OpenMesh学习笔记4 迭代器和循环器

迭代器和循环器

迭代器

    OpenMesh提供了遍历网格元素（点，半边，边，面）的迭代器。

    所有的迭代器都定义在命名空间OpenMesh::Iterators中的模板类，需要一个具体的网格对象（即已经初始化或者从文件读取的网格对象）作为模板参数。定义迭代器时，需要使用网格对象提供的类型，如MyMesh::VertexIter而不是OpenMesh::Iterators::VertexIterT<MyMesh>。（这样的定义方式，感觉跟模板类的模板参数传递不太一样，自己适应一下就好了。）

    下面是各种网格元素迭代器的使用方式：

MyMesh mesh;   ...; // specify the mesh data// iterate over all verticesfor (MyMesh::VertexIter v_it=mesh.vertices_begin(); v_it!=mesh.vertices_end(); ++v_it)    ...; // do something with *v_it, v_it->, or *v_it// iterate over all halfedgesfor (MyMesh::HalfedgeIter h_it=mesh.halfedges_begin(); h_it!=mesh.halfedges_end(); ++h_it)    ...; // do something with *h_it, h_it->, or *h_it// iterate over all edgesfor (MyMesh::EdgeIter e_it=mesh.edges_begin(); e_it!=mesh.edges_end(); ++e_it)    ...; // do something with *e_it, e_it->, or *e_it// iterator over all facesfor (MyMesh::FaceIter f_it=mesh.faces_begin(); f_it!=mesh.faces_end(); ++f_it)    ...; // do something with *f_it, f_it->, or *f_it

    为了效率考虑，建议使用前置递增运算符(++it)。

删除元素

    如果一个网格对象中没有元素被标记为已删除，对应元素的序号(idx())是从0到num-1的连续整数（其中num是元素个数），例如点的序号就是从0到n_vertices()-1。

    但是相反，如果有元素被标记为已删除，且OpenMesh::ArrayKernel::garbage_collection()没有被调用，这种连续的序号就不成立了，当然，如果调用了garbage_collection()函数，结果就跟上面一样了。原因就是OpenMesh采用了一种”懒“的元素删除方案，用于避免不必要的数据结构更新。当然，半边数据结构会在删除元素的过程中立即更新，以保证以下算法的正确执行：

• 如果你删除了一个面，那么这个面会仍然存在，但留下的洞的半边会立即更新（应该是删除掉这个面上的所有半边，比如如果是三角形面，就会删除三条逆时针方向的首尾相连的半边），这就意味着，邻接顶点的循环器（看下面的内容了解循环器），不会再列出这个面；
• 如果删除了一条边，那么相邻的面也会被移除（即把他们标记为已删除并更新周围的半边），同样的，循环器就不回再”看到“这些已经删除的元素了；
• 如果删除一个点，那么与之相连的边和相应的面也都会被标记为已删除，和上面的方案一样。

    迭代器在遍历元素的过程中，仍然会遍历到所有的元素，包括已经标记为已删除元素。除非使用一种特殊的跳跃迭代器(skipping iterators)，遍历过程中会跳过已经标记为删除的元素。而循环器总是只遍历没有被删除的元素。

在OpenMesh中如何使用迭代器

    迭代一个网格对象中所有的面的示例如下：

MyMesh mesh;   ...; // specify the mesh datafor(MyMesh::FaceIter f_it = mesh.faces_begin(); f_it != mesh.faces_end(); ++f_it) {    std::cout << "The face's valence is " << mesh.valence( *f_it ) << std::endl;}

跳跃迭代器

    跳跃迭代器和普通的迭代器一样，只是在初始化迭代器时，不在使用<element>_begin()函数，而是用<element>_sbegin()，多了一个s而已，列举如下：

• vertices_sbegin(),
• edges_sbegin(),
• halfedges_sbegin(),
• faces_sbegin()

循环器

    循环器是用来遍历与某一个元素相邻的所有另一种元素。如列出与一个点相邻的所有点（其实就是1-ring领域了），列出一个面上的所有点，或者一个面相邻的所有的面等。具体的有下面这些，就不一一介绍了，比较好理解的。

     一个点的循环器：

• VertexVertexIter: iterate over all neighboring vertices.
• VertexIHalfedgeIter: iterate over all incoming halfedges.
• VertexOHalfedgeIter: iterate over all outgoing halfedges.
• VertexEdgeIter: iterate over all incident edges.
• VertexFaceIter: iterate over all adjacent faces.
  

    面的循环器：

• FaceVertexIter: iterate over the face's vertices.
• FaceHalfedgeIter: iterate over the face's halfedges.
• FaceEdgeIter: iterate over the face's edges.
• FaceFaceIter: iterate over all edge-neighboring faces.

    其他循环器

• HalfedgeLoopIter: iterate over a sequence of Halfedges. (all Halfedges over a face or a hole)

OpenMesh通过以下函数得到一个特定对象的循环器：

/************************************************** * Vertex circulators **************************************************/// Get the vertex-vertex circulator (1-ring) of vertex _vhVertexVertexIter OpenMesh::PolyConnectivity::vv_iter (VertexHandle _vh);// Get the vertex-incoming halfedges circulator of vertex _vhVertexIHalfedgeIter OpenMesh::PolyConnectivity::vih_iter (VertexHandle _vh);// Get the vertex-outgoing halfedges circulator of vertex _vhVertexOHalfedgeIter OpenMesh::PolyConnectivity::voh_iter (VertexHandle _vh);// Get the vertex-edge circulator of vertex _vhVertexEdgeIter OpenMesh::PolyConnectivity::ve_iter (VertexHandle _vh);// Get the vertex-face circulator of vertex _vhVertexFaceIter OpenMesh::PolyConnectivity::vf_iter (VertexHandle _vh);/************************************************** * Face circulators **************************************************/// Get the face-vertex circulator of face _fhFaceVertexIter OpenMesh::PolyConnectivity::fv_iter (FaceHandle _fh);// Get the face-halfedge circulator of face _fhFaceHalfedgeIter OpenMesh::PolyConnectivity::fh_iter (FaceHandle _fh);// Get the face-edge circulator of face _fhFaceEdgeIter OpenMesh::PolyConnectivity::fe_iter (FaceHandle _fh);// Get the face-face circulator of face _fhFaceFaceIter OpenMesh::PolyConnectivity::ff_iter (FaceHandle _fh);

  除了上述常规的迭代器之外，还有一些特定方向的循环器（顺时针和逆时针），在函数中插入“cw”和“ccw”用以得到对应的方向循环器（其实就是说，常规循环器列出的对象顺序是不固定的，可能是跳跃的）。例如：

VertexVertexIter vvit = mesh.vv_iter(some_vertex_handle);          // fastest (clock or counterclockwise)VertexVertexCWIter vvcwit = mesh.vv_cwiter(some_vertex_handle);    // clockwiseVertexVertexCCWIter vvccwit = mesh.vv_ccwiter(some_vertex_handle); // counter-clockwise

  注意，ccw和cw迭代器必须保证OpenMesh::Attributes::PrevHalfedge是可用的（因为在半边结构中，为了节省空间，这个属性是可以关闭的）。

在OpenMesh中如何使用循环器

    下面的例子是列出一个点的1-ring领域：

MyMesh mesh;// (linearly) iterate over all verticesfor (MyMesh::VertexIter v_it=mesh.vertices_sbegin(); v_it!=mesh.vertices_end(); ++v_it){  // circulate around the current vertex  for (MyMesh::VertexVertexIter vv_it=mesh.vv_iter(*v_it); vv_it.is_valid(); ++vv_it)  {    // do something with e.g. mesh.point(*vv_it)  }}

列出一个面上的所有内部半边的例子如下：

MyMesh mesh;...// Assuming faceHandle contains the face handle of the target faceMyMesh::FaceHalfedgeIter fh_it = mesh.fh_iter(faceHandle);for(; fh_it.is_valid(); ++fh_it) {    std::cout << "Halfedge has handle " << *fh_it << std::endl;}

关于具体的例子，下一篇附上，介绍如何使用循环器和迭代器，并在OpenGL中做一些显示。