]> git.donarmstrong.com Git - lilypond.git/blobdiff - lily/page-spacing.cc
Account for title spacing in page breaking.
[lilypond.git] / lily / page-spacing.cc
index 384ce440222a95cc1f5901dd0cdd54113e779eda..76ef484b14daf04c23f9e424b203ed186f935c2a 100644 (file)
@@ -1,10 +1,20 @@
 /*
-  page-spacing.cc - implement routines for spacing
-  systems vertically on pages
+  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--2007 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 "page-spacing.hh"
 void
 Page_spacing::calc_force ()
 {
-  /* If the first system is a title, we add back in the page-top-space. */
-  Real height = first_line_.title_ ? page_height_ + page_top_space_ : page_height_;
+  Real height = page_height_
+    - breaker_->min_whitespace_at_top_of_page (first_line_)
+    - breaker_->min_whitespace_at_bottom_of_page (last_line_);
 
   if (rod_height_ + last_line_.bottom_padding_ >= height)
-    force_ = infinity_f;
+    force_ = -infinity_f;
   else
     force_ = (height - rod_height_ - last_line_.bottom_padding_ - spring_len_)
       / max (0.1, inverse_spring_k_);
@@ -36,13 +47,24 @@ Page_spacing::resize (Real new_height)
 void
 Page_spacing::append_system (const Line_details &line)
 {
-  if (!rod_height_)
-    first_line_ = line;
-
-  rod_height_ += last_line_.padding_;
+  if (rod_height_)
+    {
+      rod_height_ += line.tallness_;
+    }
+  else
+    {
+      rod_height_ += line.full_height ();
+      first_line_ = line;
+    }
 
-  rod_height_ += line.extent_.length ();
-  spring_len_ += line.space_;
+  // line.space_ measures the spring which goes from the bottom refpoint
+  // of one system to the top refpoint of the next. spring_len_ measures
+  // how much of that is stretchable.
+  Real refpoint_dist = last_line_.tallness_
+    + last_line_.refpoint_extent_[DOWN]
+    - line.refpoint_extent_[UP];
+  Real space = line.title_ ? last_line_.title_space_ : last_line_.space_;
+  spring_len_ += max (0.0, space - refpoint_dist);
   inverse_spring_k_ += line.inverse_hooke_;
 
   last_line_ = line;
@@ -53,13 +75,18 @@ Page_spacing::append_system (const Line_details &line)
 void
 Page_spacing::prepend_system (const Line_details &line)
 {
-  if (rod_height_)
-    rod_height_ += line.padding_;
-  else
+  if (!rod_height_)
     last_line_ = line;
 
-  rod_height_ += line.extent_.length ();
-  spring_len_ += line.space_;
+  rod_height_ -= first_line_.full_height ();
+  rod_height_ += first_line_.tallness_;
+  rod_height_ += line.full_height();
+
+  Real refpoint_dist = line.tallness_
+    + line.refpoint_extent_[DOWN]
+    - first_line_.refpoint_extent_[UP];
+  Real space = first_line_.title_ ? line.title_space_ : line.space_;
+  spring_len_ += max (0.0, space - refpoint_dist);
   inverse_spring_k_ += line.inverse_hooke_;
 
   first_line_ = line;
@@ -85,6 +112,38 @@ Page_spacer::Page_spacer (vector<Line_details> const &lines, vsize first_page_nu
   ragged_last_ = breaker->is_last () && breaker->ragged_last ();
 }
 
+Page_spacing_result
+Page_spacer::solve ()
+{
+  if (simple_state_.empty ())
+    {
+      simple_state_.resize (lines_.size ());
+      for (vsize i = 0; i < lines_.size (); ++i)
+       calc_subproblem (VPOS, i);
+    }
+
+  Page_spacing_result ret;
+  ret.penalty_ = simple_state_.back ().penalty_
+    + lines_.back ().page_penalty_ + lines_.back ().turn_penalty_;
+  ret.system_count_status_ = simple_state_.back ().system_count_status_;
+
+  vsize system = lines_.size () - 1;
+  while (system != VPOS)
+    {
+      Page_spacing_node const& cur = simple_state_[system];
+      vsize system_count = (cur.prev_ == VPOS) ? system + 1 : system - cur.prev_;
+
+      ret.force_.push_back (cur.force_);
+      ret.systems_per_page_.push_back (system_count);
+      ret.demerits_ += cur.force_ * cur.force_;
+      system = cur.prev_;
+    }
+
+  reverse (ret.force_);
+  reverse (ret.systems_per_page_);
+  return ret;
+}
+
 Page_spacing_result
 Page_spacer::solve (vsize page_count)
 {
@@ -92,11 +151,10 @@ Page_spacer::solve (vsize page_count)
     resize (page_count);
 
   Page_spacing_result ret;
-  ret.force_.resize (page_count);
-  ret.systems_per_page_.resize (page_count);
 
   vsize system = lines_.size () - 1;
-  vsize tack_onto_the_end = 0;
+  vsize extra_systems = 0;
+  vsize extra_pages = 0;
 
   if (isinf (state_.at (system, page_count-1).demerits_))
     {
@@ -112,13 +170,29 @@ Page_spacer::solve (vsize page_count)
 
       if (i)
        {
-         tack_onto_the_end = system - i;
+         extra_systems = system - i;
          system = i;
        }
       else
-       return Page_spacing_result (); /* couldn't salvage it -- probably going to crash */
+       {
+         /* try chopping off pages from the end */
+         vsize j;
+         for (j = page_count; j && isinf (state_.at (system, j-1).demerits_); j--)
+           ;
+
+         if (j)
+           {
+             extra_pages = page_count - j;
+             page_count = j;
+           }
+         else
+           return Page_spacing_result (); /* couldn't salvage it -- probably going to crash */
+       }
     }
 
+  ret.force_.resize (page_count);
+  ret.systems_per_page_.resize (page_count);
+  ret.system_count_status_ = state_.at (system, page_count-1).system_count_status_;
   ret.penalty_ = state_.at (system, page_count-1).penalty_
     + lines_.back ().page_penalty_ + lines_.back ().turn_penalty_;
 
@@ -133,10 +207,21 @@ Page_spacer::solve (vsize page_count)
       if (p == 0)
        ret.systems_per_page_[p] = system + 1;
       else
-       ret.systems_per_page_[p] = system - ps.prev_ + tack_onto_the_end;
+       ret.systems_per_page_[p] = system - ps.prev_;
       system = ps.prev_;
     }
-  ret.demerits_ += ret.penalty_;
+
+  if (extra_systems)
+    {
+      ret.systems_per_page_.back () += extra_systems;
+      ret.force_.back () = BAD_SPACING_PENALTY;
+    }
+  if (extra_pages)
+    {
+      ret.force_.insert (ret.force_.end (), extra_pages, BAD_SPACING_PENALTY);
+      ret.systems_per_page_.insert (ret.systems_per_page_.end (), extra_pages, 0);
+    }
+
   return ret;
 }
 
@@ -157,45 +242,113 @@ Page_spacer::resize (vsize page_count)
   max_page_count_ = page_count;
 }
 
+// Carries out one step in the dynamic programming algorithm for putting systems
+// on a fixed number of pages. One call to this routine calculates the best
+// configuration for putting lines 0 through LINE-1 on PAGE+1 pages, provided that
+// we have previously called calc_subproblem(page-1, k) for every k < LINE.
+//
+// This algorithm is similar to the constrained-breaking algorithm.
+//
+// If page == VPOS, we act on simple_state_ instead of state_.  This is useful if
+// we don't want to constrain the number of pages that the solution has.  In this
+// case, the algorithm looks more like the page-turn-page-breaking algorithm.  But
+// the subproblems look similar for both, so we reuse this method.
 bool
 Page_spacer::calc_subproblem (vsize page, vsize line)
 {
   bool last = line == lines_.size () - 1;
-  Page_spacing space (breaker_->page_height (page + first_page_num_, last),
-                     breaker_->page_top_space ());
-  Page_spacing_node &cur = state_.at (line, page);
+
+  // Note: if page == VPOS then we don't actually know yet which page number we're
+  // working on, so we have to recalculate the page height in the loop.  Therefore
+  // our early-exit condition from the loop depends on paper_height rather than
+  // page_height (ie. we break only if we would overfill a page without margins
+  // or headers/footers).  Otherwise, the algorithm would not be optimal:
+  // if our page has a very large header then perhaps
+  // we should look ahead a few systems in order to find the best solution.  A
+  // good example of this is input/regression/page-spacing-tall-headfoot.ly
+  vsize page_num = page == VPOS ? 0 : page;
+  Real paper_height = breaker_->paper_height ();
+  Page_spacing space (breaker_->page_height (page_num + first_page_num_, last),
+                     breaker_);
+  Page_spacing_node &cur = page == VPOS ? simple_state_[line] : state_.at (line, page);
   bool ragged = ragged_ || (ragged_last_ && last);
+  int line_count = 0;
 
-  for (vsize page_start = line+1; page_start > page && page_start--;)
+  for (vsize page_start = line+1; page_start > page_num && page_start--;)
     {
-      Page_spacing_node const *prev = page > 0 ? &state_.at (page_start-1, page-1) : 0;
+      Page_spacing_node const *prev = 0;
+
+      if (page == VPOS)
+       {
+         if (page_start > 0)
+           {
+             prev = &simple_state_[page_start-1];
+             space.resize (breaker_->page_height (prev->page_ + 1, last));
+           }
+         else
+           space.resize (breaker_->page_height (first_page_num_, last));
+       }
+      else if (page > 0)
+       prev = &state_.at (page_start-1, page-1);
 
       space.prepend_system (lines_[page_start]);
-      if (page_start < line && (isinf (space.force_) || (space.force_ < 0 && ragged)))
+
+      bool overfull = (space.rod_height_ > paper_height
+                      || (ragged
+                          && (space.rod_height_ + space.spring_len_ > paper_height)));
+      // This 'if' statement is a little hard to parse. It won't consider this configuration
+      // if it is overfull unless the current configuration is the first one with this start
+      // point. We also make an exception (and consider this configuration) if the previous
+      // configuration we tried had fewer lines than min-systems-per-page.
+      if (!breaker_->too_few_lines (line_count)
+         && page_start < line
+         && overfull)
        break;
 
+      line_count += lines_[page_start].compressed_nontitle_lines_count_;
       if (page > 0 || page_start == 0)
        {
-         if (line == lines_.size () - 1 && ragged_last_ && space.force_ > 0)
+         // If the last page is ragged, set its force to zero. This way, we will leave
+         // the last page half-empty rather than trying to balance things out
+         // (which only makes sense in non-ragged situations).
+         if (line == lines_.size () - 1 && ragged && last && space.force_ > 0)
            space.force_ = 0;
 
-         /* we may have to deal with single lines that are taller than a page */
-         if (isinf (space.force_) && page_start == line)
-           space.force_ = -200000;
+         Real demerits = space.force_ * space.force_;
+
+         // Clamp the demerits at BAD_SPACING_PENALTY, even if the page
+         // is overfull.  This ensures that TERRIBLE_SPACING_PENALTY takes
+         // precedence over overfull pages.
+         demerits = min (demerits, BAD_SPACING_PENALTY);
+         demerits += (prev ? prev->demerits_ : 0);
 
-         Real dem = fabs (space.force_) + (prev ? prev->demerits_ : 0);
-         Real penalty = 0;
+         Real penalty = breaker_->line_count_penalty (line_count);
          if (page_start > 0)
-           penalty = lines_[page_start-1].page_penalty_
+           penalty += lines_[page_start-1].page_penalty_
              + (page % 2 == 0) ? lines_[page_start-1].turn_penalty_ : 0;
 
-         dem += penalty;
-         if (dem < cur.demerits_ || page_start == line)
+         /* Deal with widow/orphan lines */
+         /* Last line of paragraph is first line on the new page */
+         if ((page_start > 0) &&
+             (page_start < lines_.size ()) &&
+             (lines_[page_start].last_markup_line_))
+                 penalty += breaker_->orphan_penalty ();
+         /* First line of paragraph is last line on the previous page */
+         if ((page_start > 0) &&
+             (page_start < lines_.size ()) &&
+             (lines_[page_start-1].first_markup_line_))
+                 penalty += breaker_->orphan_penalty ();
+
+         demerits += penalty;
+         if (demerits < cur.demerits_ || page_start == line)
            {
-             cur.demerits_ = dem;
+             cur.demerits_ = demerits;
              cur.force_ = space.force_;
              cur.penalty_ = penalty + (prev ? prev->penalty_ : 0);
+             cur.system_count_status_ = breaker_->line_count_status (line_count)
+               | (prev ? prev->system_count_status_ : 0);
              cur.prev_ = page_start - 1;
+             cur.page_ = prev ? prev->page_ + 1 : first_page_num_;
            }
        }