lily/include/constrained-breaking.hh

   1 /*
   2   This file is part of LilyPond, the GNU music typesetter.
   3
   4   Copyright (C) 2006--2010 Joe Neeman <joeneeman@gmail.com>
   5
   6   LilyPond is free software: you can redistribute it and/or modify
   7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   9   (at your option) any later version.
  10
  11   LilyPond is distributed in the hope that it will be useful,
  12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14   GNU General Public License for more details.
  15
  16   You should have received a copy of the GNU General Public License
  17   along with LilyPond.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  18 */
  19
  20 #ifndef CONSTRAINED_BREAKING_HH
  21 #define CONSTRAINED_BREAKING_HH
  22
  23 #include "lily-guile.hh"
  24 #include "matrix.hh"
  25 #include "prob.hh"
  26
  27 /*
  28  * Begin/rest-of-line hack.  This geometrical shape is a crude approximation
  29  * of Skyline, but it is better than a rectangle.
  30  */
  31 struct Line_shape
  32 {
  33   Interval begin_;
  34   Interval rest_;
  35
  36   Line_shape ()
  37   {
  38   }
  39   Line_shape (Interval begin, Interval rest);
  40   Line_shape piggyback (Line_shape mount, Real padding) const;
  41 };
  42
  43 struct Line_details {
  44   Grob *last_column_;
  45   Real force_;
  46   Line_shape shape_;
  47   Interval refpoint_extent_; /* The refpoints of the first and last
  48                                 spaceable staff in this line.  min-distance
  49                                 should be measured from the bottom
  50                                 refpoint_extent of one line to the
  51                                 top refpoint_extent of the next. */
  52   Real tallness_; /* Y-extent, adjusted according to begin/rest-of-line*/
  53
  54   Real padding_;  /* compulsory space after this system (if we're not
  55                      last on a page) */
  56   Real title_padding_;
  57   Real min_distance_;
  58   Real title_min_distance_;
  59   Real bottom_padding_;
  60   Real space_;    /* spring length */
  61   Real title_space_;
  62   Real inverse_hooke_;
  63
  64   SCM break_permission_;
  65   SCM page_permission_;
  66   SCM turn_permission_;
  67   Real break_penalty_;
  68   Real page_penalty_;
  69   Real turn_penalty_;
  70
  71   bool title_;
  72
  73   /* The page-breaker deals with forbidden page breaks by "compressing"
  74      two Line_detailses into one. The following fields are used by the
  75      page-breaker to keep track of this. If the number of fields needed
  76      by the page-breaker grows, it might be a good idea to create a separate
  77      class. */
  78   int compressed_lines_count_;
  79   int compressed_nontitle_lines_count_;
  80   bool last_markup_line_;
  81   bool first_markup_line_;
  82   bool tight_spacing_;
  83
  84   Line_details ()
  85   {
  86     last_column_ = 0;
  87     force_ = infinity_f;
  88     padding_ = 0;
  89     title_padding_ = 0;
  90     bottom_padding_ = 0;
  91     min_distance_ = 0;
  92     title_min_distance_ = 0;
  93     space_ = 0;
  94     title_space_ = 0;
  95     inverse_hooke_ = 1;
  96     tight_spacing_ = false;
  97     break_permission_ = ly_symbol2scm ("allow");
  98     page_permission_ = ly_symbol2scm ("allow");
  99     turn_permission_ = ly_symbol2scm ("allow");
 100     break_penalty_ = 0;
 101     page_penalty_ = 0;
 102     turn_penalty_ = 0;
 103     title_ = false;
 104     compressed_lines_count_ = 1;
 105     compressed_nontitle_lines_count_ = 1;
 106     last_markup_line_ = false;
 107     first_markup_line_ = false;
 108     tallness_ = 0;
 109     refpoint_extent_ = Interval (0, 0);
 110   }
 111
 112   Line_details (Prob *pb, Output_def *paper);
 113   Real full_height () const;
 114   Real tallness () const;
 115 };
 116
 117 /*
 118    Helper to trace back an optimal path
 119 */
 120 struct Constrained_break_node
 121 {
 122   /* the number of bars in all the systems before this one
 123   */
 124   int prev_;
 125
 126   /* unlike the Gourlay breaker, this is the sum of all demerits up to,
 127    * and including, this line */
 128   Real demerits_;
 129   struct Line_details details_;
 130
 131   Constrained_break_node ()
 132   {
 133     prev_ = -1;
 134     demerits_ = infinity_f;
 135   }
 136
 137   void print () const
 138   {
 139     printf ("prev break %d, demerits %f\n", prev_, demerits_);
 140   }
 141 };
 142
 143 /*
 144    A dynamic programming solution to breaking scores into lines
 145 */
 146 class Constrained_breaking
 147 {
 148 public:
 149   vector<Column_x_positions> solve (vsize start, vsize end, vsize sys_count);
 150   vector<Column_x_positions> best_solution (vsize start, vsize end);
 151   vector<Line_details> line_details (vsize start, vsize end, vsize sys_count);
 152
 153   Constrained_breaking (Paper_score *ps);
 154   Constrained_breaking (Paper_score *ps, vector<vsize> const &start_col_posns);
 155
 156   int max_system_count (vsize start, vsize end);
 157   int min_system_count (vsize start, vsize end);
 158
 159 private:
 160   Paper_score *pscore_;
 161   vsize valid_systems_;
 162   vsize systems_;
 163   bool ragged_right_;
 164   bool ragged_last_;
 165
 166   Real system_system_min_distance_;
 167   Real system_system_padding_;
 168   Real system_system_space_;
 169   Real system_markup_space_;
 170   Real score_system_min_distance_;
 171   Real score_system_padding_;
 172   Real score_markup_min_distance_;
 173   Real score_markup_padding_;
 174
 175   /* the (i,j)th entry is the configuration for breaking between
 176     columns i and j */
 177   Matrix<Line_details> lines_;
 178
 179   /* the [i](j,k)th entry is the score for fitting the first k bars onto the
 180     first j systems, starting at the i'th allowed starting column */
 181   vector<Matrix<Constrained_break_node> > state_;
 182
 183   vector<vsize> start_;         /* the columns at which we might be asked to start breaking */
 184   vector<vsize> starting_breakpoints_; /* the corresponding index in breaks_ */
 185
 186   vector<Grob*> all_;
 187   vector<vsize> breaks_;
 188
 189   void initialize ();
 190   void resize (vsize systems);
 191
 192   Column_x_positions space_line (vsize start_col, vsize end_col);
 193   vsize prepare_solution (vsize start, vsize end, vsize sys_count);
 194
 195   Real combine_demerits (Real force, Real prev_force);
 196
 197   bool calc_subproblem (vsize start, vsize systems, vsize max_break_index);
 198   void fill_line_details (Line_details *const, vsize, vsize);
 199 };
 200 #endif /* CONSTRAINED_BREAKING_HH */