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Revert "Issue 4550 (1/2) Avoid "using namespace std;" in included files"
[lilypond.git] / lily / spacing-loose-columns.cc
index c50ee887d9df2bf0bd9b37e10514dec15fa00daf..15f77f34a0bcc0283ca5119af4e5958b9df24c06 100644 (file)
@@ -1,21 +1,32 @@
 /*
-  spacing-loose-columns.cc -- implement loose column spacing.
+  This file is part of LilyPond, the GNU music typesetter.
 
-  source file of the GNU LilyPond music typesetter
+  Copyright (C) 2005--2015 Han-Wen Nienhuys <hanwen@xs4all.nl>
 
-  (c) 2005 Han-Wen Nienhuys <hanwen@xs4all.nl>
-*/
+  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
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+
+  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 "system.hh"
 #include "paper-column.hh"
 #include "column-x-positions.hh"
-#include "staff-spacing.hh"
 #include "pointer-group-interface.hh"
-#include "spacing-spanner.hh"
+#include "staff-spacing.hh"
 #include "note-spacing.hh"
-
-#include "break-align-interface.hh"
+#include "spacing-spanner.hh"
+#include "warn.hh"
+#include "moment.hh"
+#include "spacing-options.hh"
 
 /* Find the loose columns in POSNS, and drape them around the columns
    specified in BETWEEN-COLS.  */
@@ -23,400 +34,180 @@ void
 set_loose_columns (System *which, Column_x_positions const *posns)
 {
   int loose_col_count = posns->loose_cols_.size ();
+  if (!loose_col_count)
+    return;
+
+  for (int i = 0; i < loose_col_count; i++)
+    dynamic_cast<Paper_column *> (posns->loose_cols_[i])->set_system (which);
+
   for (int i = 0; i < loose_col_count; i++)
     {
       int divide_over = 1;
       Item *loose = dynamic_cast<Item *> (posns->loose_cols_[i]);
-      Paper_column *col = dynamic_cast<Paper_column *> (loose);
-
-      if (col->get_system ())
-       continue;
 
       Item *left = 0;
       Item *right = 0;
-      while (1)
-       {
-         SCM between = loose->get_object ("between-cols");
-         if (!scm_is_pair (between))
-           break;
-
-         Item *le = dynamic_cast<Item *> (unsmob_grob (scm_car (between)));
-         Item *re = dynamic_cast<Item *> (unsmob_grob (scm_cdr (between)));
-
-         if (! (le && re))
-           break;
-
-         if (!left && le)
-           {
-             left = le->get_column ();
-             if (!left->get_system ())
-               left = left->find_prebroken_piece (RIGHT);
-           }
-
-         divide_over++;
-         loose = right = re->get_column ();
-       }
-
-      if (!right->get_system ())
-       right = right->find_prebroken_piece (LEFT);
-
-      Grob *common = right->common_refpoint (left, X_AXIS);
-
-      int count = 0;
-      Real total_space = 0.0;
-      Real total_fixed = 0.0;
-
-      extract_grob_set (col, "spacing-wishes", wishes);
-      for (int i = 0; i < wishes.size (); i++)
-       {
-         Grob *spacing = wishes[i];
-         if (Staff_spacing::has_interface (spacing))
-           {
-             Real space = 0.0;
-             Real fixed = 0.0;
-             Staff_spacing::get_spacing_params (spacing, &space, &fixed);
-
-             total_fixed += fixed;
-             total_space += space;
-             count++;
-           }
-       }
-
-      Real right_point = 0.0;
-      Real distance_to_next = 0.0;
-      if (count)
-       {
-         total_space /= count;
-         total_fixed /= count;
-
-         distance_to_next = total_space;
-         right_point = right->relative_coordinate (common, X_AXIS);
-       }
-      else
-       {
-         Interval my_extent = col->extent (col, X_AXIS);
-         distance_to_next = my_extent[RIGHT] + 1.0;
-         right_point = right->extent (common, X_AXIS)[LEFT];
-       }
-
-      Real my_offset = right_point - distance_to_next;
-
-      col->system_ = which;
-      col->translate_axis (my_offset - col->relative_coordinate (common, X_AXIS), X_AXIS);
-    }
-}
-
-
-
-/*
-  Return whether COL is fixed to its neighbors by some kind of spacing
-  constraint.
-
-
-  If in doubt, then we're not loose; the spacing engine should space
-  for it, risking suboptimal spacing.
-
-  (Otherwise, we might risk core dumps, and other weird stuff.)
-*/
-static bool
-loose_column (Grob *l, Grob *c, Grob *r)
-{
-  extract_grob_set (c, "right-neighbors", rns);
-  extract_grob_set (c, "left-neighbors", lns);
-  
-  /*
-    If this column doesn't have a proper neighbor, we should really
-    make it loose, but spacing it correctly is more than we can
-    currently can handle.
-
-    (this happens in the following situation:
-
-    |
-    |    clef G
-    *
-
-    |               |      ||
-    |               |      ||
-    O               O       ||
-
-
-    the column containing the clef is really loose, and should be
-    attached right to the first column, but that is a lot of work for
-    such a borderline case.)
 
-  */
-  if (lns.is_empty () || rns.is_empty ())
-    return false;
-
-  Item *l_neighbor = dynamic_cast<Item *> (lns[0]);
-  Item *r_neighbor = dynamic_cast<Item *> (rns[0]);
-
-  if (!l_neighbor || !r_neighbor)
-    return false;
-
-  l_neighbor = l_neighbor->get_column ();
-  r_neighbor = dynamic_cast<Item *> (Note_spacing::right_column (r_neighbor));
-
-  if (l == l_neighbor && r == r_neighbor)
-    return false;
-
-  if (!l_neighbor || !r_neighbor)
-    return false;
-
-  /*
-    Only declare loose if the bounds make a little sense.  This means
-    some cases (two isolated, consecutive clef changes) won't be
-    nicely folded, but hey, then don't do that.
-  */
-  if (! ((Paper_column::is_musical (l_neighbor) || Item::is_breakable (l_neighbor))
-        && (Paper_column::is_musical (r_neighbor) || Item::is_breakable (r_neighbor))))
-    {
-      return false;
-    }
-
-  /*
-    A rather hairy check, but we really only want to move around
-    clefs. (anything else?)
-
-    in any case, we don't want to move bar lines.
-  */
-  extract_grob_set (c, "elements", elts);
-  for (int i = elts.size (); i--; )
-    {
-      Grob *g = elts[i];
-      if (g && Break_align_interface::has_interface (g))
-       {
-         extract_grob_set (g, "elements", gelts);
-         for (int j = gelts.size (); j--; )
-           {
-             Grob *h = gelts[j];
-
-             /*
-               ugh. -- fix staff-bar name?
-             */
-             if (h && h->get_property ("break-align-symbol") == ly_symbol2scm ("staff-bar"))
-               return false;
-           }
-       }
-    }
-
-  return true;
-}
-
-/*
-  Remove columns that are not tightly fitting from COLS. In the
-  removed columns, set 'between-cols to the columns where it is in
-  between.
-*/
-void
-Spacing_spanner::prune_loose_columns (Grob *me, Link_array<Grob> *cols,
-                                     Spacing_options const *options)
-{
-  Link_array<Grob> newcols;
-  Real increment = robust_scm2double (me->get_property ("spacing-increment"), 1.2);
-  for (int i = 0; i < cols->size (); i++)
-    {
-      if (Item::is_breakable (cols->elem (i))
-         || Paper_column::is_musical (cols->elem (i)))
-       {
-         newcols.push (cols->elem (i));
-         continue;
-       }
-
-      Grob *c = cols->elem (i);
-      if (loose_column (cols->elem (i - 1), c, cols->elem (i + 1)))
-       {
-         extract_grob_set (c, "right-neighbors", rns_arr);
-         extract_grob_set (c, "left-neighbors", lns_arr);
-         
-         SCM lns = lns_arr.size () ? lns_arr.top()->self_scm () : SCM_BOOL_F;
-         SCM rns = rns_arr.size () ? rns_arr.top()->self_scm () : SCM_BOOL_F;
-         
-         /*
-           Either object can be non existent, if the score ends
-           prematurely.
-         */
-
-         extract_grob_set (unsmob_grob (rns), "right-items", right_items);
-         c->set_object ("between-cols", scm_cons (lns,
-                                                  right_items[0]->self_scm ()));
-
-         /*
-           Set distance constraints for loose columns
-         */
-         Drul_array<Grob *> next_door;
-         next_door[LEFT] = cols->elem (i - 1);
-         next_door[RIGHT] = cols->elem (i + 1);
-         Direction d = LEFT;
-         Drul_array<Real> dists (0, 0);
-
-         do
-           {
-             dists[d] = 0.0;
-             Item *lc = dynamic_cast<Item *> ((d == LEFT) ? next_door[LEFT] : c);
-             Item *rc = dynamic_cast<Item *> (d == LEFT ? c : next_door[RIGHT]);
-
-
-             extract_grob_set (lc, "spacing-wishes", wishes);
-             for (int k = wishes.size(); k--;)
-               {
-                 Grob *sp = wishes[k];
-                 if (Note_spacing::left_column (sp) != lc
-                     || Note_spacing::right_column (sp) != rc)
-                   continue;
-
-                 Real space, fixed;
-                 fixed = 0.0;
-                 bool dummy;
-
-                 if (d == LEFT)
-                   {
-                     /*
-                       The note spacing should be taken from the musical
-                       columns.
-
-                     */
-                     Real base = note_spacing (me, lc, rc, options, &dummy);
-                     Note_spacing::get_spacing (sp, rc, base, increment, &space, &fixed);
-
-                     space -= increment;
-
-                     dists[d] = max (dists[d], space);
-                   }
-                 else
-                   {
-                     Real space, fixed_space;
-                     Staff_spacing::get_spacing_params (sp,
-                                                        &space, &fixed_space);
-
-                     dists[d] = max (dists[d], fixed_space);
-                   }
-               }
-           }
-         while (flip (&d) != LEFT);
-
-         Rod r;
-         r.distance_ = dists[LEFT] + dists[RIGHT];
-         r.item_drul_[LEFT] = dynamic_cast<Item *> (cols->elem (i - 1));
-         r.item_drul_[RIGHT] = dynamic_cast<Item *> (cols->elem (i + 1));
-
-         r.add_to_cols ();
-       }
+      vector<Item *> clique;
+      while (1)
+        {
+          SCM between = loose->get_object ("between-cols");
+          if (!scm_is_pair (between))
+            break;
+
+          /* If the line was broken at one of the loose columns, split
+             the clique at that column. */
+          if (!loose->get_system ())
+            break;
+
+          Paper_column *le = unsmob<Paper_column> (scm_car (between));
+          Paper_column *re = unsmob<Paper_column> (scm_cdr (between));
+
+          if (! (le && re))
+            break;
+
+          if (!left && le)
+            {
+              left = le->get_column ();
+              if (!left->get_system ())
+                left = left->find_prebroken_piece (RIGHT);
+
+              clique.push_back (left);
+            }
+
+          clique.push_back (loose);
+
+          divide_over++;
+          loose = right = re->get_column ();
+        }
+
+      if (!right)
+        {
+          programming_error ("Can't attach loose column sensibly."
+                             "  Attaching to end of system.");
+          right = which->get_bound (RIGHT);
+        }
+
+      if (right->get_system ())
+        ; /* do nothing */
+      else if (right->find_prebroken_piece (LEFT)
+               && right->find_prebroken_piece (LEFT)->get_system () == which)
+        right = right->find_prebroken_piece (LEFT);
+      else if (Paper_column::get_rank (which->get_bound (RIGHT)) < Paper_column::get_rank (right))
+        right = which->get_bound (RIGHT);
       else
-       {
-         newcols.push (c);
-       }
-    }
+        {
+          clique.back ()->programming_error ("Loose column does not have right side to attach to.");
+          System *base_system = dynamic_cast<System *> (which->original ());
+          int j = Paper_column::get_rank (clique.back ()) + 1;
+          int end_rank = Paper_column::get_rank (which->get_bound (RIGHT));
+          extract_grob_set (base_system, "columns", base_cols);
+          for (; j < end_rank; j++)
+            {
+              if (base_cols[j]->get_system () == which)
+                right = dynamic_cast<Item *> ((Grob *)base_cols[j]);
+            }
+        }
 
-  *cols = newcols;
-}
-
-/*
-  Set neighboring columns determined by the spacing-wishes grob property.
-*/
-void
-Spacing_spanner::set_explicit_neighbor_columns (Link_array<Grob> const &cols)
-{
-  for (int i = 0; i < cols.size (); i++)
-    {
-      SCM right_neighbors = Grob_array::make_array ();
-      Grob_array *rn_arr = unsmob_grob_array (right_neighbors);
-      int min_rank = 100000;   // inf.
-
-      extract_grob_set (cols[i], "spacing-wishes", wishes);
-      for (int k = wishes.size(); k--;)
-       {
-         Item *wish = dynamic_cast<Item *> ( wishes[k]);
-
-         Item *lc = wish->get_column ();
-         Grob *right = Note_spacing::right_column (wish);
-
-         if (!right)
-           continue;
-
-         Item *rc = dynamic_cast<Item *> (right);
-
-         int right_rank = Paper_column::get_rank (rc);
-         int left_rank = Paper_column::get_rank (lc);
-
-         /*
-           update the left column.
-         */
-         if (right_rank <= min_rank)
-           {
-             if (right_rank < min_rank)
-               rn_arr->clear ();
-
-             min_rank = right_rank;
-             rn_arr->add (wish);
-           }
-
-         /*
-           update the right column of the wish.
-         */
-         int maxrank = 0;
-
-         extract_grob_set (rc, "left-neighbors", lns_arr);
-         if (lns_arr.size ())
-           {
-             Item *it = dynamic_cast<Item *> (lns_arr.top());
-             maxrank = Paper_column::get_rank (it->get_column ());
-           }
-
-         if (left_rank >= maxrank)
-           {
-             
-             if (left_rank > maxrank)
-               {
-                 Grob_array *ga = unsmob_grob_array (rc->get_object ("left-neighbors"));
-                 if (ga)
-                   ga->clear ();
-               }
-
-             Pointer_group_interface::add_grob (rc, ly_symbol2scm ("left-neighbors"), wish);
-           }
-       }
-
-      if (rn_arr->size ())
-       {
-         cols[i]->set_object ("right-neighbors", right_neighbors);
-       }
-    }
-}
-
-/*
-  Set neighboring columns that have no left/right-neighbor set
-  yet. Only do breakable non-musical columns, and musical columns.
-*/
-void
-Spacing_spanner::set_implicit_neighbor_columns (Link_array<Grob> const &cols)
-{
-  for (int i = 0; i < cols.size (); i++)
-    {
-      Item *it = dynamic_cast<Item *> (cols[i]);
-      if (!Item::is_breakable (it) && !Paper_column::is_musical (it))
-       continue;
+      Grob *common = right->common_refpoint (left, X_AXIS);
 
-      // it->breakable || it->musical
+      clique.push_back (right);
 
       /*
-       sloppy with typing left/right-neighbors should take list, but paper-column found instead.
+        We use two vectors to keep track of loose column spacing:
+          clique_spacing keeps track of ideal spaces.
+          clique_tight_spacing keeps track of minimum spaces.
+        Below, a scale factor is applied to the shifting of loose columns that
+        aims to preserve clique_spacing but gets closer to clique_tight_spacing as the
+        space becomes smaller.  This is used because the rods placed for loose columns
+        are tight (meaning they use minimum distances - see set_distances_for_loose_columns).
+        However, other rods may widen this distance, in which case we don't want a crammed score.
+        Thus, we aim for non-crammed, and fall back on crammed as needed.
       */
-      extract_grob_set (cols[i], "left-neighbors", lns);
-      if (lns.is_empty () && i )
-       {
-         SCM ga_scm = Grob_array::make_array();
-         Grob_array *ga = unsmob_grob_array (ga_scm);
-         ga->add (cols[i-1]);
-         cols[i]->set_object ("left-neighbors", ga_scm);
-       }
-      extract_grob_set (cols[i], "right-neighbors", rns);
-      if (rns.is_empty () && i < cols.size () - 1)
-       {
-         SCM ga_scm = Grob_array::make_array();
-         Grob_array *ga = unsmob_grob_array (ga_scm);
-         ga->add (cols[i+1]);
-         cols[i]->set_object ("right-neighbors", ga_scm);
-       }
+      vector<Real> clique_spacing;
+      vector<Real> clique_tight_spacing;
+      clique_spacing.push_back (0.0);
+      clique_tight_spacing.push_back (0.0);
+      for (vsize j = 1; j + 1 < clique.size (); j++)
+        {
+          Grob *clique_col = clique[j];
+
+          Paper_column *loose_col = dynamic_cast<Paper_column *> (clique[j]);
+          Paper_column *next_col = dynamic_cast<Paper_column *> (clique[j + 1]);
+
+          Grob *spacing = unsmob<Grob> (clique_col->get_object ("spacing"));
+          if (Grob *grace_spacing = unsmob<Grob> (clique_col->get_object ("grace-spacing")))
+            {
+              spacing = grace_spacing;
+            }
+
+          Spacing_options options;
+          if (spacing)
+            options.init_from_grob (spacing);
+          else
+            programming_error ("Column without spacing object");
+
+          Real base_note_space = 0.0;
+          Real tight_note_space = 0.0;
+
+          if (Paper_column::is_musical (next_col)
+              && Paper_column::is_musical (loose_col))
+            {
+              Spring spring = Spacing_spanner::note_spacing (spacing, loose_col,
+                                                             next_col, &options);
+              if (has_interface<Note_spacing> (spacing))
+                spring = Note_spacing::get_spacing (spacing, next_col,
+                                                    spring, options.increment_);
+
+              base_note_space = spring.distance ();
+              tight_note_space = spring.min_distance ();
+            }
+          else
+            {
+              Spring spring = Spacing_spanner::standard_breakable_column_spacing (spacing,
+                              loose_col, next_col,
+                              &options);
+
+              base_note_space = spring.distance ();
+              tight_note_space = spring.min_distance ();
+            }
+
+          Real loose_col_horizontal_length = loose_col->extent (loose_col, X_AXIS).length ();
+          base_note_space = max (base_note_space, loose_col_horizontal_length);
+          tight_note_space = max (tight_note_space, loose_col_horizontal_length);
+
+          clique_spacing.push_back (base_note_space);
+          clique_tight_spacing.push_back (tight_note_space);
+        }
+
+      Real permissible_distance = clique.back ()->relative_coordinate (common, X_AXIS) - robust_relative_extent (clique[0], common, X_AXIS)[RIGHT];
+      Real right_point = robust_relative_extent (clique.back (), common, X_AXIS)[LEFT];
+      Grob *finished_right_column = clique.back ();
+
+      Real sum_tight_spacing = 0;
+      Real sum_spacing = 0;
+      // currently a magic number - what would be a good grob to hold this property?
+      Real left_padding = 0.15;
+      for (vsize j = 0; j < clique_spacing.size (); j++)
+        {
+          sum_tight_spacing += clique_tight_spacing[j];
+          sum_spacing += clique_spacing[j];
+        }
+      Real scale_factor = max (0.0, min (1.0, (permissible_distance - left_padding - sum_tight_spacing) / (sum_spacing - sum_tight_spacing)));
+      for (vsize j = clique.size () - 2; j > 0; j--)
+        {
+          Paper_column *clique_col = dynamic_cast<Paper_column *> (clique[j]);
+
+          right_point = finished_right_column->relative_coordinate (common, X_AXIS);
+
+          Real distance_to_next = clique_tight_spacing[j] + (clique_spacing[j] - clique_tight_spacing[j]) * scale_factor;
+
+          Real my_offset = right_point - distance_to_next;
+
+          clique_col->translate_axis (my_offset - clique_col->relative_coordinate (common, X_AXIS), X_AXIS);
+
+          finished_right_column = clique_col;
+        }
     }
 }
+