kernel/src/bbtkBlackBox.h

   1 /*=========================================================================
   2
   3   Program:   bbtk
   4   Module:    $RCSfile: bbtkBlackBox.h,v $
   5   Language:  C++
   6   Date:      $Date: 2008/01/22 15:02:00 $
   7   Version:   $Revision: 1.1 $
   8
   9   Copyright (c) CREATIS (Centre de Recherche et d'Applications en Traitement de
  10   l'Image). All rights reserved. See doc/license.txt or
  11   http://www.creatis.insa-lyon.fr/Public/bbtk/License.html for details.
  12
  13      This software is distributed WITHOUT ANY WARRANTY; without even
  14      the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR
  15      PURPOSE.  See the above copyright notices for more information.
  16
  17 =========================================================================*/
  18
  19
  20 /**
  21  *  \file
  22  *  \brief Class bbtk::BlackBox : abstract black-box interface.
  23  */
  24
  25 /**
  26  * \class bbtk::BlackBox
  27  * \brief Abstract black-box interface
  28  */
  29
  30 #ifndef __bbtkBlackBox_h__
  31 #define __bbtkBlackBox_h__
  32
  33 #include "bbtkBlackBoxDescriptor.h"
  34 //#include "bbtkConnection.h"
  35 #include "bbtkBlackBoxInputConnector.h"
  36 #include "bbtkBlackBoxOutputConnector.h"
  37 #include <set>
  38
  39 namespace bbtk
  40 {
  41
  42
  43   struct Void { Void(int = 0) {} };
  44
  45   class Factory;
  46
  47   class BBTK_EXPORT BlackBox
  48   {
  49
  50
  51   public:
  52     //==================================================================
  53     // INTERFACE
  54     //==================================================================
  55     /// The type of pointer on a BlackBox
  56     typedef BlackBox* Pointer;
  57
  58     /// The type of map of output connector pointers
  59     typedef std::map<std::string, BlackBoxOutputConnector*>
  60     OutputConnectorMapType;
  61     /// The type of map of input connector pointers
  62     typedef std::map<std::string, BlackBoxInputConnector*>
  63     InputConnectorMapType;
  64
  65     /// Returns the pointer on the descriptor of the box
  66     virtual BlackBoxDescriptor* bbGetDescriptor() const = 0;
  67
  68     /// Returns a pointer on a clone of the box with name <name>
  69     virtual BlackBox* bbClone(const std::string& name) = 0;
  70
  71     /// Destruction method of a black box
  72     virtual void bbDelete();
  73     /// User overloadable destruction method of a black box
  74     virtual void bbUserDelete();
  75
  76     /// Returns the Name of the Type of the BlackBox
  77     const std::string& bbGetTypeName() const
  78       { return bbGetDescriptor()->GetTypeName(); }
  79
  80
  81     /// Returns the name of the BlackBox (instance)
  82     const std::string& bbGetName() const { return bbmName; }
  83
  84     /// Returns the full name of the BlackBox (instance+type)
  85     virtual std::string bbGetFullName() const;
  86
  87     /// Returns the name with the name of the parent prepended if any
  88     std::string bbGetNameWithParent() const;
  89
  90     /// Sets the parent of the BlackBox
  91     void bbSetParent(BlackBox::Pointer p) { bbmParent = p; }
  92     /// Returns the parent of the BlackBox, i.e the BlackBox that contains it (0 if none)
  93     BlackBox::Pointer bbGetParent() const { return bbmParent; }
  94
  95
  96     /// Main processing method of the box.
  97     virtual void bbExecute(bool force = false);
  98
  99     ///  Signals that the BlackBox has been modified through the input connector c
 100     /// and propagates it downward
 101     virtual void bbSetModifiedStatus(BlackBoxInputConnector* c = 0);
 102     /// Signals that the BlackBox outputs have been modified
 103     /// without marking the box as MODIFIED because its output state is ok.
 104     /// This method should be used by widgets in response
 105     /// to user interaction when **ALL** outputs have been modified
 106     /// (after the outputs has been updated !)
 107     virtual void bbSignalOutputModification(bool reaction = true);
 108     ///  Signals that the BlackBox output "output_name" have been modified
 109     /// without marking the box as MODIFIED because its output state is ok.
 110     /// This method should be used by widgets in response to user interaction
 111     /// only when **ONE** output has been modified
 112     /// (after the output has been updated !)
 113     virtual void bbSignalOutputModification( const std::string& output_name,
 114 bool reaction = true);
 115     ///  Signals that the BlackBox vector of outputs "output_name"
 116     ///  have been modified
 117     /// without marking the box as MODIFIED because its output state is ok.
 118     /// This method should be used by widgets in response to user interaction
 119     /// When more than one output has been changed but not all
 120     /// (after the outputs have been updated of course!)
 121     virtual void bbSignalOutputModification( const std::vector<std::string>& output_name,
 122 bool reaction = true);
 123
 124     /// Gets the status of the box
 125     virtual const IOStatus& bbGetStatus() const { return bbmStatus; }
 126
 127
 128     /// Returns true iff the BlackBox has an input of name label
 129     virtual bool bbHasInput(const std::string& label) const;
 130     /// Returns true iff the BlackBox has an output of name label
 131     virtual bool bbHasOutput(const std::string& label) const;
 132
 133     ///  Gets the input type of a given label
 134     virtual TypeInfo bbGetInputType( const std::string &label ) const;
 135     ///  Gets the output type of a given label
 136     virtual TypeInfo bbGetOutputType( const std::string &label ) const;
 137
 138     ///  Gets the data of the input called <name>
 139     virtual Data bbGetInput( const std::string &name )  = 0;
 140     ///  Gets the data of the output called <name>
 141     virtual Data bbGetOutput( const std::string &name ) = 0;
 142
 143     /// Sets the data of the input called <name>.
 144     /// If setModified is false then does not call bbSetModifiedStatus()
 145     virtual void bbSetInput( const std::string &name, Data data,
 146                              bool setModified = true ) = 0;
 147     virtual void bbBruteForceSetInputPointer( const std::string &name,
 148                                               void* data,
 149                                               bool setModified = true) =0;
 150     ///  Sets the data of the output called <name>
 151     virtual void bbSetOutput( const std::string &name, Data data) = 0;
 152
 153     /// Connects the input <name> to the connection c
 154     virtual void bbConnectInput( const std::string& name, Connection* c);
 155     /// Connects the output <name> to the connection c
 156     virtual void bbConnectOutput( const std::string& name, Connection* c);
 157
 158     /// Disconnects the input <name> from the connection c
 159     virtual void bbDisconnectInput( const std::string& name, Connection* c);
 160     /// Disconnects the output <name> from the connection c
 161     virtual void bbDisconnectOutput( const std::string& name, Connection* c);
 162
 163     ///  Returns the input connectors map
 164     InputConnectorMapType&  bbGetInputConnectorMap()
 165     { return mInputConnectorMap; }
 166     ///  Returns the output connectors map
 167     OutputConnectorMapType& bbGetOutputConnectorMap()
 168     { return mOutputConnectorMap; }
 169     ///  Returns the input connectors map (const)
 170     const InputConnectorMapType&  bbGetInputConnectorMap() const
 171     { return mInputConnectorMap; }
 172     ///  Returns the output connectors map (const)
 173     const OutputConnectorMapType& bbGetOutputConnectorMap() const
 174     { return mOutputConnectorMap; }
 175
 176
 177     /// Prints the Help on the BlackBox type
 178     virtual void bbGetHelp(bool full=true) const;
 179
 180
 181     //==================================================================
 182     // Common inputs / outputs to all boxes
 183     /// Returns the value of the input "BoxProcessMode"
 184     std::string bbGetInputBoxProcessMode() { return bbmBoxProcessMode; }
 185     /// Sets the value of the input "BoxProcessMode"
 186     void bbSetInputBoxProcessMode(std::string a) { bbmBoxProcessMode = a; }
 187     typedef enum
 188       {
 189         Pipeline,
 190         Always,
 191         Reactive
 192       }
 193       BoxProcessModeValue;
 194     /// Returns the "decoded" value of the input "BoxProcessMode"
 195     BoxProcessModeValue bbGetBoxProcessModeValue() const;
 196
 197     virtual bool bbBoxProcessModeIsReactive() const;
 198
 199     virtual bool bbBoxProcessModeIsAlways() const;
 200
 201     /// Returns the value of the input "Execute"
 202     Void bbGetInputBoxExecute() { return Void(); }
 203     /// Sets the value of the input "Execute"
 204     void bbSetInputBoxExecute(Void = 0) {}
 205
 206     /// Returns the value of the output "Change"
 207     Void bbGetOutputBoxChange() { return Void(); }
 208     /// Sets the value of the output "Change" : signal a modification
 209     void bbSetOutputBoxChange(Void = 0) { bbSetModifiedStatus(); }
 210
 211     //==================================================================
 212
 213
 214     //==================================================================
 215
 216     /// Does nothing here : overloaded in ComplexBlackBox
 217     void bbInsertHTMLGraph(  std::ofstream& s,
 218                              int detail,
 219                              int level,
 220                              bool instanceOrtype,
 221                              const std::string& output_dir,
 222                              bool relative_link )
 223     {}
 224
 225     /// Write Graphviz-dot description in file.
 226     /// Here dumps a single box description (i/o) but overloaded
 227     /// in ComplexBlackBox to dump the internal pipeline representation
 228     /// recursing into internal boxes descriptions if level>0.
 229     /// detail = 1 : draw inputs and outputs (do not draw otherwise)
 230     /// instanceOrtype = true : draw inputs and outputs VALUES
 231     ///  (uses bbGetInputAsString / bbGetOutputAsString which use adaptors)
 232     /// If relative_link is true then creates relative hrefs
 233     virtual void bbWriteDotFileBlackBox(FILE *ff,
 234                                         BlackBox *parentblackbox,
 235                                         int detail, int level,
 236                                         bool instanceOrtype,
 237                                         bool relative_link );
 238     /// Auxiliary method for bbWriteDotFileBlackBox
 239     virtual void bbWriteDotInputOutputName(FILE *ff,
 240                                            bool inputoutput,
 241                                            int detail, int level);
 242
 243
 244     virtual void bbShowRelations(BlackBox *parentblackbox,
 245                                  int detail, int level
 246                                  );
 247
 248     std::string bbGetOutputAsString( const std::string &output ); //,Factory *factory);
 249     std::string bbGetInputAsString( const std::string &input); //,Factory *factory);
 250     virtual BlackBox *bbFindBlackBox(const std::string &blackboxname) { return NULL;}
 251
 252   protected:
 253     //==================================================================
 254     // PROTECTED PART : ACCESSIBLE TO THE BlackBox DEVELOPER
 255     // (IN INHERITED CLASSES)
 256     /// Constructor that take the BlackBox's name
 257     BlackBox(const std::string &name);
 258     /// Constructor from an existing box (copy) with a new name
 259     BlackBox(BlackBox& from, const std::string &name);
 260     ///  Destructor
 261     virtual ~BlackBox();
 262     //==================================================================
 263
 264
 265     //==================================================================
 266     ///  Sets the status of the box
 267     void bbSetStatus( IOStatus t) { bbmStatus = t; }
 268     //==================================================================
 269
 270
 271
 272     /// @name Pipeline processing methods
 273     ///  Methods which participate to (forward or backward) pipeline processing.
 274     ///  Some are pure virtual and prepare particular update mechanism which are implemented by descendents (e.g. ForwardUpdate and UpdateChildren are made for WxContainerBlackBox particular update mechanism which must recurse a piece of the pipeline top-down).
 275     /// The main method is bbBackwardUpdate which is called by bbExecute and implemented in UserBlackBox and ComplexBlackBox.
 276     ///
 277     //@{
 278
 279     //==================================================================
 280     /// Recursive pipeline processing in backward direction
 281     /// (recursion is in backward direction however execution always goes forward).
 282     /// Pure virtual; defined in UserBlackBox and ComplexBlackBox
 283     ///
 284     /// \returns The final status of the box (UPTODATE or MODIFIED)
 285     /// \param caller : The connection which invoked the method; null if called by bbExecute
 286     ///
 287     /// First checks that re-processing is needed (either Status==MODIFIED or InputProcessMode==Always)
 288     /// then :
 289     /// - updates its inputs by calling bbUpdateInputs (which recursively calls bbBackwardUpdate on amont boxes)
 290     /// - calls bbCreateWidget
 291     /// - calls bbProcess which is the user callback which does the actual processing
 292     /// - calls bbUpdateChildren
 293     /// - calls bbShowWidget which shows the widget associated to the box (if any)
 294   public:
 295     virtual IOStatus bbBackwardUpdate(Connection* caller) = 0;
 296     //==================================================================
 297
 298     //==================================================================
 299     /// Recursive pipeline processing in forward direction along "Child"-"Parent" connections
 300     /// Pure virtual; defined in UserBlackBox and ComplexBlackBox
 301     ///
 302     /// \param caller : The connection which invoked the method
 303     ///
 304     /// First checks that re-processing is needed (either Status==MODIFIED or InputProcessMode==Always)
 305     /// then :
 306     /// - calls bbCreateWidget
 307     /// - calls bbProcess which is the user callback which does the actual processing
 308     /// - calls bbUpdateChildren which recursively calls bbForwardUpdate on connections attached the "Child" output
 309     // virtual void bbForwardUpdate(Connection* caller) = 0;
 310     //==================================================================
 311   protected:
 312     //==================================================================
 313     /// Updates the BlackBox inputs and returns the final status of the inputs
 314     /// (==UPTODATE iff all inputs are UPTODATE)
 315     // If excludeParent == true then excludes the amont box connected to input 'Parent' from recursive update
 316     IOStatus bbUpdateInputs(bool excludeParent=false);
 317     //==================================================================
 318
 319     //==================================================================
 320     /// Updates the pipeline in amont-aval direction along the "Child"-"Parent" connections only.
 321     /// Does nothing here. Overloaded in WxContainerBlackbox
 322     //virtual void bbUpdateChildren( Connection* caller ) { }
 323     //==================================================================
 324
 325     //==================================================================
 326     /// Specific methods for window creation during pipeline execution
 327     /// Creates the window associated to the box (called after bbUpdateInputs)
 328     /// Does nothing here. Overloaded in WxBlackBox.
 329     // virtual void bbCreateWindow() { }
 330     /// Shows the window associated to the box
 331     /// (called after bbProcess during bbExecute)
 332     /// Does nothing here but overloaded in WxBlackBox and WxContainerBlackBox
 333     virtual void bbShowWindow(Connection* caller) { }
 334
 335     virtual void bbHideWindow() {}
 336    //==================================================================
 337
 338     //@}
 339   public:
 340
 341     static bool bbGlobalGetSomeBoxExecuting()
 342     { return bbmgSomeBoxExecuting; }
 343     static void bbGlobalSetSomeBoxExecuting(bool b)
 344     { bbmgSomeBoxExecuting = b; }
 345
 346
 347     static void bbGlobalSetFreezeExecution(bool b) { bbmgFreezeExecution = b;}
 348     static bool bbGlobalGetFreezeExecution() { return bbmgFreezeExecution; }
 349
 350     /// Returns true if the box can "react",
 351     /// which means execute in response to an input change
 352     virtual bool bbCanReact() const;
 353
 354
 355     static void bbGlobalAddToExecutionList( BlackBox* b )
 356    {
 357      bbmgExecutionList.insert(b);
 358 }
 359
 360     static void bbGlobalProcessExecutionList();
 361
 362     //==================================================================
 363   protected:
 364     //==================================================================
 365     /// Allocates the i/o connectors of the black box
 366     virtual void bbAllocateConnectors();
 367     /// Desallocates the i/o connectors of the black box
 368     virtual void bbDesallocateConnectors();
 369     /// Copies the values of the inputs/output from the BlackBox from
 370     virtual void bbCopyIOValues(BlackBox& from);
 371     //==================================================================
 372
 373   private:
 374
 375
 376     //==================================================================
 377     // PRIVATE PART
 378     /// Default constructor is private : derived classes must use the constructor with the BlackBox's name
 379     BlackBox() {}
 380     /// The status of the box
 381     IOStatus bbmStatus;
 382     /// The name of the black-box
 383     std::string bbmName;
 384     /// The name of the package to which it belongs
 385     std::string bbmPackageName;
 386
 387     /// 0 : "Pipeline" mode : bbUpdate() only calls Process if Status == MODIFIED (normal pipeline processing)
 388     /// 1 : "Always" mode : bbUpdate() always calls Process
 389     /// 2 : "Reactive" mode : bbSetModifiedStatus() calls bbUpdate()
 390     std::string bbmBoxProcessMode;
 391
 392     /// The parent of the black box in the ComplexBlackBox hierarchy
 393     BlackBox::Pointer bbmParent;
 394     //==================================================================
 395
 396    //==================================================================
 397     // ATTRIBUTES
 398     ///  Map that contains the output connectors of the black box
 399     OutputConnectorMapType mOutputConnectorMap;
 400     ///  Map that contains the input connectors of the black box
 401     InputConnectorMapType mInputConnectorMap;
 402     //==================================================================
 403
 404
 405     static bool bbmgSomeBoxExecuting;
 406     static bool bbmgFreezeExecution;
 407
 408
 409    static std::set<BlackBox*> bbmgExecutionList;
 410  };
 411   // Class BlackBox
 412
 413
 414
 415
 416
 417
 418
 419
 420 }
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