRILIBRARY */\r
13207     writeneighbors(neighborfilename, argc, argv);\r
13208 #endif /* not TRILIBRARY */\r
13209   }\r
13210 \r
13211   if (!quiet) {\r
13212 #ifndef NO_TIMER\r
13213     gettimeofday(&tv6, &tz);\r
13214     printf("\nOutput milliseconds:  %ld\n",\r
13215            1000l * (tv6.tv_sec - tv5.tv_sec)\r
13216            + (tv6.tv_usec - tv5.tv_usec) / 1000l);\r
13217     printf("Total running milliseconds:  %ld\n",\r
13218            1000l * (tv6.tv_sec - tv0.tv_sec)\r
13219            + (tv6.tv_usec - tv0.tv_usec) / 1000l);\r
13220 #endif /* NO_TIMER */\r
13221 \r
13222     statistics();\r
13223   }\r
13224 \r
13225 #ifndef REDUCED\r
13226   if (docheck) {\r
13227     checkmesh();\r
13228     checkdelaunay();\r
13229   }\r
13230 #endif /* not REDUCED */\r
13231 \r
13232   triangledeinit();\r
13233 #ifndef TRILIBRARY\r
13234   return 0;\r
13235 #endif /* not TRILIBRARY */\r
13236 }\r