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JansenLegViewer/Rod.cs
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JansenLegViewer/Rod.cs
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using System;
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using System.Collections.Generic;
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using System.Linq;
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using System.Text;
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using System.Threading.Tasks;
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using System.Numerics;
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using System.Drawing;
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namespace JansenLegSimulator
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{
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public class Rod
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{
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#region Constructores
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// Constructor de barra libre
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public Rod() { }
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// Constructor de barra con un extremo fijado a un punto
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public Rod(Vector2 begining)
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{
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_startPosition = begining;
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}
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#endregion
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#region Conexiones
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/// <summary>
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/// Barra a la que se une por el extremo inicial
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/// </summary>
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private Rod JointBegining { get; set; } = null;
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/// <summary>
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/// Barras a las cuales se une por el extremo final
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/// </summary>
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private List<Rod> JointsEnding { get; set; } = new();
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/// <summary>
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/// Conecta el inicio de una barra a otra barra
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/// </summary>
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/// <param name="linkage">La barra a la cual se unirá esta</param>
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public void ConnectBegin(ref Rod linkage)
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{
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if (linkage == null) throw new NullReferenceException("The rod cannot be null");
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if (JointBegining != null) throw new Exception("The beginning is already assigned");
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JointBegining = linkage;
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}
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/// <summary>
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/// Conecta el final de una barra a otra barra
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/// </summary>
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/// <param name="linkage">La barra a la cual se unirá esta</param>
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public void ConnectEnd(ref Rod linkage)
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{
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if (linkage == null) throw new NullReferenceException("The rod cannot be null");
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if (!JointsEnding.Contains(linkage))
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JointsEnding.Add(linkage);
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}
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/// <summary>
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/// Desconecta (si está conectada) la barra especificada
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/// </summary>
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/// <param name="linkage">Barra a ser desconectada</param>
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public void Disconnect(ref Rod linkage)
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{
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if (JointBegining == linkage) JointBegining = null;
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if (JointsEnding.Contains(linkage)) JointsEnding.Remove(linkage);
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}
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#endregion
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#region Propiedades de la barra
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public string RodName { get; set; } = "Unnamed";
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/// <summary>
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/// Longitud de la barra
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/// </summary>
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public float Length { get; set; } = 20;
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private float? _alpha = null;
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/// <summary>
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/// Ángulo de rotación de la barra. Si no se establece será 0 radianes.
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/// </summary>
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public float Alpha
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{
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get => (_alpha != null) ? (float)_alpha : 0;
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set => _alpha = value;
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}
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private Vector2? _startPosition = null;
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/// <summary>
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/// Posición de incio (eje de esta barra).
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/// Si se ha unido el inicio a otra barra, se calculará a partir de la posición final de la barra sobre la cual está
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/// </summary>
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public virtual Vector2 StartPosition
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{
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get => (_startPosition != null) ? (Vector2)_startPosition :
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(JointBegining != null) ? JointBegining.EndPosition : new Vector2(0, 0);
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set => _startPosition = value;
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||||
}
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/// <summary>
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||||
/// Posición final.
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/// Se calcula a partir de la posición inicial, el ángulo y la longitud.
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/// </summary>
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public virtual Vector2 EndPosition
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{
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get => new Vector2(
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||||
StartPosition.X + Length * MathF.Cos(Alpha),
|
||||
StartPosition.Y + Length * MathF.Sin(Alpha)
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||||
);
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}
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/// <summary>
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||||
/// Posición central.
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||||
/// Se calcula a partir de la posición inicial, el ángulo y la longitud.
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/// </summary>
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public virtual Vector2 Center
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{
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||||
get => new Vector2(
|
||||
StartPosition.X + Length * MathF.Cos(Alpha) / 2,
|
||||
StartPosition.Y + Length * MathF.Sin(Alpha) / 2
|
||||
);
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||||
}
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#endregion
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/// <summary>
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||||
/// Calcula el punto de intersección entre dos barras de longitud y eje de rotación determinados.
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/// </summary>
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/// <param name="A">Primera barra</param>
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/// <param name="B">Segunda barra</param>
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/// <param name="solution">En caso de que existan dos intersecciones, número de la intersección a elegir</param>
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/// <returns>El vector que representa el punto en el que se unen las dos barras.</returns>
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/// <exception cref="RodsDoNotIntersectException">Si las barras no intersecan en ningún punto, lanzará una excepción.</exception>
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||||
/// <exception cref="IntersectionOutOfRangeException">Si las barras intersecan pero no se encuentra la intersección especificada, lanzará una excepción.</exception>
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public static Vector2 GetIntersection(Rod A, Rod B, int solution = -1)
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{
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Vector2[] intersects = CosasQueNoSeExplicanEnMatesDePrimero.CalculateCircleIntersections(
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A.StartPosition,
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B.StartPosition,
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A.Length,
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B.Length);
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||||
return (intersects.Length == 0) ? throw new RodsDoNotIntersectException("No existe conexión posible entre estas dos barras. Pruebe a darles la vuelta.") :
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(intersects.Length == 1 || solution < 0) ? intersects[0] :
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||||
(intersects.Length > solution) ? intersects[solution] :
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||||
throw new IntersectionOutOfRangeException("La intersección especificada no existe. Pruebe con las soluciones 0 y 1");
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}
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/// <summary>
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/// Calcula la diferencia entre dos vectores
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/// </summary>
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/// <param name="A">Vector final</param>
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/// <param name="B">Vector inicial</param>
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/// <returns>Vector final - Vector inicial</returns>
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public static Vector2 Delta(Vector2 A, Vector2 B) => A - B;
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/// <summary>
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/// Calcula para cada elemento el ángulo de la intersección de dos vectores a su posición respecto el 0 en el primer cuadrante.
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/// </summary>
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/// <param name="A">Vector 1</param>
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/// <param name="B">Vector 2</param>
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/// <param name="solution">Devuelve los angulos de cada eje a la intersección</param>
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/// <returns></returns>
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public static (float, float) GetIntersectionAlphas(Rod A, Rod B, int solution = -1)
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{
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(float, float) result = new();
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||||
// Calcular las intersecciones y los vectores de
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||||
// incremento entre el eje de la barra y su unión.
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Vector2
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I = GetIntersection(A, B, solution),
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||||
DeltaA = Delta(I, A.StartPosition),
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||||
DeltaB = Delta(I, B.StartPosition);
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||||
// Obtener los ángulos mediante la inversa del coseno
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result.Item1 = MathF.Acos(DeltaA.X / DeltaA.Length());
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result.Item2 = MathF.Acos(DeltaB.X / DeltaB.Length());
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||||
// Voltear verticalmente según la dirección vertical
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||||
// del vector incremento
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if (DeltaA.Y < 0) result.Item1 *= -1.0f;
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if (DeltaB.Y < 0) result.Item2 *= -1.0f;
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return result;
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}
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[Serializable]
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public class RodsDoNotIntersectException : Exception
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{
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||||
public RodsDoNotIntersectException() { }
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||||
public RodsDoNotIntersectException(string message) : base(message) { }
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||||
public RodsDoNotIntersectException(string message, Exception inner) : base(message, inner) { }
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||||
protected RodsDoNotIntersectException(
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||||
System.Runtime.Serialization.SerializationInfo info,
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||||
System.Runtime.Serialization.StreamingContext context) : base(info, context) { }
|
||||
}
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[Serializable]
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public class IntersectionOutOfRangeException : Exception
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{
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||||
public IntersectionOutOfRangeException() { }
|
||||
public IntersectionOutOfRangeException(string message) : base(message) { }
|
||||
public IntersectionOutOfRangeException(string message, Exception inner) : base(message, inner) { }
|
||||
protected IntersectionOutOfRangeException(
|
||||
System.Runtime.Serialization.SerializationInfo info,
|
||||
System.Runtime.Serialization.StreamingContext context) : base(info, context) { }
|
||||
}
|
||||
}
|
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}
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