DRAwer_2_0/Canvas.cpp

#include "Canvas.h"
#define WIDGET_POSITION event->pos()
#define UCS_POSITION screenToLogical(WIDGET_POSITION)

// ===================================================================
// Вспомогательные функции
// ===================================================================

/// Вычислить расстояние между двумя точками
static double dist_P2P(QPointF p1, QPointF p2)
{
    return sqrt(pow(p2.x() - p1.x(), 2) + pow(p2.y() - p1.y(), 2));
}

/// Создать упорядоченную пару (чтобы pair(obj1, obj2) и pair(obj2, obj1) считались одинаковыми)
template <typename T, typename A, typename B>
T makeOrderedPair(A* obj1, B* obj2)
{
    return (obj1 < obj2) ? std::make_pair(obj1, obj2) : std::make_pair(obj2, obj1);
}

// ===================================================================
// Конструктор и деструктор
// ===================================================================

Canvas::Canvas(QWidget* parent)
    : QWidget(parent)
{
    sys = System();
    setMouseTracking(true);
    setBackgroundRole(QPalette::Base);
    setFocusPolicy(Qt::StrongFocus);
    setAutoFillBackground(true);
}

Canvas::~Canvas()
{
    clearCanvas();
}

// ===================================================================
// Методы изменения режима
// ===================================================================

void Canvas::changeMode(Mode _mode)
{
    mode = _mode;
}

// ===================================================================
// Методы поиска и проверки
// ===================================================================

Line* Canvas::findAt(QPointF& pos, qreal tolerance)
{
    for (Line* line : lines) {
        if (line->contains(pos, tolerance)) {
            return line;
        }
    }
    return nullptr;
}

Point* Canvas::findPointAt(QPointF pos, qreal tolerance)
{
    Point* temp = nullptr;
    for (Line* line : lines) {
        QPointF p1(*line->p1.x, *line->p1.y);
        QPointF p2(*line->p2.x, *line->p2.y);

        if (dist_P2P(p1, pos) <= tolerance)
            temp = line->start_ref;
        if (dist_P2P(p2, pos) <= tolerance)
            temp = line->end_ref;
    }
    return temp;
}

bool Canvas::areCoincident(Point* p1, Point* p2)
{
    return P2Ppairs.count(makeOrderedPair<PointPair>(p1, p2));
}

bool Canvas::areHorizontalVertical(Point* p1, Point* p2, bool mode)
{
    // mode = false - проверка горизонтальности
    // mode = true  - проверка вертикальности
    if (!mode)
        return HORIZ_pairs.count(makeOrderedPair<PointPair>(p1, p2));
    else
        return VERT_pairs.count(makeOrderedPair<PointPair>(p1, p2));
}

bool Canvas::isLineHorizontal(Line* line)
{
    if (!line || !line->start_ref || !line->end_ref)
        return false;
    return HORIZ_pairs.count(makeOrderedPair<PointPair>(line->start_ref, line->end_ref));
}

bool Canvas::isLineVertical(Line* line)
{
    if (!line || !line->start_ref || !line->end_ref)
        return false;
    return VERT_pairs.count(makeOrderedPair<PointPair>(line->start_ref, line->end_ref));
}

bool Canvas::areAlreadyParallel(Line* l1, Line* l2)
{
    return parallelPairs.count(makeOrderedPair<LinePair>(l1, l2));
}

bool Canvas::areAlreadyPerpendicular(Line* line1, Line* line2)
{
    return perpendicularPairs.count(makeOrderedPair<LinePair>(line1, line2));
}

// ===================================================================
// Методы работы с ограничениями
// ===================================================================

// TODO - переделать в bool для отображения статуса выполнения
void Canvas::remove_constraint(int tag)
{
    auto it = C_Info.find(tag);
    if (it == C_Info.end()) return;

    ConstraintInfo info = it->second;

    // Удаляем ограничение из солвера
    sys.clearByTag(tag);

    // Удаляем из соответствующих контейнеров в зависимости от типа ограничения
    switch (info.mode) {
    case Mode::Horizontal: {
        if (auto* pair = std::get_if<PointPair>(&info.data)) {
            HORIZ_pairs.erase(*pair);
        }
        break;
    }
    case Mode::Vertical: {
        if (auto* pair = std::get_if<PointPair>(&info.data)) {
            VERT_pairs.erase(*pair);
        }
        break;
    }
    case Mode::Parallel: {
        if (auto* pair = std::get_if<LinePair>(&info.data)) {
            parallelPairs.erase(*pair);
        }
        break;
    }
    case Mode::Coincedent: {
        if (auto* pair = std::get_if<PointPair>(&info.data)) {
            P2Ppairs.erase(*pair);
        }
        break;
    }
    case Mode::Perpendicular: {
        if (auto* pair = std::get_if<LinePair>(&info.data)) {
            perpendicularPairs.erase(*pair);
        }
        break;
    }
    default:
        break;
    }
    C_Info.erase(it);
}

// ===================================================================
// Обработчики событий мыши
// ===================================================================

void Canvas::mousePressEvent(QMouseEvent* event)
{
    QPointF scene = UCS_POSITION;

#ifdef _DEBUG
    qDebug() << "Scene point in" << scene.x() << scene.y();
#endif

    // ====================== Режим None: перемещение объектов ======================
    if (mode == Mode::None) {
        Point* p = findPointAt(scene);
        if (p) {
            draggedPoint = p;
            dragOffset = scene - QPointF(*p->x, *p->y);
            return;
        }

        Line* found = findAt(scene);
        if (found) {
            draggedLine = found;
            QPointF lineCenter(
                (*found->p1.x + *found->p2.x) / 2.0,
                (*found->p1.y + *found->p2.y) / 2.0
            );
            dragOffset = scene - lineCenter;
            return;
        }
    }

    // ====================== Режим Horizontal/Vertical ======================
    else if (mode == Mode::Horizontal || mode == Mode::Vertical) {
        Line* found = findAt(scene);

        if (found) {
            // Проверка: если линия уже вертикальна, нельзя сделать её горизонтальной
            if (mode == Mode::Horizontal && isLineVertical(found)) {
                QMessageBox::warning(this,
                    QString("Невозможно"),
                    QString("Эта линия уже вертикальна и не может быть горизонтальной!"),
                    QMessageBox::Ok
                );
                mode = Mode::None;
                return;
            }

            // Проверка: если линия уже горизонтальна, нельзя сделать её вертикальной
            if (mode == Mode::Vertical && isLineHorizontal(found)) {
                QMessageBox::warning(this,
                    QString("Невозможно"),
                    QString("Эта линия уже горизонтальна и не может быть вертикальной!"),
                    QMessageBox::Ok
                );
                mode = Mode::None;
                return;
            }

            if (mode == Mode::Horizontal) {
                sys.addConstraintHorizontal(*found, constraints_count++);
                auto pair = makeOrderedPair<PointPair>(found->start_ref, found->end_ref);
                HORIZ_pairs.insert(pair);
                C_Info[constraints_count - 1] = { Mode::Horizontal, pair };
            }
            else {
                sys.addConstraintVertical(*found, constraints_count++);
                auto pair = makeOrderedPair<PointPair>(found->start_ref, found->end_ref);
                VERT_pairs.insert(pair);
                C_Info[constraints_count - 1] = { Mode::Vertical, pair };
            }
            solve_for_canvas();
            after_constraint = true;
        }
        mode = Mode::None;
    }

    // ====================== Режим DrawingLine: рисование линий ======================
    else if (mode == Mode::DrawingLine) {
        if (!current_line) {
            // Первый клик: создаем новую линию
            current_line = new Line();

            // Создаем координаты для точек линии
            double* x1 = new double(scene.x());
            double* y1 = new double(scene.y());
            double* x2 = new double(scene.x());
            double* y2 = new double(scene.y());

            // Добавляем параметры в солвер
            params.push_back(x1);
            params.push_back(y1);

            // Создаем точки и привязываем к линии
            points.push_back(new Point(x1, y1, obj_count++));
            points.push_back(new Point(x2, y2, obj_count++));

            current_line->p1.x = x1;
            current_line->p1.y = y1;
            current_line->p2.x = x2;
            current_line->p2.y = y2;
            current_line->start_ref = points[points.size() - 2];
            current_line->end_ref = points[points.size() - 1];
        }
        else {
            // Второй клик: завершаем рисование линии
            *current_line->p2.x = scene.x();
            *current_line->p2.y = scene.y();

            // Проверка минимальной длины линии
            double len = sqrt(pow(*current_line->p2.x - *current_line->p1.x, 2) +
                pow(*current_line->p2.y - *current_line->p1.y, 2));

            if (len < 10) {
                // Линия слишком короткая - отменяем создание
                delete current_line;
                current_line = nullptr;

                // Удаляем созданные точки и параметры
                delete points.back();
                points.pop_back();
                delete points.back();
                points.pop_back();
                delete params.back();
                params.pop_back();
                delete params.back();
                params.pop_back();

                mode = Mode::None;
                QMessageBox::critical(this, "WHOOPS",
                    "Sorry, your line is very short", QMessageBox::Ok);
                solve_for_canvas();
                return;
            }

            // Добавляем координаты второй точки в параметры
            params.push_back(current_line->p2.x);
            params.push_back(current_line->p2.y);

            current_line->set_tag(obj_count++);
            // Завершаем создание линии
            lines.append(current_line);
            current_line = nullptr;
            mode = Mode::None;
            after_constraint = true;
        }
        solve_for_canvas();
        return;
    }

    // ====================== Режим Parallel: задание параллельности ======================
    else if (mode == Mode::Parallel) {
        Line* found = findAt(scene);

        if (!found) {
            current_line = nullptr;
            solve_for_canvas();
            return;
        }

        // Первый клик: выбираем первую линию
        if (!current_line) {
            current_line = found;
            solve_for_canvas();
            return;
        }

        // Повторный клик на ту же линию: сброс выбора
        if (found == current_line) {
            current_line = nullptr;
            solve_for_canvas();
            return;
        }

        // Второй клик на другую линию: добавляем ограничение параллельности
        if (!areAlreadyParallel(found, current_line)) {
            auto pair = makeOrderedPair<LinePair>(found, current_line);
            sys.addConstraintParallel(*found, *current_line, constraints_count++);
            parallelPairs.insert(pair);
            C_Info[constraints_count - 1] = { Mode::Parallel, pair };

            current_line = nullptr;
            mode = Mode::None;
            after_constraint = true;
            solve_for_canvas();
        }
        else {
            // Линии уже параллельны - сообщаем об ошибке
    #ifdef _DEBUG
            qDebug() << "Line" << current_line << "and" << found << "are parallel. Abort!";
    #endif

            QMessageBox::warning(this,
                QString("Wrong"),
                QString("Parallel lines can not be more parallel!"),
                QMessageBox::Ok
            );
            current_line = nullptr;
            solve_for_canvas();
            return;
        }
    }

    // ====================== Режим Coincedent: совпадение точек ======================
    else if (mode == Mode::Coincedent) {
        Point* clickedPoint = findPointAt(scene);
        if (!clickedPoint) {
            firstPoint = nullptr;
            solve_for_canvas();
            return;
        }

        // Первый клик: выбираем первую точку
        if (!firstPoint) {
            firstPoint = clickedPoint;
            solve_for_canvas();
            return;
        }

        // Повторный клик на ту же точку: сброс выбора
        if (clickedPoint == firstPoint) {
            firstPoint = nullptr;
            solve_for_canvas();
            return;
        }

        // Находим линии, к которым принадлежат точки
        Line* l1 = nullptr;
        Line* l2 = nullptr;
        for (Line* l : lines) {
            if (l->start_ref == firstPoint || l->end_ref == firstPoint)
                l1 = l;
            if (l->start_ref == clickedPoint || l->end_ref == clickedPoint)
                l2 = l;
        }

        // Проверка на невозможность ограничения
        if ((l1 == l2 && l1 && l2) || areCoincident(firstPoint, clickedPoint)) {
            QMessageBox::critical(this, QString("NO!"), QString("P2P failed"));
            firstPoint = nullptr;
            mode = Mode::None;
            solve_for_canvas();
            return;
        }

        // Добавляем ограничение совпадения точек
        sys.addConstraintP2PCoincident(*clickedPoint, *firstPoint, constraints_count++);
        auto pair = makeOrderedPair<PointPair>(clickedPoint, firstPoint);
        P2Ppairs.insert(pair);
        C_Info[constraints_count - 1] = { Mode::Coincedent, pair };

        firstPoint = nullptr;
        mode = Mode::None;
        after_constraint = true;
        solve_for_canvas();
        return;
    }

    else if (mode == Mode::Perpendicular) {
        Line* found = findAt(scene);

        if (!found) {
            current_line = nullptr;
            solve_for_canvas();
            return;
        }

        // Первый клик: выбираем первую линию
        if (!current_line) {
            current_line = found;
            solve_for_canvas();
            return;
        }

        // Повторный клик на ту же линию: сброс выбора
        if (found == current_line) {
            current_line = nullptr;
            solve_for_canvas();
            return;
        }

        if (!areAlreadyPerpendicular(found, current_line)) {
            auto pair = makeOrderedPair<LinePair>(found, current_line);
            sys.addConstraintPerpendicular(*found, *current_line, constraints_count++);
            perpendicularPairs.insert(pair);
            C_Info[constraints_count - 1] = { Mode::Perpendicular, pair };

            current_line = nullptr;
            mode = Mode::None;
            after_constraint = true;
            solve_for_canvas();
        }
        else {

            QMessageBox::warning(this,
                QString("Wrong"),
                QString("Perpendicular lines can not be more perpendicular!"),
                QMessageBox::Ok
            );
            current_line = nullptr;
            solve_for_canvas();
            return;
        }
    }
}

void Canvas::mouseMoveEvent(QMouseEvent* event)
{
    // ====================== Перемещение точки ======================
    if (draggedPoint) {
        QPointF pos = UCS_POSITION - dragOffset;

        *draggedPoint->x = pos.x();
        *draggedPoint->y = pos.y();

        // TODO
        for (Point* pair : points) {
            if (areCoincident(draggedPoint, pair)) {
                *pair->x = pos.x();
                *pair->y = pos.y();
            }
        }

        auto coincidentGroup = getCoincidentGroup(draggedPoint);
        for (Point* pt : coincidentGroup) {
            *pt->x = pos.x();
            *pt->y = pos.y();
        }

        for (Point* basePt : coincidentGroup) {
            for (Point* other : points) {
                if (areHorizontalVertical(basePt, other, true)) {
                    *other->x = pos.x();
                }
                if (areHorizontalVertical(basePt, other, false)) {
                    *other->y = pos.y();
                }
            }
        }

        for (Point* other : points) {
            if (areHorizontalVertical(draggedPoint, other, true)) {
                *other->x = pos.x();
            }
            if (areHorizontalVertical(draggedPoint, other, false)) {
                *other->y = pos.y();
            }
        }

        solve_for_canvas();
    }

    // ====================== Перемещение линии ======================
    else if (draggedLine) {
        QPointF newCenter = UCS_POSITION - dragOffset;
        QPointF oldCenter(
            (*draggedLine->p1.x + *draggedLine->p2.x) / 2.0,
            (*draggedLine->p1.y + *draggedLine->p2.y) / 2.0
        );

        // Вычисляем смещение
        double dx = newCenter.x() - oldCenter.x();
        double dy = newCenter.y() - oldCenter.y();

        // Перемещаем обе точки линии
        Point* linePoints[2] = { draggedLine->start_ref, draggedLine->end_ref };

        for (int i = 0; i < 2; i++) {
            Point* currentPoint = linePoints[i];

            *currentPoint->x += dx;
            *currentPoint->y += dy;

            // Обновляем совпадающие точки
            for (Point* pair : points) {
                if (pair != currentPoint && areCoincident(currentPoint, pair)) {
                    *pair->x = *currentPoint->x;
                    *pair->y = *currentPoint->y;
                }
            }
        }
        solve_for_canvas();
    }
    #ifdef _DEBUG
    else
        showObjectTag(WIDGET_POSITION);
    #endif
}

void Canvas::mouseReleaseEvent(QMouseEvent* event)
{
    Q_UNUSED(event);

    if (draggedPoint) {
        draggedPoint = nullptr;
        solve_for_canvas();
    }

    if (draggedLine) {
        draggedLine = nullptr;
        solve_for_canvas();
    }
}

// ===================================================================
// Метод отрисовки
// ===================================================================

void Canvas::paintEvent(QPaintEvent* event)
{
    Q_UNUSED(event);

    QPainter p(this);
    p.setRenderHint(QPainter::Antialiasing, true);
    p.translate(width() / 2.0, height() / 2.0);
    p.scale(1.0, -1.0);

    p.setPen(Qt::red);
    p.drawLine(-5, 0, 5, 0);
    p.drawLine(0, -5, 0, 5);

    // ====================== Отрисовка линий ======================
    for (Line* line : lines) {
        bool isSelected = (mode == Mode::Parallel && line == current_line);

        // Настройка пера для линии
        QPen linePen = isSelected ? QPen(Qt::red, 4) : QPen(Qt::black, 2);
        p.setPen(linePen);

        // Рисуем линию
        p.drawLine(
            QPointF(*line->p1.x, *line->p1.y),
            QPointF(*line->p2.x, *line->p2.y)
        );

        // Рисуем конечные точки линии
        QBrush pointBrush = isSelected ? QBrush(Qt::red) : QBrush(Qt::darkBlue);
        p.setBrush(pointBrush);
        p.setPen(Qt::NoPen);

        p.drawEllipse(QPointF(*line->p1.x, *line->p1.y), 5, 5);
        p.drawEllipse(QPointF(*line->p2.x, *line->p2.y), 5, 5);
    }

    // ====================== Подсветка выбранной точки (режим Coincedent) ======================
    if (mode == Mode::Coincedent && firstPoint) {
        QPointF pt(*firstPoint->x, *firstPoint->y);
        p.setPen(Qt::NoPen);
        p.setBrush(Qt::red);
        p.drawEllipse(pt, 12, 12);
        p.setBrush(Qt::white);
        p.drawEllipse(pt, 8, 8);
        p.setBrush(Qt::red);
        p.drawEllipse(pt, 4, 4); // маленький центр
    }

    // ====================== Отрисовка текущей линии (режим DrawingLine) ======================
    if (current_line && mode == Mode::DrawingLine) {
        // Рисуем начальную точку текущей линии
        p.setBrush(Qt::blue);
        p.setPen(Qt::NoPen);
        p.drawEllipse(QPointF(*current_line->p1.x, *current_line->p1.y), 6, 6);
    }
}

void Canvas::keyPressEvent(QKeyEvent* event)
{
    switch (event->key()) {
    case Qt::Key_Delete:
    case Qt::Key_Clear: {
        QMessageBox::StandardButton reply;
        reply = QMessageBox::question(this,
            "Очистка canvas",
            "Удалить все объекты и ограничения?",
            QMessageBox::Yes | QMessageBox::No);

        if (reply == QMessageBox::Yes) {
            clearCanvas();
        }
        break;
    }

    case Qt::Key_Escape: {
        // Отмена текущего действия
        if (mode == Mode::DrawingLine && current_line) {
            // Отмена рисования линии
            delete current_line;
            current_line = nullptr;

            // Удаляем созданные точки и параметры
            if (points.size() >= 2) {
                delete points.back();
                points.pop_back();
                delete points.back();
                points.pop_back();
            }
            if (params.size() >= 4) {
                delete params.back();
                params.pop_back();
                delete params.back();
                params.pop_back();
                delete params.back();
                params.pop_back();
                delete params.back();
                params.pop_back();
            }
            mode = Mode::None;
            update();
        }
        else if (mode != Mode::None) {
            // Отмена любого другого режима
            mode = Mode::None;
            current_line = nullptr;
            firstPoint = nullptr;
            update();
        }
        break;
    }

    case Qt::Key_Z: {
        if (event->modifiers() & Qt::ControlModifier) {
            // Ctrl+Z - отмена последнего ограничения
            if (constraints_count > 0) {
                remove_constraint(constraints_count - 1);
                constraints_count--;
                solve_for_canvas();
            }
        }
        break;
    }

    default:
        QWidget::keyPressEvent(event);
    }
}

void Canvas::leaveEvent(QEvent* event)
{
    Q_UNUSED(event);
    QToolTip::hideText();
}

#ifdef _DEBUG
void Canvas::showObjectTag(QPointF pos)
{
    QPointF l = screenToLogical(pos);
    Line* lineUnderCursor = findAt(l, 1.0);
    if (lineUnderCursor && lineUnderCursor != draggedLine) {
        QPointF p1(*lineUnderCursor->p1.x, *lineUnderCursor->p1.y);
        QPointF p2(*lineUnderCursor->p2.x, *lineUnderCursor->p2.y);
        QLineF info_line(p1, p2);
        QString Text = QString("Line %1\nLength = %2mm")
            .arg(lineUnderCursor->get_tag() + 1)
            .arg(info_line.length());
        QToolTip::showText(mapToGlobal(pos.toPoint()), Text, this);
    }
    else 
        QToolTip::hideText();
}
#endif

QPointF Canvas::screenToLogical(const QPointF& screenPos) const
{
    QPointF logical = screenPos;
    logical.rx() -= width() / 2.0;
    logical.ry() -= height() / 2.0;

    logical.ry() = -logical.ry();

    return logical;
}

std::vector<Point*> Canvas::getCoincidentGroup(Point* p)
{
    std::vector<Point*> group;
    group.push_back(p);

    for (Point* other : points) {
        if (other != p && areCoincident(p, other)) {
            group.push_back(other);
        }
    }
    return group;
}

void Canvas::solve_for_canvas()
{
    bool flag = false;
    int res = sys.solve(params);
    if (res != SolveStatus::Success && res != SolveStatus::Converged) {
        flag = true;
    }
    else {
        sys.applySolution();
        for (Line* line : lines) {
            if (abs(*line->p1.x - *line->p2.x) < EPS && abs(*line->p1.y - *line->p2.y) < EPS && after_constraint) {
                sys.undoSolution();
                flag = true;
                break;
            }
        }
    }
    
    if (flag) {
        QMessageBox::warning(this, QString("Error!"), QString("Last constraint is unavailable!"));
            remove_constraint(constraints_count - 1);
            constraints_count--;
        }
    after_constraint = false;
    update();
}

// ===================================================================
// Очистка всего canvas
// ===================================================================

void Canvas::clearCanvas()
{
    // Очистка солвера
    sys.clear();

    // Очистка динамически выделенной памяти
    for (double* param : params) {
        delete param;
    }

    for (Point* pt : points) {
        delete pt;
    }

    for (Line* line : lines) {
        delete line;
    }

    // Очистка контейнеров
    params.clear();
    points.clear();
    lines.clear();

    // Очистка контейнеров ограничений
    parallelPairs.clear();
    P2Ppairs.clear();
    VERT_pairs.clear();
    HORIZ_pairs.clear();
    perpendicularPairs.clear();

    // Очистка информации об ограничениях
    C_Info.clear();

    // Сброс счетчиков
    obj_count = 0;
    constraints_count = 0;

    // Очистка временных указателей
    if (current_line) {
        delete current_line;
        current_line = nullptr;
    }

    if (firstPoint) {
        delete firstPoint;
        firstPoint = nullptr;
    }

    draggedPoint = nullptr;
    draggedLine = nullptr;

    // Сброс режима
    mode = Mode::None;

    // Обновление отображения
    update();
}