CuraEngine之代码阅读（1）之路径优化函数

注：整理一些突然学到的C++知识，随时mark一下
例如：忘记的关键字用法，新关键字，新数据结构

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提示：本文为curaengine 中 路径优化函数代码

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一、路径优化函数

  CuraEngine的功能：用于3D打印，接受STL文件（或其他格式的文件，如AMF文件）作为输入，并输出G代码（GCode）。G代码类似于汇编代码，可以直接在底层硬件上运行，控制电机等运动单元动作。

void PathOrderOptimizer::optimize()
{// NOTE: Keep this vector fixed-size, it replaces an (non-standard, sized at runtime) array:std::vector<bool> picked(polygons.size(), false);loc_to_line = nullptr;for (unsigned poly_idx = 0; poly_idx < polygons.size(); ++poly_idx) /// find closest point to initial starting point within each polygon +initialize picked{const ConstPolygonRef poly = *polygons[poly_idx];switch (config.type){case EZSeamType::USER_SPECIFIED:polyStart.push_back(getClosestPointInPolygon(config.pos, poly_idx));break;case EZSeamType::RANDOM:polyStart.push_back(getRandomPointInPolygon(poly_idx));break;case EZSeamType::SHARPEST_CORNER:case EZSeamType::SHORTEST:default:polyStart.push_back(getClosestPointInPolygon(startPoint, poly_idx));break;}assert(poly.size() != 2);}Point prev_point;switch (config.type){case EZSeamType::USER_SPECIFIED:prev_point = config.pos;break;case EZSeamType::RANDOM: //TODO: Starting position of the first polygon isn't random.case EZSeamType::SHARPEST_CORNER:case EZSeamType::SHORTEST:default:prev_point = startPoint;}for (unsigned int poly_order_idx = 0; poly_order_idx < polygons.size(); poly_order_idx++) /// actual path order optimizer{int best_poly_idx = -1;float bestDist2 = std::numeric_limits<float>::infinity();for (unsigned int poly_idx = 0; poly_idx < polygons.size(); poly_idx++){if (picked[poly_idx] || polygons[poly_idx]->size() < 1) /// skip single-point-polygons{continue;}assert (polygons[poly_idx]->size() != 2);const Point& p = (*polygons[poly_idx])[polyStart[poly_idx]];float dist2 = vSize2f(p - prev_point);if (dist2 < bestDist2 && combing_boundary){// using direct routing, this poly is the closest so far but as the combing boundary// is available see if the travel would cross the combing boundary and, if so, either get// the combed distance and use that instead or increase the distance to make it less attractiveif (PolygonUtils::polygonCollidesWithLineSegment(*combing_boundary, p, prev_point)){if ((polygons.size() - poly_order_idx) > 100){// calculating the combing distance for lots of polygons is too time consuming so, instead,// just increase the distance to penalise travels that hit the combing boundarydist2 *= 5;}else{if (!loc_to_line){// the combing boundary has been provided so do the initialisation// required to be able to calculate realistic travel distances to the start of new pathsconst int travel_avoid_distance = 2000; // assume 2mm - not really critical for our purposesloc_to_line = PolygonUtils::createLocToLineGrid(*combing_boundary, travel_avoid_distance);}CombPath comb_path;if (LinePolygonsCrossings::comb(*combing_boundary, *loc_to_line, p, prev_point, comb_path, -40, 0, false)){float dist = 0;Point last_point = p;for (const Point& comb_point : comb_path){dist += vSize(comb_point - last_point);last_point = comb_point;}dist2 = dist * dist;}}}}if (dist2 < bestDist2){best_poly_idx = poly_idx;bestDist2 = dist2;}}if (best_poly_idx > -1) /// should always be true; we should have been able to identify the best next polygon{assert(polygons[best_poly_idx]->size() != 2);prev_point = (*polygons[best_poly_idx])[polyStart[best_poly_idx]];picked[best_poly_idx] = true;polyOrder.push_back(best_poly_idx);}else{logError("Failed to find next closest polygon.\n");}}if (loc_to_line != nullptr){delete loc_to_line;}
}

这段代码定义了一个名为 PathOrderOptimizer 的类的成员函数 optimize。这个函数的目的是优化多边形（polygons）的打印顺序，通常用于3D打印或其他需要按顺序处理多边形的应用场景。以下是这段代码的详细解释：

初始化:
std::vector picked(polygons.size(), false);：创建一个布尔向量，其大小与多边形数组 polygons 相同，并将所有元素初始化为 false。这个向量用于跟踪哪些多边形已经被选中或处理过。
loc_to_line = nullptr;：将 loc_to_line 设置为 nullptr。这可能是指向某个数据结构的指针，但在这段代码中并没有进一步使用。
找到每个多边形的起始点:
遍历每个多边形，并根据配置 config.type 的类型来找到每个多边形的起始点。
如果配置是 USER_SPECIFIED，则使用用户指定的位置 config.pos 来找到最近点。
如果配置是 RANDOM，则随机选择多边形内的一个点作为起始点。
如果配置是 SHARPEST_CORNER 或 SHORTEST（或默认情况），则使用 startPoint 来找到最近点。
polyStart 是一个容器，用于存储每个多边形的起始点。
确定第一个多边形的起始点:
根据配置 config.type 的类型来确定整个路径的起始点 prev_point。
优化多边形打印顺序:
遍历每个多边形，目的是确定它们应该被处理的顺序。
对于每个尚未处理的多边形，计算其与当前 prev_point 的距离（bestDist2），并找到距离最小的多边形（best_poly_idx）。
如果多边形只有一个点或已被处理（picked[poly_idx] 为 true），则跳过该多边形。
断言确保多边形不只有两个点，这可能是因为只有两个点的多边形对于此优化过程没有意义或可能导致错误。

到 assert (polygons[poly_idx]->size() != 2);这里，

后面的逻辑（如如何处理 best_poly_idx 和 bestDist2，以及如何更新 picked 向量和 prev_point）还未读完。但基于这段代码，我们可以推断 optimize 函数的目的是根据某种标准（如距离）来确定多边形的处理顺序，可能是为了最小化打印头在打印不同多边形之间的移动距离。

需要注意的是，这段代码依赖于一些外部定义和变量，如 polygons、polyStart、config、startPoint 和可能的其他成员函数（如 getClosestPointInPolygon 和 getRandomPointInPolygon）