7a4e72632905852b198ae30b9a798ede4dbf27b9
[u/mrichter/AliRoot.git] / STEER / AliMagFCheb.cxx
1 /**************************************************************************
2  * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
3  *                                                                        *
4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
6  *                                                                        *
7  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
9  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
10  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
11  * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
12  * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
14  **************************************************************************/
15
16 #include "AliMagFCheb.h"
17 #include <TSystem.h>
18
19 ClassImp(AliMagFCheb)
20
21 //__________________________________________________________________________________________
22 AliMagFCheb::AliMagFCheb() : 
23   fNParamsSol(0),
24   fNSegZSol(0),
25   fNParamsTPCInt(0),
26   fNSegZTPCInt(0),
27   fNParamsDip(0),
28 //
29   fNZSegDip(0),
30   fNYSegDip(0),
31   fNXSegDip(0),
32 //
33   fSegZSol(0),
34   fSegRSol(0),
35 //
36   fSegZTPCInt(0),
37   fSegRTPCInt(0),
38 //
39   fSegZDip(0),
40   fSegYDip(0),
41   fSegXDip(0),
42 //
43   fNSegRSol(0),
44   fSegZIdSol(0),
45 //
46   fNSegRTPCInt(0),
47   fSegZIdTPCInt(0),
48 //
49   fBegSegYDip(0),
50   fNSegYDip(0),
51   fBegSegXDip(0),
52   fNSegXDip(0),
53   fSegIDDip(0),
54 //
55   fMinZSol(1e6),
56   fMaxZSol(-1e6),
57   fMaxRSol(-1e6), 
58 //
59   fMinZDip(1e6),
60   fMaxZDip(-1e6),
61 //
62   fMinZTPCInt(1e6),
63   fMaxZTPCInt(-1e6),
64   fMaxRTPCInt(-1e6), 
65 //
66   fParamsSol(0),
67   fParamsDip(0),
68   fParamsTPCInt(0)
69 //
70 {
71   // default constructor
72 }
73
74 //__________________________________________________________________________________________
75 AliMagFCheb::AliMagFCheb(const AliMagFCheb& src) : 
76   TNamed(src),
77   fNParamsSol(0),
78   fNSegZSol(0),
79   fNParamsTPCInt(0),
80   fNSegZTPCInt(0),
81   fNParamsDip(0),
82 //
83   fNZSegDip(0),
84   fNYSegDip(0),
85   fNXSegDip(0),
86 //
87   fSegZSol(0),
88   fSegRSol(0),
89 //
90   fSegZTPCInt(0),
91   fSegRTPCInt(0),
92 //
93   fSegZDip(0),
94   fSegYDip(0),
95   fSegXDip(0),
96 //
97   fNSegRSol(0),
98   fSegZIdSol(0),
99 //
100   fNSegRTPCInt(0),
101   fSegZIdTPCInt(0),
102 //
103   fBegSegYDip(0),
104   fNSegYDip(0),
105   fBegSegXDip(0),
106   fNSegXDip(0),
107   fSegIDDip(0),
108 //
109   fMinZSol(1e6),
110   fMaxZSol(-1e6),
111   fMaxRSol(-1e6), 
112 //
113   fMinZDip(1e6),
114   fMaxZDip(-1e6),
115 //
116   fMinZTPCInt(1e6),
117   fMaxZTPCInt(-1e6),
118   fMaxRTPCInt(-1e6), 
119 //
120   fParamsSol(0),
121   fParamsDip(0),
122   fParamsTPCInt(0)
123 {
124   // copy constructor
125   CopyFrom(src);
126 }
127
128 //__________________________________________________________________________________________
129 void AliMagFCheb::CopyFrom(const AliMagFCheb& src) 
130
131   // copy method
132   Clear();
133   SetName(src.GetName());
134   SetTitle(src.GetTitle());
135   fNParamsSol    = src.fNParamsSol;
136   fNSegZSol      = src.fNSegZSol;
137   fNParamsTPCInt = src.fNParamsTPCInt;
138   fNSegZTPCInt   = src.fNSegZTPCInt; 
139   fNParamsDip    = src.fNParamsDip;
140   //
141   fNZSegDip      = src.fNZSegDip;
142   fNYSegDip      = src.fNYSegDip;
143   fNXSegDip      = src.fNXSegDip;  
144   //
145   fMinZSol       = src.fMinZSol; 
146   fMaxZSol       = src.fMaxZSol;
147   fMaxRSol       = src.fMaxRSol; 
148   //
149   fMinZDip       = src.fMinZDip;
150   fMaxZDip       = src.fMaxZDip;
151   //
152   fMinZTPCInt    = src.fMinZTPCInt;
153   fMaxZTPCInt    = src.fMaxZTPCInt;
154   fMaxRTPCInt    = src.fMaxRTPCInt; 
155   // 
156   if (src.fNParamsSol) {
157     memcpy(fSegZSol  = new Float_t[fNSegZSol], src.fSegZSol, sizeof(Float_t)*fNSegZSol);
158     memcpy(fSegRSol  = new Float_t[fNParamsSol], src.fSegRSol, sizeof(Float_t)*fNParamsSol);
159     memcpy(fNSegRSol = new Int_t[fNSegZSol], src.fNSegRSol, sizeof(Int_t)*fNSegZSol);
160     memcpy(fSegZIdSol= new Int_t[fNSegZSol], src.fSegZIdSol, sizeof(Int_t)*fNSegZSol);
161     fParamsSol       = new TObjArray(fNParamsSol);
162     for (int i=0;i<fNParamsSol;i++) fParamsSol->AddAtAndExpand(new AliCheb3D(*src.GetParamSol(i)),i);
163   }
164   //
165   if (src.fNParamsDip) {
166     memcpy(fSegZDip   = new Float_t[fNZSegDip], src.fSegZDip, sizeof(Float_t)*fNZSegDip);
167     memcpy(fSegYDip   = new Float_t[fNYSegDip], src.fSegYDip, sizeof(Float_t)*fNYSegDip);
168     memcpy(fSegXDip   = new Float_t[fNXSegDip], src.fSegZDip, sizeof(Float_t)*fNXSegDip);
169     memcpy(fBegSegYDip= new Int_t[fNZSegDip], src.fBegSegYDip, sizeof(Int_t)*fNZSegDip);
170     memcpy(fNSegYDip  = new Int_t[fNZSegDip], src.fNSegYDip, sizeof(Int_t)*fNZSegDip);
171     memcpy(fBegSegXDip= new Int_t[fNYSegDip], src.fBegSegXDip, sizeof(Int_t)*fNYSegDip);
172     memcpy(fNSegXDip  = new Int_t[fNYSegDip], src.fNSegXDip, sizeof(Int_t)*fNYSegDip);
173     memcpy(fSegIDDip  = new Int_t[fNXSegDip], src.fSegIDDip, sizeof(Int_t)*fNXSegDip);
174     fParamsDip        = new TObjArray(fNParamsDip);
175     for (int i=0;i<fNParamsDip;i++) fParamsDip->AddAtAndExpand(new AliCheb3D(*src.GetParamDip(i)),i);
176   }
177   //
178   if (src.fNParamsTPCInt) {
179     memcpy(fSegZTPCInt  = new Float_t[fNSegZTPCInt], src.fSegZTPCInt, sizeof(Float_t)*fNSegZTPCInt);
180     memcpy(fSegRTPCInt  = new Float_t[fNParamsTPCInt], src.fSegRTPCInt, sizeof(Float_t)*fNParamsTPCInt);
181     memcpy(fNSegRTPCInt = new Int_t[fNSegZTPCInt], src.fNSegRTPCInt, sizeof(Int_t)*fNSegZTPCInt);
182     memcpy(fSegZIdTPCInt= new Int_t[fNSegZTPCInt], src.fSegZIdTPCInt, sizeof(Int_t)*fNSegZTPCInt);
183     fParamsTPCInt       = new TObjArray(fNParamsTPCInt);
184     for (int i=0;i<fNParamsTPCInt;i++) fParamsTPCInt->AddAtAndExpand(new AliCheb3D(*src.GetParamTPCInt(i)),i);
185   }
186   //
187 }
188
189 //__________________________________________________________________________________________
190 AliMagFCheb& AliMagFCheb::operator=(const AliMagFCheb& rhs)
191 {
192   // assignment
193   if (this != &rhs) {  
194     Clear();
195     CopyFrom(rhs);
196   }
197   return *this;  
198   //
199 }
200
201 //__________________________________________________________________________________________
202 void AliMagFCheb::Clear(const Option_t *)
203 {
204   // clear all dynamic parts
205   if (fNParamsSol) {
206     delete   fParamsSol;
207     delete[] fSegZSol;
208     delete[] fSegRSol;
209     delete[] fNSegRSol;
210     delete[] fSegZIdSol;
211   }
212   //
213   if (fNParamsTPCInt) {
214     delete   fParamsTPCInt;
215     delete[] fSegZTPCInt;
216     delete[] fSegRTPCInt;
217     delete[] fNSegRTPCInt;
218     delete[] fSegZIdTPCInt;
219   }
220   // 
221   if (fNParamsDip) {
222     delete   fParamsDip;
223     delete[] fSegZDip;
224     delete[] fSegYDip;
225     delete[] fSegXDip;
226     delete[] fBegSegYDip;
227     delete[] fNSegYDip;
228     delete[] fBegSegXDip;
229     delete[] fNSegXDip;
230     delete[] fSegIDDip;
231   }
232   fNParamsSol = fNParamsTPCInt = fNParamsDip = fNZSegDip = fNYSegDip = fNXSegDip = 0;
233   fNSegZSol = fNSegZTPCInt = 0;
234   fMinZSol = fMinZDip = fMinZTPCInt = 1e6;
235   fMaxZSol = fMaxZDip = fMaxZTPCInt = fMaxRSol = fMaxRTPCInt = -1e6;
236   //
237 }
238
239 //__________________________________________________________________________________________
240 void AliMagFCheb::Field(const float *xyz, float *b) const
241 {
242   // compute field in cartesian coordinates. If point is outside of the parameterized region
243   // get it at closest valid point
244   static float rphiz[3];
245   //
246 #ifndef _BRING_TO_BOUNDARY_  // exact matching to fitted volume is requested
247   if ( !(xyz[2]>=GetMinZSol()&&xyz[2]<=GetMaxZSol()) && 
248        !(xyz[2]>=GetMinZDip()&&xyz[2]<=GetMaxZDip())  ) {for (int i=3;i--;) b[i]=0; return;}
249 #endif
250   //
251   if (xyz[2]<fMaxZDip) {    // dipole part?
252 #ifndef _BRING_TO_BOUNDARY_
253     AliCheb3D* par = GetParamDip(FindDipSegment(xyz));
254     if (par->IsInside(xyz)) {par->Eval(xyz,b); return;}
255     for (int i=3;i--;) b[i]=0; return;
256 #else
257     GetParamDip(FindDipSegment(xyz))->Eval(xyz,b); return;  
258 #endif
259   }
260   //
261   // Sol region: convert coordinates to cyl system
262   CartToCyl(xyz,rphiz);
263 #ifndef _BRING_TO_BOUNDARY_
264   if (rphiz[0]>GetMaxRSol()) {for (int i=3;i--;) b[i]=0; return;}
265 #endif
266   //
267   FieldCylSol(rphiz,b);
268   //
269   // convert field to cartesian system
270   CylToCartCylB(rphiz, b,b);
271   //
272 }
273
274 //__________________________________________________________________________________________
275 void AliMagFCheb::Field(const Double_t *xyz, Double_t *b) const
276 {
277   // compute field in cartesian coordinates. If point is outside of the parameterized region
278   // get it at closest valid point
279   static Double_t rphiz[3];
280   //
281 #ifndef _BRING_TO_BOUNDARY_  // exact matching to fitted volume is requested
282   if ( !(xyz[2]>=GetMinZSol()&&xyz[2]<=GetMaxZSol()) && 
283        !(xyz[2]>=GetMinZDip()&&xyz[2]<=GetMaxZDip())  ) {for (int i=3;i--;) b[i]=0; return;}
284 #endif
285   //
286   if (xyz[2]<fMaxZDip) {    // dipole part?
287 #ifndef _BRING_TO_BOUNDARY_
288     AliCheb3D* par = GetParamDip(FindDipSegment(xyz));
289     if (par->IsInside(xyz)) {par->Eval(xyz,b); return;}
290     for (int i=3;i--;) b[i]=0; return;
291 #else
292     GetParamDip(FindDipSegment(xyz))->Eval(xyz,b); return;  
293 #endif
294   }
295   //
296   // Sol region: convert coordinates to cyl system
297   CartToCyl(xyz,rphiz);
298 #ifndef _BRING_TO_BOUNDARY_
299   if (rphiz[0]>GetMaxRSol()) {for (int i=3;i--;) b[i]=0; return;}
300 #endif
301   //
302   FieldCylSol(rphiz,b);
303   //
304   // convert field to cartesian system
305   CylToCartCylB(rphiz, b,b);
306   //
307 }
308
309 //__________________________________________________________________________________________
310 void AliMagFCheb::GetTPCInt(const Float_t *xyz, Float_t *b) const
311 {
312   // compute TPC region field integral in cartesian coordinates.
313   // If point is outside of the parameterized region get it at closeset valid point
314   static float rphiz[3];
315   //
316   // TPCInt region
317   // convert coordinates to cyl system
318   CartToCyl(xyz,rphiz);
319 #ifndef _BRING_TO_BOUNDARY_
320   if ( (rphiz[2]>GetMaxZTPCInt()||rphiz[2]<GetMinZTPCInt()) ||
321        rphiz[0]>GetMaxRTPCInt()) {for (int i=3;i--;) b[i]=0; return;}
322 #endif
323   //
324   GetTPCIntCyl(rphiz,b);
325   //
326   // convert field to cartesian system
327   CylToCartCylB(rphiz, b,b);
328   //
329 }
330
331 //__________________________________________________________________________________________
332 void AliMagFCheb::FieldCylSol(const float *rphiz, float *b) const
333 {
334   // compute Solenoid field in Cylindircal coordinates
335   // note: if the point is outside the volume get the field in closest parameterized point
336   int SolZId = 0;
337   while (rphiz[2]>fSegZSol[SolZId] && SolZId<fNSegZSol-1) ++SolZId;    // find Z segment
338   int SolRId = fSegZIdSol[SolZId];        // first R segment for this Z
339   int SolRMax = SolRId + fNSegRSol[SolZId];
340   while (rphiz[0]>fSegRSol[SolRId] && SolRId<SolRMax-1) ++SolRId;    // find R segment
341   GetParamSol( SolRId )->Eval(rphiz,b);
342   //
343 }
344
345 //__________________________________________________________________________________________
346 void AliMagFCheb::FieldCylSol(const Double_t *rphiz, Double_t *b) const
347 {
348   // compute Solenoid field in Cylindircal coordinates
349   // note: if the point is outside the volume get the field in closest parameterized point
350   int SolZId = 0;
351   while (rphiz[2]>fSegZSol[SolZId] && SolZId<fNSegZSol-1) ++SolZId;    // find Z segment
352   int SolRId = fSegZIdSol[SolZId];        // first R segment for this Z
353   int SolRMax = SolRId + fNSegRSol[SolZId];
354   while (rphiz[0]>fSegRSol[SolRId] && SolRId<SolRMax-1) ++SolRId;    // find R segment
355   GetParamSol( SolRId )->Eval(rphiz,b);
356   //
357 }
358
359 //__________________________________________________________________________________________
360 void AliMagFCheb::GetTPCIntCyl(const Float_t *rphiz, Float_t *b) const
361 {
362   // compute field integral in TPC region in Cylindircal coordinates
363   // note: the check for the point being inside the parameterized region is done outside
364   int tpcIntZId = 0;
365   while (rphiz[2]>fSegZTPCInt[tpcIntZId] && tpcIntZId<fNSegZTPCInt) ++tpcIntZId;    // find Z segment
366   int tpcIntRId = fSegZIdTPCInt[tpcIntZId];        // first R segment for this Z
367   int tpcIntRIdMax = tpcIntRId + fNSegRTPCInt[tpcIntZId];
368   while (rphiz[0]>fSegRTPCInt[tpcIntRId] && tpcIntRId<tpcIntRIdMax) ++tpcIntRId;    // find R segment
369   GetParamTPCInt( tpcIntRId )->Eval(rphiz,b);
370   //
371 }
372
373
374 //__________________________________________________________________________________________
375 void AliMagFCheb::Print(Option_t *) const
376 {
377   // print info
378   printf("Alice magnetic field parameterized by Chebyshev polynomials\n");
379   printf("Segmentation for Solenoid (%+.2f<Z<%+.2f cm | R<%.2f cm)\n",fMinZSol,fMaxZSol,fMaxRSol);
380   //
381   if (fParamsSol) fParamsSol->Print();
382   /*
383   for (int iz=0;iz<fNSegZSol;iz++) {
384     AliCheb3D* param = GetParamSol( fSegZIdSol[iz] );
385     printf("*** Z Segment %2d (%+7.2f<Z<%+7.2f)\t***\n",iz,param->GetBoundMin(2),param->GetBoundMax(2));
386     for (int ir=0;ir<fNSegRSol[iz];ir++) {
387       param = GetParamSol( fSegZIdSol[iz]+ir );
388       printf("    R Segment %2d (%+7.2f<R<%+7.2f, Precision: %.1e) (ID=%2d)\n",ir, param->GetBoundMin(0),
389              param->GetBoundMax(0),param->GetPrecision(),fSegZIdSol[iz]+ir);
390     }
391   }
392   */
393   //
394   printf("Segmentation for TPC field integral (%+.2f<Z<%+.2f cm | R<%.2f cm)\n",fMinZTPCInt,fMaxZTPCInt,fMaxRTPCInt);
395   //
396   if (fParamsTPCInt) fParamsTPCInt->Print();
397   /*
398   for (int iz=0;iz<fNSegZTPCInt;iz++) {
399     AliCheb3D* param = GetParamTPCInt( fSegZIdTPCInt[iz] );
400     printf("*** Z Segment %2d (%+7.2f<Z<%+7.2f)\t***\n",iz,param->GetBoundMin(2),param->GetBoundMax(2));
401     for (int ir=0;ir<fNSegRTPCInt[iz];ir++) {
402       param = GetParamTPCInt( fSegZIdTPCInt[iz]+ir );
403       printf("    R Segment %2d (%+7.2f<R<%+7.2f, Precision: %.1e) (ID=%2d)\n",ir, param->GetBoundMin(0),
404              param->GetBoundMax(0),param->GetPrecision(),fSegZIdTPCInt[iz]+ir);
405     }
406   }
407   */
408   //
409   printf("Segmentation for Dipole (%+.2f<Z<%+.2f cm)\n",fMinZDip,fMaxZDip);
410   if (fParamsDip) fParamsDip->Print();
411   //
412   
413
414 }
415 #ifdef  _INC_CREATION_ALICHEB3D_
416 //_______________________________________________
417 void AliMagFCheb::LoadData(const char* inpfile)
418 {
419   // read coefficients data from the text file
420   //
421   TString strf = inpfile;
422   gSystem->ExpandPathName(strf);
423   FILE* stream = fopen(strf,"r");
424   if (!stream) {
425     printf("Did not find input file %s\n",strf.Data());
426     return;
427   }
428   //
429   TString buffs;
430   AliCheb3DCalc::ReadLine(buffs,stream);
431   if (!buffs.BeginsWith("START")) {
432     Error("LoadData","Expected: \"START <name>\", found \"%s\"\nStop\n",buffs.Data());
433     exit(1);
434   }
435   if (buffs.First(' ')>0) SetName(buffs.Data()+buffs.First(' ')+1);
436   //
437   // Solenoid part    -----------------------------------------------------------
438   AliCheb3DCalc::ReadLine(buffs,stream);
439   if (!buffs.BeginsWith("START SOLENOID")) {
440     Error("LoadData","Expected: \"START SOLENOID\", found \"%s\"\nStop\n",buffs.Data());
441     exit(1);
442   }
443   AliCheb3DCalc::ReadLine(buffs,stream); // nparam
444   int nparSol = buffs.Atoi(); 
445   //
446   for (int ip=0;ip<nparSol;ip++) {
447     AliCheb3D* cheb = new AliCheb3D();
448     cheb->LoadData(stream);
449     AddParamSol(cheb);
450   }
451   //
452   AliCheb3DCalc::ReadLine(buffs,stream);
453   if (!buffs.BeginsWith("END SOLENOID")) {
454     Error("LoadData","Expected \"END SOLENOID\", found \"%s\"\nStop\n",buffs.Data());
455     exit(1);
456   }
457   //
458   // TPCInt part     -----------------------------------------------------------
459   AliCheb3DCalc::ReadLine(buffs,stream);
460   if (!buffs.BeginsWith("START TPCINT")) {
461     Error("LoadData","Expected: \"START TPCINT\", found \"%s\"\nStop\n",buffs.Data());
462     exit(1);
463   }
464   AliCheb3DCalc::ReadLine(buffs,stream); // nparam
465   int nparTPCInt = buffs.Atoi(); 
466   //
467   for (int ip=0;ip<nparTPCInt;ip++) {
468     AliCheb3D* cheb = new AliCheb3D();
469     cheb->LoadData(stream);
470     AddParamTPCInt(cheb);
471   }
472   //
473   AliCheb3DCalc::ReadLine(buffs,stream);
474   if (!buffs.BeginsWith("END TPCINT")) {
475     Error("LoadData","Expected \"END TPCINT\", found \"%s\"\nStop\n",buffs.Data());
476     exit(1);
477   }
478   //
479   // Dipole part    -----------------------------------------------------------
480   AliCheb3DCalc::ReadLine(buffs,stream);
481   if (!buffs.BeginsWith("START DIPOLE")) {
482     Error("LoadData","Expected: \"START DIPOLE\", found \"%s\"\nStop\n",buffs.Data());
483     exit(1);
484   }
485   AliCheb3DCalc::ReadLine(buffs,stream); // nparam
486   int nparDip = buffs.Atoi();  
487   //
488   for (int ip=0;ip<nparDip;ip++) {
489     AliCheb3D* cheb = new AliCheb3D();
490     cheb->LoadData(stream);
491     AddParamDip(cheb);
492   }
493   //
494   AliCheb3DCalc::ReadLine(buffs,stream);
495   if (!buffs.BeginsWith("END DIPOLE")) {
496     Error("LoadData","Expected \"END DIPOLE\", found \"%s\"\nStop\n",GetName(),buffs.Data());
497     exit(1);
498   }
499   //
500   AliCheb3DCalc::ReadLine(buffs,stream);
501   if (!buffs.BeginsWith("END") || !buffs.Contains(GetName())) {
502     Error("LoadData","Expected: \"END %s\", found \"%s\"\nStop\n",GetName(),buffs.Data());
503     exit(1);
504   }
505   //
506   // ---------------------------------------------------------------------------
507   fclose(stream);
508   BuildTableSol();
509   BuildTableTPCInt();
510   BuildTableDip();
511   printf("Loaded magnetic field \"%s\" from %s\n",GetName(),strf.Data());
512   //
513 }
514 #endif
515
516 //_______________________________________________
517 #ifdef  _INC_CREATION_ALICHEB3D_
518
519 //__________________________________________________________________________________________
520 AliMagFCheb::AliMagFCheb(const char* inputFile) : 
521   fNParamsSol(0),
522   fNSegZSol(0),
523   fNParamsTPCInt(0),
524   fNSegZTPCInt(0),
525   fNParamsDip(0),
526 //
527   fNZSegDip(0),
528   fNYSegDip(0),
529   fNXSegDip(0),
530 //
531   fSegZSol(0),
532   fSegRSol(0),
533 //
534   fSegZTPCInt(0),
535   fSegRTPCInt(0),
536 //
537   fSegZDip(0),
538   fSegYDip(0),
539   fSegXDip(0),
540 //
541   fNSegRSol(0),
542   fSegZIdSol(0),
543 //
544   fNSegRTPCInt(0),
545   fSegZIdTPCInt(0),
546 //
547   fBegSegYDip(0),
548   fNSegYDip(0),
549   fBegSegXDip(0),
550   fNSegXDip(0),
551   fSegIDDip(0),
552 //
553   fMinZSol(0),
554   fMaxZSol(0),
555   fMaxRSol(0), 
556 //
557   fMinZDip(0),
558   fMaxZDip(0),
559 //
560   fMinZTPCInt(0),
561   fMaxZTPCInt(0),
562   fMaxRTPCInt(0), 
563 //
564   fParamsSol(0),
565   fParamsDip(0),
566   fParamsTPCInt(0)
567 //
568 //
569 {
570   // construct from coeffs from the text file
571   LoadData(inputFile);
572 }
573
574 //__________________________________________________________________________________________
575 void AliMagFCheb::AddParamSol(const AliCheb3D* param)
576 {
577   // adds new parameterization piece for Sol
578   // NOTE: pieces must be added strictly in increasing R then increasing Z order
579   //
580   if (!fParamsSol) fParamsSol = new TObjArray();
581   fParamsSol->Add(param);
582   fNParamsSol++;
583   //
584 }
585
586 //__________________________________________________________________________________________
587 void AliMagFCheb::AddParamTPCInt(const AliCheb3D* param)
588 {
589   // adds new parameterization piece for TPCInt
590   // NOTE: pieces must be added strictly in increasing R then increasing Z order
591   //
592   if (!fParamsTPCInt) fParamsTPCInt = new TObjArray();
593   fParamsTPCInt->Add(param);
594   fNParamsTPCInt++;
595   //
596 }
597
598 //__________________________________________________________________________________________
599 void AliMagFCheb::AddParamDip(const AliCheb3D* param)
600 {
601   // adds new parameterization piece for Dipole
602   //
603   if (!fParamsDip) fParamsDip = new TObjArray();
604   fParamsDip->Add(param);
605   fNParamsDip++;
606   //
607 }
608
609 //__________________________________________________________________________________________
610 void AliMagFCheb::ResetTPCInt()
611 {
612   // clean TPC field integral (used for update)
613   if (!fNParamsTPCInt) return;
614   delete fParamsTPCInt;  
615   delete[] fSegZTPCInt;
616   delete[] fSegRTPCInt;
617   delete[] fNSegRTPCInt;
618   delete[] fSegZIdTPCInt;
619   //
620   fNParamsTPCInt = 0; 
621   fNSegZTPCInt   = 0;
622   fSegZTPCInt    = 0; 
623   fSegRTPCInt    = 0; 
624   fNSegRTPCInt   = 0; 
625   fSegZIdTPCInt  = 0;
626   fMinZTPCInt    = 0; 
627   fMaxZTPCInt    = 0; 
628   fMaxRTPCInt    = 0; 
629   fParamsTPCInt  = 0;
630   //
631 }
632
633 //__________________________________________________
634 void AliMagFCheb::BuildTableDip()
635 {
636   // build lookup table for dipole
637   //
638   TArrayF segY,segX;
639   TArrayI begSegYDip,begSegXDip;
640   TArrayI nsegYDip,nsegXDip;
641   TArrayI segID;
642   float *tmpSegZ,*tmpSegY,*tmpSegX;
643   //
644   // create segmentation in Z
645   fNZSegDip = SegmentDipDimension(&tmpSegZ, fParamsDip, fNParamsDip, 2, 1,-1, 1,-1, 1,-1) - 1;
646   fNYSegDip = 0;
647   fNXSegDip = 0;
648   //
649   // for each Z slice create segmentation in Y
650   begSegYDip.Set(fNZSegDip);
651   nsegYDip.Set(fNZSegDip);
652   float xyz[3];
653   for (int iz=0;iz<fNZSegDip;iz++) {
654     printf("\nZSegment#%d  %+e : %+e\n",iz,tmpSegZ[iz],tmpSegZ[iz+1]);
655     int ny = SegmentDipDimension(&tmpSegY, fParamsDip, fNParamsDip, 1, 
656                                  1,-1, 1,-1, tmpSegZ[iz],tmpSegZ[iz+1]) - 1;
657     segY.Set(ny + fNYSegDip);
658     for (int iy=0;iy<ny;iy++) segY[fNYSegDip+iy] = tmpSegY[iy];
659     begSegYDip[iz] = fNYSegDip;
660     nsegYDip[iz] = ny;
661     printf(" Found %d YSegments, to start from %d\n",ny, begSegYDip[iz]);
662     //
663     // for each slice in Z and Y create segmentation in X
664     begSegXDip.Set(fNYSegDip+ny);
665     nsegXDip.Set(fNYSegDip+ny);
666     xyz[2] = (tmpSegZ[iz]+tmpSegZ[iz+1])/2.; // mean Z of this segment
667     //
668     for (int iy=0;iy<ny;iy++) {
669       int isg = fNYSegDip+iy;
670       printf("\n   YSegment#%d  %+e : %+e\n",iy, tmpSegY[iy],tmpSegY[iy+1]);
671       int nx = SegmentDipDimension(&tmpSegX, fParamsDip, fNParamsDip, 0, 
672                                    1,-1, tmpSegY[iy],tmpSegY[iy+1], tmpSegZ[iz],tmpSegZ[iz+1]) - 1;
673       //
674       segX.Set(nx + fNXSegDip);
675       for (int ix=0;ix<nx;ix++) segX[fNXSegDip+ix] = tmpSegX[ix];
676       begSegXDip[isg] = fNXSegDip;
677       nsegXDip[isg] = nx;
678       printf("   Found %d XSegments, to start from %d\n",nx, begSegXDip[isg]);
679       //
680       segID.Set(fNXSegDip+nx);
681       //
682       // find corresponding params
683       xyz[1] = (tmpSegY[iy]+tmpSegY[iy+1])/2.; // mean Y of this segment
684       //
685       for (int ix=0;ix<nx;ix++) {
686         xyz[0] = (tmpSegX[ix]+tmpSegX[ix+1])/2.; // mean X of this segment
687         for (int ipar=0;ipar<fNParamsDip;ipar++) {
688           AliCheb3D* cheb = (AliCheb3D*) fParamsDip->At(ipar);
689           if (!cheb->IsInside(xyz)) continue;
690           segID[fNXSegDip+ix] = ipar;
691           break;
692         }
693       }
694       fNXSegDip += nx;
695       //
696       delete[] tmpSegX;
697     }
698     delete[] tmpSegY;
699     fNYSegDip += ny;
700   }
701   //
702   fMinZDip = tmpSegZ[0];
703   fMaxZDip = tmpSegZ[fNZSegDip];
704   fSegZDip    = new Float_t[fNZSegDip];
705   for (int i=fNZSegDip;i--;) fSegZDip[i] = tmpSegZ[i];
706   delete[] tmpSegZ;
707   //
708   fSegYDip    = new Float_t[fNYSegDip];
709   fSegXDip    = new Float_t[fNXSegDip];
710   fBegSegYDip = new Int_t[fNZSegDip];
711   fNSegYDip   = new Int_t[fNZSegDip];
712   fBegSegXDip = new Int_t[fNYSegDip];
713   fNSegXDip   = new Int_t[fNYSegDip];
714   fSegIDDip   = new Int_t[fNXSegDip];
715   //
716   for (int i=fNYSegDip;i--;) fSegYDip[i] = segY[i];
717   for (int i=fNXSegDip;i--;) fSegXDip[i] = segX[i];
718   for (int i=fNZSegDip;i--;) {fBegSegYDip[i] = begSegYDip[i]; fNSegYDip[i] = nsegYDip[i];}
719   for (int i=fNYSegDip;i--;) {fBegSegXDip[i] = begSegXDip[i]; fNSegXDip[i] = nsegXDip[i];}
720   for (int i=fNXSegDip;i--;) {fSegIDDip[i]   = segID[i];}
721   //
722 }
723
724 //__________________________________________________________________________________________
725 void AliMagFCheb::BuildTableSol()
726 {
727   // build the indexes for each parameterization of Solenoid
728   //
729   const float kSafety=0.001;
730   //
731   if (fNParamsSol<1) return;
732   fNSegZSol = 0;
733   fMaxRSol = 0;
734   fSegRSol   = new Float_t[fNParamsSol];
735   float *tmpbufF  = new float[fNParamsSol+1];
736   int   *tmpbufI  = new int[fNParamsSol+1];
737   int   *tmpbufI1 = new int[fNParamsSol+1];
738   //
739   // count number of Z slices and number of R slices in each Z slice
740   for (int ip=0;ip<fNParamsSol;ip++) {
741     if (ip==0 || (GetParamSol(ip)->GetBoundMax(2)-GetParamSol(ip-1)->GetBoundMax(2))>kSafety) { // new Z slice
742       tmpbufF[fNSegZSol] = GetParamSol(ip)->GetBoundMax(2);                                     // 
743       tmpbufI[fNSegZSol] = 0;
744       tmpbufI1[fNSegZSol++] = ip;
745     }
746     fSegRSol[ip] = GetParamSol(ip)->GetBoundMax(0);  // upper R
747     tmpbufI[fNSegZSol-1]++;
748     if (fMaxRSol<fSegRSol[ip]) fMaxRSol = fSegRSol[ip];
749   }
750   //
751   fSegZSol   = new Float_t[fNSegZSol];
752   fSegZIdSol = new Int_t[fNSegZSol];
753   fNSegRSol  = new Int_t[fNSegZSol];
754   for (int iz=0;iz<fNSegZSol;iz++) {
755     fSegZSol[iz]   = tmpbufF[iz];
756     fNSegRSol[iz]  = tmpbufI[iz];
757     fSegZIdSol[iz] = tmpbufI1[iz];
758   }
759   //
760   fMinZSol = GetParamSol(0)->GetBoundMin(2);
761   fMaxZSol = GetParamSol(fNParamsSol-1)->GetBoundMax(2);
762   //
763   delete[] tmpbufF;
764   delete[] tmpbufI;
765   delete[] tmpbufI1;
766   //
767   //
768 }
769
770 //__________________________________________________________________________________________
771 void AliMagFCheb::BuildTableTPCInt()
772 {
773   // build the indexes for each parameterization of TPC field integral
774   //
775   const float kSafety=0.001;
776   //
777   if (fNParamsTPCInt<1) return;
778   fNSegZTPCInt = 0;
779   fSegRTPCInt   = new Float_t[fNParamsTPCInt];
780   float *tmpbufF  = new float[fNParamsTPCInt+1];
781   int   *tmpbufI  = new int[fNParamsTPCInt+1];
782   int   *tmpbufI1 = new int[fNParamsTPCInt+1];
783   //
784   // count number of Z slices and number of R slices in each Z slice
785   for (int ip=0;ip<fNParamsTPCInt;ip++) {
786     if (ip==0 || (GetParamTPCInt(ip)->GetBoundMax(2)-GetParamTPCInt(ip-1)->GetBoundMax(2))>kSafety) { // new Z slice
787       tmpbufF[fNSegZTPCInt] = GetParamTPCInt(ip)->GetBoundMax(2);                                     // 
788       tmpbufI[fNSegZTPCInt] = 0;
789       tmpbufI1[fNSegZTPCInt++] = ip;
790     }
791     fSegRTPCInt[ip] = GetParamTPCInt(ip)->GetBoundMax(0);  // upper R
792     tmpbufI[fNSegZTPCInt-1]++;
793   }
794   //
795   fSegZTPCInt   = new Float_t[fNSegZTPCInt];
796   fSegZIdTPCInt = new Int_t[fNSegZTPCInt];
797   fNSegRTPCInt  = new Int_t[fNSegZTPCInt];
798   for (int iz=0;iz<fNSegZTPCInt;iz++) {
799     fSegZTPCInt[iz]   = tmpbufF[iz];
800     fNSegRTPCInt[iz]  = tmpbufI[iz];
801     fSegZIdTPCInt[iz] = tmpbufI1[iz];
802   }
803   //
804   fMinZTPCInt = GetParamTPCInt(0)->GetBoundMin(2);
805   fMaxZTPCInt = GetParamTPCInt(fNParamsTPCInt-1)->GetBoundMax(2);
806   fMaxRTPCInt = GetParamTPCInt(fNParamsTPCInt-1)->GetBoundMax(0);
807   //
808   delete[] tmpbufF;
809   delete[] tmpbufI;
810   delete[] tmpbufI1;
811   //
812   //
813 }
814
815 void AliMagFCheb::SaveData(const char* outfile) const
816 {
817   // writes coefficients data to output text file
818   TString strf = outfile;
819   gSystem->ExpandPathName(strf);
820   FILE* stream = fopen(strf,"w+");
821   //
822   // Sol part    ---------------------------------------------------------
823   fprintf(stream,"# Set of Chebyshev parameterizations for ALICE magnetic field\nSTART %s\n",GetName());
824   fprintf(stream,"START SOLENOID\n#Number of pieces\n%d\n",fNParamsSol);
825   for (int ip=0;ip<fNParamsSol;ip++) GetParamSol(ip)->SaveData(stream);
826   fprintf(stream,"#\nEND SOLENOID\n");
827   //
828   // TPCInt part ---------------------------------------------------------
829   fprintf(stream,"# Set of Chebyshev parameterizations for ALICE magnetic field\nSTART %s\n",GetName());
830   fprintf(stream,"START TPCINT\n#Number of pieces\n%d\n",fNParamsTPCInt);
831   for (int ip=0;ip<fNParamsTPCInt;ip++) GetParamTPCInt(ip)->SaveData(stream);
832   fprintf(stream,"#\nEND TPCINT\n");
833   //
834   // Dip part   ---------------------------------------------------------
835   fprintf(stream,"START DIPOLE\n#Number of pieces\n%d\n",fNParamsDip);
836   for (int ip=0;ip<fNParamsDip;ip++) GetParamDip(ip)->SaveData(stream);
837   fprintf(stream,"#\nEND DIPOLE\n");
838   //
839   fprintf(stream,"#\nEND %s\n",GetName());
840   //
841   fclose(stream);
842   //
843 }
844
845 Int_t AliMagFCheb::SegmentDipDimension(float** seg,const TObjArray* par,int npar, int dim, 
846                                        float xmn,float xmx,float ymn,float ymx,float zmn,float zmx)
847 {
848   // find all boundaries in deimension dim for boxes in given region.
849   // if mn>mx for given projection the check is not done for it.
850   float *tmpC = new float[2*npar];
851   int *tmpInd = new int[2*npar];
852   int nseg0 = 0;
853   for (int ip=0;ip<npar;ip++) {
854     AliCheb3D* cheb = (AliCheb3D*) par->At(ip);
855     if (xmn<xmx && (cheb->GetBoundMin(0)>(xmx+xmn)/2 || cheb->GetBoundMax(0)<(xmn+xmx)/2)) continue;
856     if (ymn<ymx && (cheb->GetBoundMin(1)>(ymx+ymn)/2 || cheb->GetBoundMax(1)<(ymn+ymx)/2)) continue;
857     if (zmn<zmx && (cheb->GetBoundMin(2)>(zmx+zmn)/2 || cheb->GetBoundMax(2)<(zmn+zmx)/2)) continue;
858     //
859     tmpC[nseg0++] = cheb->GetBoundMin(dim);
860     tmpC[nseg0++] = cheb->GetBoundMax(dim);    
861   }
862   // range Dim's boundaries in increasing order
863   TMath::Sort(nseg0,tmpC,tmpInd,kFALSE);
864   // count number of really different Z's
865   int nseg = 0;
866   float cprev = -1e6;
867   for (int ip=0;ip<nseg0;ip++) {
868     if (TMath::Abs(cprev-tmpC[ tmpInd[ip] ])>1e-4) {
869       cprev = tmpC[ tmpInd[ip] ];
870       nseg++;
871     }
872     else tmpInd[ip] = -1; // supress redundant Z
873   }
874   // 
875   *seg  = new float[nseg]; // create final Z segmenations
876   nseg = 0;
877   for (int ip=0;ip<nseg0;ip++) if (tmpInd[ip]>=0) (*seg)[nseg++] = tmpC[ tmpInd[ip] ];
878   //
879   delete[] tmpC;
880   delete[] tmpInd;
881   return nseg;
882 }
883
884 #endif
885