]> git.donarmstrong.com Git - lilypond.git/blobdiff - lily/optimal-page-breaking.cc
Fix 884.
[lilypond.git] / lily / optimal-page-breaking.cc
index 800c52459163b6743b2e6bc664d489e073b85c4d..31771e70e244a9e563b22f082bd02a99a3d3713b 100644 (file)
@@ -1,13 +1,23 @@
 /*
-  optimal-page-breaking.hh -- implement a page-breaker that
-  will break pages in such a way that both horizontal and
-  vertical spacing will be acceptable
+  This file is part of LilyPond, the GNU music typesetter.
 
-  source file of the GNU LilyPond music typesetter
+  Copyright (C) 2006--2010 Joe Neeman <joeneeman@gmail.com>
 
-  (c) 2006 Joe Neeman <joeneeman@gmail.com>
+  LilyPond is free software: you can redistribute it and/or modify
+  it under the terms of the GNU General Public License as published by
+  the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
+  (at your option) any later version.
+
+  LilyPond is distributed in the hope that it will be useful,
+  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
+  GNU General Public License for more details.
+
+  You should have received a copy of the GNU General Public License
+  along with LilyPond.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
 */
 
+#include "international.hh"
 #include "optimal-page-breaking.hh"
 #include "output-def.hh"
 #include "page-spacing.hh"
 #include "prob.hh"
 #include "system.hh"
 
+static bool
+is_break (Grob *g)
+{
+  return g->get_property ("page-break-permission") == ly_symbol2scm ("force");
+}
+
 Optimal_page_breaking::Optimal_page_breaking (Paper_book *pb)
-  : Page_breaking (pb, false)
+  : Page_breaking (pb, is_break)
 {
 }
 
@@ -25,148 +41,197 @@ Optimal_page_breaking::~Optimal_page_breaking ()
 {
 }
 
-Spacing_result
-Optimal_page_breaking::try_page_spacing (vector<vsize> line_count)
-{
-  vector<Line_details> lines = get_line_details (0, breaks_.size () - 1, line_count);
-  Real page_h = page_height (1, false); // FIXME
-  SCM force_sym = ly_symbol2scm ("blank-last-page-force");
-  Real blank_force = robust_scm2double (book_->paper_->lookup_variable (force_sym), 0);
-  Spacing_result ret = space_systems_on_best_pages (lines, page_h, blank_force);
+extern bool debug_page_breaking_scoring;
 
-  bool ragged_all = to_boolean (book_->paper_->c_variable ("ragged-bottom"));
-  bool ragged_last = to_boolean (book_->paper_->c_variable ("ragged-last-bottom"));
+// Solves the subproblem betwen the (END-1)th \pageBreak and the
+// ENDth \pageBreak.
+// Returns a vector of systems per page for the pages within this chunk.
+vector<vsize>
+Optimal_page_breaking::solve_chunk (vsize end, SCM forced_page_count)
+{
+  vsize max_sys_count = max_system_count (end-1, end);
+  vsize first_page_num = robust_scm2int (book_->paper_->c_variable ("first-page-number"), 1);
+
+  set_to_ideal_line_configuration (end-1, end);
+
+  Page_spacing_result best;
+  vsize page_count = robust_scm2int (forced_page_count, 1);
+  Line_division ideal_line_division = current_configuration (0);
+  Line_division best_division = ideal_line_division;
+  vsize min_sys_count = 1;
+  vsize ideal_sys_count = system_count ();
+  
+  if (!scm_is_integer (forced_page_count))
+    {
+      if (systems_per_page () > 0)
+       best = space_systems_with_fixed_number_per_page (0, first_page_num);
+      else
+       best = space_systems_on_best_pages (0, first_page_num);
 
-  /* add in the line penalties */
-  Real line_force = 0;
-  Real line_penalty = 0;
-  Real page_weighting = robust_scm2double (book_->paper_->c_variable ("page-spacing-weight"), 1);
+      page_count = best.systems_per_page_.size ();
+      ideal_sys_count = best.system_count ();
+      min_sys_count = ideal_sys_count - best.systems_per_page_.back ();
+  
+      if (page_count > 1 && best.systems_per_page_[page_count - 2] > 1)
+       min_sys_count -= best.systems_per_page_[page_count - 2];
 
-  for (vsize i = 0; i < lines.size (); i++)
+      min_sys_count = max (min_sys_count, (vsize)1);
+    }
+  else
     {
-      line_force += fabs (lines[i].force_);
-      line_penalty += lines[i].break_penalty_;
+      /* TODO: the following line will spit out programming errors if the
+        ideal line spacing doesn't fit on PAGE_COUNT pages */
+      /* TODO: the interaction between systems_per_page and page_count needs to
+        be considered. */
+      best = space_systems_on_n_pages (0, page_count, first_page_num);
+      min_sys_count = page_count;
     }
 
-  if (ragged_all)
-    for (vsize i = 0; i < ret.force_.size () - 1; i++)
-      ret.force_[i] = min (0.0, ret.force_[i]);
-  if (ragged_all || ragged_last)
-    ret.force_.back () = min (0.0, ret.force_.back ());
+  if (page_count == 1 || scm_is_integer (forced_page_count))
+    progress_indication (_f ("[%d: %d pages]", (int) end, (int) page_count));
+  else
+    progress_indication (_f ("[%d: %d or %d pages]", (int) end, (int) page_count-1, (int)page_count));
 
-  ret.demerits_ = ret.force_[0] * ret.force_[0] * page_weighting;
-  for (vsize i = 1; i < ret.force_.size (); i++)
+  /* try a smaller number of systems than the ideal number for line breaking */
+  Line_division bound = ideal_line_division;
+  for (vsize sys_count = ideal_sys_count; --sys_count >= min_sys_count;)
     {
-      Real uniformity = fabs (ret.force_[i] - ret.force_[i-1]);
-      ret.demerits_ += (ret.force_[i] * ret.force_[i]
-                      + uniformity * uniformity) * page_weighting;
-    }
-  ret.demerits_ += line_force + line_penalty;
-  return ret;
-}
+      Page_spacing_result best_for_this_sys_count;
+      set_current_breakpoints (end-1, end, sys_count, Line_division (), bound);
 
-/* The algorithm is as follows:
-   1) break everything into its preferred number of lines
-   2) decrease the number of lines until we've decreased
-      the number of pages
-   3) increase the number of lines until we've increased
-      the number of pages
-   Take the best score we've found
-*/
-SCM
-Optimal_page_breaking::solve ()
-{
-  vector<vsize> ideal_line_count;
-  vector<vsize> max_line_count;
-  vector<vsize> min_line_count;
-  vector<vsize> last_best_line_count;
-  vector<vsize> best_line_count;
-  vsize last_line_total = 0;
-
-  calc_system_count_bounds (0, breaks_.size () - 1, &min_line_count, &max_line_count);
-  ideal_line_count.resize (all_.size (), 1);
-  for (vsize i = 0; i < all_.size (); i++)
-    {
-      if (all_[i].pscore_)
-       ideal_line_count[i] = line_breaking_[i].get_best_solution (0, VPOS).size ();
-      last_line_total += ideal_line_count[i];
-    }
+      if (debug_page_breaking_scoring)
+       message (_f ("trying %d systems", (int)sys_count));
 
-  Spacing_result best_result = try_page_spacing (ideal_line_count);
-  vsize original_page_count = best_result.systems_per_page_.size ();
-  best_line_count = ideal_line_count;
-  last_best_line_count = ideal_line_count;
-
-  Direction d = original_page_count > 1 ? DOWN : UP;
-  vector<vector<vsize> > div;
-  Spacing_result this_best_result;
-  do {
-    do {
-      vector<vsize> blank;
-
-      vector<vsize> this_best_line_count;
-      this_best_result.demerits_ = infinity_f;
-
-      last_line_total += d;
-      div.clear ();
-      divide_systems (last_line_total,
-                     d == DOWN ? min_line_count       : last_best_line_count,
-                     d == DOWN ? last_best_line_count : max_line_count,
-                     &div, &blank);
-
-      for (vsize i = 0; i < div.size (); i++)
+      for (vsize i = 0; i < current_configuration_count (); i++)
        {
-         Spacing_result cur = try_page_spacing (div[i]);
-         if (cur.demerits_ < this_best_result.demerits_)
+         vsize min_p_count = min_page_count (i, first_page_num);
+         Page_spacing_result cur;
+
+         if (min_p_count == page_count || scm_is_integer (forced_page_count))
+           cur = space_systems_on_n_pages (i, page_count, first_page_num);
+         else
+           cur = space_systems_on_n_or_one_more_pages (i, page_count-1, first_page_num, 0);
+
+         if (cur.demerits_ < best_for_this_sys_count.demerits_)
            {
-             this_best_result = cur;
-             this_best_line_count = div[i];
+             best_for_this_sys_count = cur;
+             bound = current_configuration (i);
            }
        }
-      last_best_line_count = this_best_line_count;
 
-      if (this_best_result.demerits_ < best_result.demerits_)
+      if (debug_page_breaking_scoring)
+       message (_f ("best score for this sys-count: %f", best_for_this_sys_count.demerits_));
+
+      if (best_for_this_sys_count.demerits_ < best.demerits_)
        {
-         best_line_count = this_best_line_count;
-         best_result = this_best_result;
+         best = best_for_this_sys_count;
+         best_division = bound;
        }
-    } while (div.size () && this_best_result.systems_per_page_.size () == original_page_count);
 
-    /* we're finished decreasing system count, let's try raising it */
-    last_best_line_count = ideal_line_count;
-    last_line_total = 0;
-    for (vsize i = 0; i < ideal_line_count.size (); i++)
-      last_line_total += ideal_line_count[i];
+      /* Check to see if we already have too few systems. There are two ways
+        we check this: if we are trying one less than the ideal number of pages
+        and the pages are stretched on average then we have too
+        few systems. If the spacing is worse than BAD_SPACING_PENALTY, then we
+        have too few systems. In either case, though, we need to continue reducing
+        the number of systems if max-systems-per-page requires it. */
+      if (!(best.system_count_status_ & SYSTEM_COUNT_TOO_MANY))
+       {
+         if (best_for_this_sys_count.page_count () < page_count
+             && best_for_this_sys_count.average_force () > 0)
+           break;
+
+         if (best_for_this_sys_count.demerits_ >= BAD_SPACING_PENALTY)
+           break;
+       }
+    }
 
-  } while (flip (&d) != DOWN);
+  /* try a larger number of systems than the ideal line breaking number. This
+     is more or less C&P, but the loop bounds make it difficult to try something
+     like do {...} while (flip(&d) != UP). */
+  bound = ideal_line_division;
+  for (vsize sys_count = ideal_sys_count+1; sys_count <= max_sys_count; sys_count++)
+    {
+      Real best_demerits_for_this_sys_count = infinity_f;
+      set_current_breakpoints (end-1, end, sys_count, bound);
 
-  SCM lines = make_lines (best_line_count);
-  SCM pages = make_pages (best_result.systems_per_page_, lines);
-  return pages;
+      if (debug_page_breaking_scoring)
+       message (_f ("trying %d systems", (int)sys_count));
+
+      for (vsize i = 0; i < current_configuration_count (); i++)
+       {
+         vsize min_p_count = min_page_count (i, first_page_num);
+         Page_spacing_result cur;
+
+         if (min_p_count > page_count)
+           continue;
+         else
+           cur = space_systems_on_n_pages (i, page_count, first_page_num);
+
+         if (cur.demerits_ < best.demerits_)
+           {
+             best = cur;
+             best_division = current_configuration (i);
+           }
+
+         if (cur.demerits_ < best_demerits_for_this_sys_count)
+           {
+             best_demerits_for_this_sys_count = cur.demerits_;
+             bound = current_configuration (i);
+           }
+       }
+
+      if (debug_page_breaking_scoring)
+       message (_f ("best score for this sys-count: %f", best_demerits_for_this_sys_count));
+
+      if (best_demerits_for_this_sys_count >= BAD_SPACING_PENALTY
+       && !(best.system_count_status_ & SYSTEM_COUNT_TOO_FEW))
+       break;
+    }
+  break_into_pieces (end-1, end, best_division);
+
+  return best.systems_per_page_;
 }
 
 SCM
-Optimal_page_breaking::make_lines (vector<vsize> line_count)
+Optimal_page_breaking::solve ()
 {
-  assert (line_count.size () == all_.size ());
+  vector<vsize> systems_per_page;
+
+  SCM forced_page_counts = book_->paper_->c_variable ("page-count");
+  if (scm_is_integer (forced_page_counts))
+    forced_page_counts = scm_list_1 (forced_page_counts);
 
-  SCM ret = SCM_EOL;
-  for (vsize i = 0; i < all_.size (); i++)
+  bool is_forced_page_counts = false;
+  if (scm_to_bool (scm_list_p (forced_page_counts)))
     {
-      if (all_[i].pscore_)
+      int len = scm_to_int (scm_length (forced_page_counts));
+      if (len != (int)last_break_position ())
        {
-         vector<Column_x_positions> line_brk = line_breaking_[i].get_solution (0, VPOS, line_count[i]);
-         System *sys = all_[i].pscore_->root_system ();
-
-         sys->break_into_pieces (line_brk);
-         ret = scm_append (scm_list_2 (ret, scm_vector_to_list (sys->get_paper_systems ())));
-       }
+         warning (_f ("page-count has length %d, but it should have length %d "
+                       "(one more than the number of forced page breaks)",
+                      len, (int)last_break_position ()));
+        }
       else
+       is_forced_page_counts = true;
+    }
+
+
+  message (_f ("Solving %d page-breaking chunks...", last_break_position ()));
+  for (vsize end = 1; end <= last_break_position (); ++end)
+    {
+      SCM page_count = SCM_EOL;
+      if (is_forced_page_counts)
        {
-         SCM l = scm_cons (all_[i].prob_->self_scm (), SCM_EOL);
-         ret = scm_append (scm_list_2 (ret, l));
-         all_[i].prob_->unprotect ();
+         page_count = scm_car (forced_page_counts);
+         forced_page_counts = scm_cdr (forced_page_counts);
        }
+
+      vector<vsize> chunk_systems = solve_chunk (end, page_count);
+      systems_per_page.insert (systems_per_page.end (), chunk_systems.begin (), chunk_systems.end ());
     }
-  return ret;
+
+  message (_ ("Drawing systems..."));
+  SCM lines = systems ();
+  return make_pages (systems_per_page, lines);
 }
+