]> git.donarmstrong.com Git - lilypond.git/blobdiff - lily/page-spacing.cc
Run `make grand-replace'.
[lilypond.git] / lily / page-spacing.cc
index 4d11f0c86595cf5b68b8ba52e59bd2fa9e0dc779..97ff0e45d1c606ce61ebed8324ce78d31d0d7383 100644 (file)
@@ -4,52 +4,41 @@
 
   source file of the GNU LilyPond music typesetter
 
-  (c) 2006 Joe Neeman <joeneeman@gmail.com>
+  (c) 2006--2008 Joe Neeman <joeneeman@gmail.com>
 */
 
 #include "page-spacing.hh"
 
 #include "matrix.hh"
+#include "page-breaking.hh"
 #include "warn.hh"
 
-/*
-  A much simplified rods-and-springs problem.
- */
-struct Page_spacing
-{
-  Real force_;
-  Real page_height_;
-  Real rod_height_;
-  Real spring_len_;
-  Real inverse_spring_k_;
-
-  Line_details last_line_;
-
-  Page_spacing (Real page_height)
-  {
-    page_height_ = page_height;
-    clear ();
-  }
-
-  void calc_force ();
-
-  void append_system (const Line_details &line);
-  void prepend_system (const Line_details &line);
-  void clear ();
-};
-
 void
 Page_spacing::calc_force ()
 {
-  if (rod_height_ + last_line_.bottom_padding_ >= page_height_ || !inverse_spring_k_)
+  /* 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_;
+
+  if (rod_height_ + last_line_.bottom_padding_ >= height)
     force_ = infinity_f;
   else
-    force_ = (page_height_ - rod_height_ - last_line_.bottom_padding_ - spring_len_) / inverse_spring_k_;
+    force_ = (height - rod_height_ - last_line_.bottom_padding_ - spring_len_)
+      / max (0.1, inverse_spring_k_);
+}
+
+void
+Page_spacing::resize (Real new_height)
+{
+  page_height_ = new_height;
+  calc_force ();
 }
 
 void
 Page_spacing::append_system (const Line_details &line)
 {
+  if (!rod_height_)
+    first_line_ = line;
+
   rod_height_ += last_line_.padding_;
 
   rod_height_ += line.extent_.length ();
@@ -73,6 +62,8 @@ Page_spacing::prepend_system (const Line_details &line)
   spring_len_ += line.space_;
   inverse_spring_k_ += line.inverse_hooke_;
 
+  first_line_ = line;
+
   calc_force ();
 }
 
@@ -83,182 +74,69 @@ Page_spacing::clear ()
   inverse_spring_k_ = 0;
 }
 
-/* for each forbidden page break, merge the systems around it into one system. */
-static vector<Line_details>
-compress_lines (const vector<Line_details> &orig)
-{
-  vector<Line_details> ret;
-
-  for (vsize i = 0; i < orig.size (); i++)
-    {
-      if (i < orig.size () - 1 && orig[i].page_permission_ == SCM_EOL)
-       {
-         Line_details compressed = orig[i+1];
-         compressed.extent_[DOWN] = orig[i].extent_[DOWN];
-         compressed.extent_[UP] = orig[i].extent_[UP] + orig[i+1].extent_.length () + orig[i].padding_;
-         compressed.space_ += orig[i].space_;
-         compressed.inverse_hooke_ += orig[i].inverse_hooke_;
-
-         /* we don't need the force_ field for the vertical spacing,
-            so we use force_ = -1 to signal that the line was compressed
-            (and force_ = +1 otherwise).
-            This makes uncompression much easier. */
-         compressed.force_ = -1;
-         ret.push_back (compressed);
-         i++;
-       }
-      else
-       {
-         ret.push_back (orig[i]);
-         ret.back ().force_ = 1;
-       }
-    }
-  return ret;
-}
-
-/* translate the number of systems-per-page into something meaningful for
-   the uncompressed lines.
-*/
-static vector<vsize>
-uncompress_solution (vector<vsize> const &systems_per_page,
-                    vector<Line_details> const &compressed)
-{
-  vector<vsize> ret;
-  vsize start_sys = 0;
-
-  for (vsize i = 0; i < systems_per_page.size (); i++)
-    {
-      int compressed_count = 0;
-      for (vsize j = start_sys; j < start_sys + systems_per_page[i]; j++)
-       if (compressed[j].force_ < 0)
-         compressed_count++;
-
-      ret.push_back (systems_per_page[i] + compressed_count);
-      start_sys += systems_per_page[i];
-    }
-  return ret;
-}
-
-/* the cases for page_count = 1 or 2 can be done in O(n) time. Since they
-   are by far the most common cases, we have special functions for them */
-static Spacing_result
-space_systems_on_1_page (vector<Line_details> const &lines, Real page_height, bool ragged)
-{
-  Page_spacing space (page_height);
-  Spacing_result ret;
 
-  for (vsize i = 0; i < lines.size (); i++)
-    space.append_system (lines[i]);
-
-  ret.systems_per_page_.push_back (lines.size ());
-  ret.force_.push_back (ragged ? min (space.force_, 0.0) : space.force_);
-  ret.penalty_ = lines.back ().page_penalty_ + lines.back ().turn_penalty_;
-  ret.demerits_ = ret.force_.back () * ret.force_.back () + ret.penalty_;
-
-  return ret;
-}
-
-static Spacing_result
-space_systems_on_2_pages (vector<Line_details> const &lines,
-                         Real page_height,
-                         bool ragged,
-                         bool ragged_last)
-{
-  /* if there is a forced break, this reduces to 2 1-page problems */
-  for (vsize i = 0; i < lines.size () - 1; i++)
-    if (lines[i].page_permission_ == ly_symbol2scm ("force"))
-      {
-       vector<Line_details> lines1 (lines.begin (), lines.begin () + i + 1);
-       vector<Line_details> lines2 (lines.begin () + i + 1, lines.end ());
-       Spacing_result p1 = space_systems_on_1_page (lines1, page_height, ragged);
-       Spacing_result p2 = space_systems_on_1_page (lines2, page_height, ragged || ragged_last);
-
-       p1.systems_per_page_.push_back (p2.systems_per_page_[0]);
-       p1.force_.push_back (p2.force_[0]);
-       p1.penalty_ += p2.penalty_ - lines[i].turn_penalty_;
-       p1.demerits_ += p2.demerits_ - lines[i].turn_penalty_;
-       return p1;
-      }
-
-  vector<Real> page1_force;
-  vector<Real> page2_force;
-  Page_spacing page1 (page_height);
-  Page_spacing page2 (page_height);
-
-  page1_force.resize (lines.size () - 1, infinity_f);
-  page2_force.resize (lines.size () - 1, infinity_f);
-
-  for (vsize i = 0; i < page1_force.size (); i++)
-    {
-      page1.append_system (lines[i]);
-      page2.prepend_system (lines[lines.size () - 1 - i]);
-      page1_force[i] = (ragged && page1.force_ < 0 && i > 0) ? infinity_f : page1.force_;
-
-      if (ragged || ragged_last)
-       page2_force[page2_force.size () - 1 - i] =
-         (page2.force_ < 0 && i < page1_force.size () - 1) ? infinity_f : 0;
-      else
-       page2_force[page2_force.size () - 1 - i] = page2.force_;
-    }
-
-  vsize best_sys_count = 1;
-  Real best_demerits = infinity_f;
-  for (vsize i = 0; i < page1_force.size (); i++)
-    {
-      Real dem = page1_force[i] * page1_force[i]
-       + page2_force[i] * page2_force[i]
-       + lines[i+1].page_penalty_
-       + lines.back ().page_penalty_ + lines.back ().turn_penalty_;
-      if (dem < best_demerits)
-       {
-         best_demerits = dem;
-         best_sys_count = i+1;
-       }
-    }
-
-  Spacing_result ret;
-  ret.systems_per_page_.push_back (best_sys_count);
-  ret.systems_per_page_.push_back (lines.size () - best_sys_count);
-  ret.force_.push_back (page1_force[best_sys_count-1]);
-  ret.force_.push_back (page2_force[best_sys_count-1]);
-  ret.penalty_ = lines[best_sys_count-1].page_penalty_
-    + lines.back ().page_penalty_
-    + lines.back ().turn_penalty_;
-  ret.demerits_ = best_demerits;
-
-  return ret;
-}
-
-Page_spacer::Page_spacer (vector<Line_details> const &lines, Real page_height, bool ragged, bool ragged_last)
+Page_spacer::Page_spacer (vector<Line_details> const &lines, vsize first_page_num, Page_breaking const *breaker)
   : lines_ (lines)
 {
-  page_height_ = page_height;
+  first_page_num_ = first_page_num;
+  breaker_ = breaker;
   max_page_count_ = 0;
-  ragged_ = ragged;
-  ragged_last_ = ragged_last;
+  ragged_ = breaker->ragged ();
+  ragged_last_ = breaker->is_last () && breaker->ragged_last ();
 }
 
-Spacing_result
+Page_spacing_result
 Page_spacer::solve (vsize page_count)
 {
   if (page_count > max_page_count_)
     resize (page_count);
 
-  Spacing_result ret;
-  ret.force_.resize (page_count);
-  ret.systems_per_page_.resize (page_count);
+  Page_spacing_result ret;
 
   vsize system = lines_.size () - 1;
+  vsize extra_systems = 0;
+  vsize extra_pages = 0;
 
   if (isinf (state_.at (system, page_count-1).demerits_))
     {
       programming_error ("tried to space systems on a bad number of pages");
-      return Spacing_result (); /* bad number of pages */
+      /* Usually, this means that we tried to cram too many systems into
+        to few pages. To avoid crashing, we look for the largest number of
+        systems that we can fit properly onto the right number of pages.
+        All the systems that don't fit get tacked onto the last page.
+      */
+      vsize i;
+      for (i = system; isinf (state_.at (i, page_count-1).demerits_) && i; i--)
+       ;
+
+      if (i)
+       {
+         extra_systems = system - i;
+         system = i;
+       }
+      else
+       {
+         /* 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.penalty_ = state_.at (system, page_count-1).penalty_
     + lines_.back ().page_penalty_ + lines_.back ().turn_penalty_;
 
+  ret.demerits_ = 0;
   for (vsize p = page_count; p--;)
     {
       assert (system != VPOS);
@@ -272,6 +150,20 @@ Page_spacer::solve (vsize page_count)
        ret.systems_per_page_[p] = system - ps.prev_;
       system = ps.prev_;
     }
+
+  if (extra_systems)
+    {
+      ret.systems_per_page_.back () += extra_systems;
+      ret.demerits_ += 200000;
+    }
+  if (extra_pages)
+    {
+      ret.force_.insert (ret.force_.end (), extra_pages, 200000);
+      ret.systems_per_page_.insert (ret.systems_per_page_.end (), extra_pages, 0);
+      ret.demerits_ += 200000;
+    }
+
+
   ret.demerits_ += ret.penalty_;
   return ret;
 }
@@ -296,9 +188,11 @@ Page_spacer::resize (vsize page_count)
 bool
 Page_spacer::calc_subproblem (vsize page, vsize line)
 {
-  Page_spacing space (page_height_);
+  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);
-  bool ragged = ragged_ || (ragged_last_ && line == lines_.size () - 1);
+  bool ragged = ragged_ || (ragged_last_ && last);
 
   for (vsize page_start = line+1; page_start > page && page_start--;)
     {
@@ -310,7 +204,7 @@ Page_spacer::calc_subproblem (vsize page, vsize line)
 
       if (page > 0 || page_start == 0)
        {
-         if (line == lines_.size () - 1 && ragged_last_ && space.force_ > 0)
+         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 */
@@ -340,106 +234,3 @@ Page_spacer::calc_subproblem (vsize page, vsize line)
   return !isinf (cur.demerits_);
 }
 
-static vsize
-min_page_count (vector<Line_details> const &lines, Real page_height, bool ragged)
-{
-  vsize ret = 1;
-  Real cur_rod_height = 0;
-
-  for (vsize i = 0; i < lines.size (); i++)
-    {
-      Real ext_len = lines[i].extent_.length ();
-      Real next_height = cur_rod_height + ext_len
-       + (ragged ? lines[i].space_ : 0)
-       + ((cur_rod_height > 0) ? lines[i-1].padding_: 0);
-
-      if ((next_height > page_height && cur_rod_height > 0)
-         || (i > 0 && lines[i-1].page_permission_ == ly_symbol2scm ("force")))
-       {
-         ret++;
-         cur_rod_height = ext_len + (ragged ? lines[i].space_ : 0);
-       }
-      else
-       cur_rod_height = next_height;
-    }
-  return ret;
-}
-
-Spacing_result
-space_systems_on_min_pages (vector<Line_details> const &lines,
-                           Real page_height,
-                           Real odd_pages_penalty,
-                           bool ragged,
-                           bool ragged_last)
-{
-  vector<Line_details> compressed_lines = compress_lines (lines);
-  vsize min_p_count = min_page_count (compressed_lines, page_height, ragged);
-  Spacing_result ret;
-
-  if (min_p_count == 1)
-    {
-      Spacing_result candidate1 = space_systems_on_1_page (compressed_lines, page_height, ragged || ragged_last);
-      candidate1.force_.back () += odd_pages_penalty;
-      candidate1.demerits_ += odd_pages_penalty;
-      if (compressed_lines.size () == 1)
-       ret = candidate1;
-      else
-       {
-         Spacing_result candidate2 = space_systems_on_2_pages (compressed_lines, page_height, ragged, ragged_last);
-         ret = (candidate1.demerits_ < candidate2.demerits_) ?
-           candidate1 : candidate2;
-       }
-    }
-  else if (min_p_count == 2)
-    ret = space_systems_on_2_pages (compressed_lines, page_height, ragged, ragged_last);
-  else
-    {
-      Page_spacer ps (compressed_lines, page_height, ragged, ragged_last);
-      Spacing_result candidate1 = ps.solve (min_p_count);
-      if (min_p_count % 2 == 0)
-       ret = candidate1;
-      else
-       {
-         candidate1.force_.back () += odd_pages_penalty;
-         candidate1.demerits_ += odd_pages_penalty;
-
-         if (min_p_count == compressed_lines.size ())
-           ret = candidate1;
-         else
-           {
-             Spacing_result candidate2 = ps.solve (min_p_count + 1);
-             ret = (candidate1.demerits_ < candidate2.demerits_) ?
-               candidate1 : candidate2;
-           }
-       }
-    }
-  ret.systems_per_page_ = uncompress_solution (ret.systems_per_page_, compressed_lines);
-  return ret;
-}
-
-Spacing_result
-space_systems_on_best_pages (vector<Line_details> const &lines,
-                            Real page_height,
-                            Real odd_pages_penalty,
-                            bool ragged,
-                            bool ragged_last)
-{
-  vector<Line_details> compressed_lines = compress_lines (lines);
-  vsize min_p_count = min_page_count (compressed_lines, page_height, ragged);
-
-  Page_spacer ps (compressed_lines, page_height, ragged, ragged_last);
-  Spacing_result best = ps.solve (min_p_count);
-  best.force_.back () += (min_p_count % 2) ? odd_pages_penalty : 0;
-  best.demerits_ += (min_p_count % 2) ? odd_pages_penalty : 0;
-
-  for (vsize i = min_p_count+1; i <= compressed_lines.size (); i++)
-    {
-      Spacing_result cur = ps.solve (i);
-      cur.demerits_ += (i % 2) ? odd_pages_penalty : 0;
-      if (cur.demerits_ < best.demerits_)
-       best = cur;
-    }
-
-  best.systems_per_page_ = uncompress_solution (best.systems_per_page_, compressed_lines);
-  return best;
-}