dali/public-api/animation/constraint.h

   1 #ifndef DALI_CONSTRAINT_H
   2 #define DALI_CONSTRAINT_H
   3
   4 /*
   5  * Copyright (c) 2020 Samsung Electronics Co., Ltd.
   6  *
   7  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   8  * you may not use this file except in compliance with the License.
   9  * You may obtain a copy of the License at
  10  *
  11  * http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
  12  *
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  14  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  15  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  16  * See the License for the specific language governing permissions and
  17  * limitations under the License.
  18  *
  19  */
  20
  21 // EXTERNAL INCLUDES
  22 #include <cstdint> // uint32_t
  23
  24 // INTERNAL INCLUDES
  25 #include <dali/public-api/animation/constraint-source.h>
  26 #include <dali/public-api/common/dali-vector.h>
  27 #include <dali/public-api/object/base-handle.h>
  28 #include <dali/public-api/object/property-input.h>
  29 #include <dali/public-api/object/property.h>
  30 #include <dali/public-api/signals/callback.h>
  31
  32 namespace Dali
  33 {
  34 /**
  35  * @addtogroup dali_core_animation
  36  * @{
  37  */
  38
  39 class Handle;
  40
  41 namespace Internal DALI_INTERNAL
  42 {
  43 class ConstraintBase;
  44 }
  45
  46 using PropertyInputContainer = Vector<PropertyInput*>;
  47
  48 /**
  49  * @brief An abstract base class for Constraints.
  50  *
  51  * This can be used to constrain a property of an object, after animations have been applied.
  52  * Constraints are applied in the following order:
  53  *   - Constraints are applied to on-stage actors in a depth-first traversal.
  54  *   - For each actor, the constraints are applied in the same order as the calls to Apply().
  55  *   - Constraints are not applied to off-stage actors.
  56  *
  57  * Create a constraint using one of the New methods depending on the type of callback function used.
  58  * Try to use a C function unless some data needs to be stored, otherwise functors and class methods
  59  * are also supported.
  60  *
  61  * A constraint can be applied to an object in the following manner:
  62  *
  63  * @code
  64  * Handle handle = CreateMyObject();
  65  * Constraint constraint = Constraint::New< Vector3 >( handle, CONSTRAINING_PROPERTY_INDEX, &MyFunction );
  66  * constraint.AddSource( LocalSource( INPUT_PROPERTY_INDEX ) );
  67  * constraint.Apply();
  68  * @endcode
  69  * @SINCE_1_0.0
  70  */
  71 class DALI_CORE_API Constraint : public BaseHandle
  72 {
  73 public:
  74   /**
  75    * @brief Template for the Function that is called by the Constraint system.
  76    *
  77    * Supports:
  78    *  - C style functions
  79    *  - Static member methods of an object
  80    *  - Member functions of a particular class
  81    *  - Functors of a particular class
  82    *  - If a functor or method is provided, then a copy of the object is made.
  83    *
  84    * The expected signature of the callback should be:
  85    * @code
  86    *   void Function( P&, const PropertyInputContainer& );
  87    * @endcode
  88    *
  89    * The P& parameter is an in,out parameter which stores the current value of the property. The callback
  90    * should change this value to the desired one. The PropertyInputContainer is a const reference to the property inputs
  91    * added to the Constraint in the order they were added via AddSource().
  92    *
  93    * @SINCE_1_0.0
  94    * @tparam P The property type to constrain
  95    */
  96   template<typename P>
  97   class DALI_INTERNAL Function : public CallbackBase
  98   {
  99   public:
 100     /**
 101      * @brief Constructor which connects to the provided C function (or a static member function).
 102      *
 103      * The expected signature of the function is:
 104      * @code
 105      *   void MyFunction( P&, const PropertyInputContainer& );
 106      * @endcode
 107      *
 108      * @SINCE_1_0.0
 109      * @param[in] function The function to call
 110      */
 111     Function(void (*function)(P&, const PropertyInputContainer&))
 112     : CallbackBase(reinterpret_cast<CallbackBase::Function>(function)),
 113       mCopyConstructorDispatcher(NULL)
 114     {
 115     }
 116
 117     /**
 118      * @brief Constructor which copies a function object and connects to the functor of that object.
 119      *
 120      * The function object should have a functor with the following signature:
 121      * @code
 122      *   void operator()( P&, const PropertyInputContainer& );
 123      * @endcode
 124      *
 125      * @SINCE_1_0.0
 126      * @param[in] object The object to copy
 127      * @tparam T The type of the object
 128      */
 129     template<class T>
 130     Function(const T& object)
 131     : CallbackBase(reinterpret_cast<void*>(new T(object)), // copy the object
 132                    nullptr,                                // uses operator() instead of member function
 133                    reinterpret_cast<CallbackBase::Dispatcher>(&FunctorDispatcher2<T, P&, const PropertyInputContainer&>::Dispatch),
 134                    reinterpret_cast<CallbackBase::Destructor>(&Destroyer<T>::Delete)),
 135       mCopyConstructorDispatcher(reinterpret_cast<CopyConstructorDispatcher>(&ObjectCopyConstructorDispatcher<T>::Copy))
 136     {
 137     }
 138
 139     /**
 140      * @brief Constructor which copies a function object and allows a connection to a member method.
 141      *
 142      * The object should have a method with the signature:
 143      * @code
 144      *   void MyObject::MyMethod( P&, const PropertyInputContainer& );
 145      * @endcode
 146      *
 147      * @SINCE_1_0.0
 148      * @param[in] object The object to copy
 149      * @param[in] memberFunction The member function to call. This has to be a member of the same class
 150      * @tparam T The type of the object
 151      */
 152     template<class T>
 153     Function(const T& object, void (T::*memberFunction)(P&, const PropertyInputContainer&))
 154     : CallbackBase(reinterpret_cast<void*>(new T(object)), // copy the object
 155                    reinterpret_cast<CallbackBase::MemberFunction>(memberFunction),
 156                    reinterpret_cast<CallbackBase::Dispatcher>(&Dispatcher2<T, P&, const PropertyInputContainer&>::Dispatch),
 157                    reinterpret_cast<CallbackBase::Destructor>(&Destroyer<T>::Delete)),
 158       mCopyConstructorDispatcher(reinterpret_cast<CopyConstructorDispatcher>(&ObjectCopyConstructorDispatcher<T>::Copy))
 159     {
 160     }
 161
 162     /**
 163      * @brief Clones the Function object.
 164      *
 165      * The object, if held by this object, is also copied.
 166      *
 167      * @SINCE_1_0.0
 168      * @return A pointer to a newly-allocated Function
 169      */
 170     CallbackBase* Clone()
 171     {
 172       CallbackBase* callback = nullptr;
 173       if(mImpl.mObjectPointer && mCopyConstructorDispatcher)
 174       {
 175         callback = new Function(mCopyConstructorDispatcher(reinterpret_cast<UndefinedClass*>(mImpl.mObjectPointer)) /* Copy the object */,
 176                                 mMemberFunction,
 177                                 mImpl.mMemberFunctionDispatcher,
 178                                 mImpl.mDestructorDispatcher,
 179                                 mCopyConstructorDispatcher);
 180       }
 181       else
 182       {
 183         callback = new Function(mFunction);
 184       }
 185       return callback;
 186     }
 187
 188   private:
 189     /**
 190      * @brief Must not be declared.
 191      *
 192      * This is used so that no optimisations are done by the compiler when using void*.
 193      */
 194     class UndefinedClass;
 195
 196     /**
 197      * @brief Used to call the function to copy the stored object.
 198      * @SINCE_1_0.0
 199      */
 200     using CopyConstructorDispatcher = UndefinedClass* (*)(UndefinedClass*);
 201
 202     /**
 203      * @brief Copies the actual object in Constraint::Function.
 204      *
 205      * @SINCE_1_0.0
 206          * @tparam T The type of the object
 207      */
 208     template<class T>
 209     struct ObjectCopyConstructorDispatcher
 210     {
 211       /**
 212        * @brief Copies the object stored in Constraint::Function.
 213        *
 214        * @SINCE_1_0.0
 215        * @param[in] object The object to copy
 216        * @return Newly allocated clone of the object
 217        */
 218       static UndefinedClass* Copy(const UndefinedClass* object)
 219       {
 220         T* copy = new T(*(reinterpret_cast<const T*>(object)));
 221         return reinterpret_cast<UndefinedClass*>(copy);
 222       }
 223     };
 224
 225     Function(const Function&) = delete;            ///< Deleted copy constructor. @SINCE_1_0.0
 226     Function(Function&&)      = delete;            ///< Deleted move constructor. @SINCE_1_9.25
 227     Function& operator=(const Function&) = delete; ///< Deleted copy assignment operator. @SINCE_1_0.0
 228     Function& operator=(Function&&) = delete;      ///< Deleted move assignment operator. @SINCE_1_9.25
 229
 230     /**
 231      * @brief Constructor used when copying the stored object.
 232      *
 233      * @SINCE_1_0.0
 234      * @param[in]  object                     A newly copied object
 235      * @param[in]  memberFunction             The member function of the object
 236      * @param[in]  dispatcher                 Used to call the actual object
 237      * @param[in]  destructor                 Used to delete the owned object
 238      * @param[in]  copyConstructorDispatcher  Used to create a copy of the owned object
 239      */
 240     Function(void*                        object,
 241              CallbackBase::MemberFunction memberFunction,
 242              CallbackBase::Dispatcher     dispatcher,
 243              CallbackBase::Destructor     destructor,
 244              CopyConstructorDispatcher    copyConstructorDispatcher)
 245     : CallbackBase(object, memberFunction, dispatcher, destructor),
 246       mCopyConstructorDispatcher(copyConstructorDispatcher)
 247     {
 248     }
 249
 250     /**
 251      * @brief Constructor used when copying a simple stored function.
 252      *
 253      * @SINCE_1_0.0
 254      * @param[in] function The function to call
 255      */
 256     Function(CallbackBase::Function function)
 257     : CallbackBase(function),
 258       mCopyConstructorDispatcher(nullptr)
 259     {
 260     }
 261
 262     // Data
 263
 264     CopyConstructorDispatcher mCopyConstructorDispatcher; ///< Function to call to copy the stored object
 265   };
 266
 267   /**
 268    * @brief Enumeration for the action that will happen when the constraint is removed.
 269    *
 270    * The final value may be "baked" i.e. saved permanently.
 271    * Alternatively the constrained value may be discarded when the constraint is removed.
 272    * @SINCE_1_0.0
 273    */
 274   enum RemoveAction
 275   {
 276     BAKE,   ///< When the constraint is fully-applied, the constrained value is saved. @SINCE_1_9.28
 277     DISCARD ///< When the constraint is removed, the constrained value is discarded. @SINCE_1_9.28
 278   };
 279
 280   static const RemoveAction DEFAULT_REMOVE_ACTION; ///< BAKE
 281
 282   /**
 283    * @brief Creates an uninitialized Constraint; this can be initialized with Constraint::New().
 284    *
 285    * Calling member functions with an uninitialized Constraint handle is not allowed.
 286    * @SINCE_1_0.0
 287    */
 288   Constraint();
 289
 290   /**
 291    * @brief Creates a constraint which targets a property using a function or a static class member.
 292    *
 293    * The expected signature, for a Vector3 type for example, of the function is:
 294    * @code
 295    *   void MyFunction( Vector3&, const PropertyInputContainer& );
 296    * @endcode
 297    *
 298    * Create the constraint with this function as follows:
 299    *
 300    * @code
 301    *   Constraint constraint = Constraint::New< Vector3 >( handle, CONSTRAINING_PROPERTY_INDEX, &MyFunction );
 302    * @endcode
 303    *
 304    * @SINCE_1_0.0
 305    * @param[in] handle      The handle to the property-owning object
 306    * @param[in] targetIndex The index of the property to constrain
 307    * @param[in] function    The function to call to set the constrained property value
 308    *
 309    * @tparam P The type of the property to constrain
 310    * @return The new constraint
 311    */
 312   template<class P>
 313   static Constraint New(Handle handle, Property::Index targetIndex, void (*function)(P&, const PropertyInputContainer&))
 314   {
 315     CallbackBase* callback = new Constraint::Function<P>(function);
 316     return New(handle, targetIndex, PropertyTypes::Get<P>(), callback);
 317   }
 318
 319   /**
 320    * @brief Creates a constraint which targets a property using a functor object.
 321    *
 322    * The expected structure, for a Vector3 type for example, of the functor object is:
 323    * @code
 324    *   struct MyObject
 325    *   {
 326    *     void operator() ( Vector3&, const PropertyInputContainer& );
 327    *   };
 328    * @endcode
 329    *
 330    * Create the constraint with this object as follows:
 331    *
 332    * @code
 333    *   Constraint constraint = Constraint::New< Vector3 >( handle, CONSTRAINING_PROPERTY_INDEX, MyObject() );
 334    * @endcode
 335    *
 336    * @SINCE_1_0.0
 337    * @param[in] handle      The handle to the property-owning object
 338    * @param[in] targetIndex The index of the property to constraint
 339    * @param[in] object      The functor object whose functor is called to set the constrained property value
 340    *
 341    * @tparam P The type of the property to constrain
 342    * @tparam T The type of the object
 343    * @return The new constraint
 344    */
 345   template<class P, class T>
 346   static Constraint New(Handle handle, Property::Index targetIndex, const T& object)
 347   {
 348     CallbackBase* function = new Constraint::Function<P>(object);
 349     return New(handle, targetIndex, PropertyTypes::Get<P>(), function);
 350   }
 351
 352   /**
 353    * @brief Creates a constraint which targets a property using an object method.
 354    *
 355    * The expected structure, for a Vector3 type for example, of the object is:
 356    * @code
 357    *   struct MyObject
 358    *   {
 359    *     void MyMethod( Vector3&, const PropertyInputContainer& );
 360    *   };
 361    * @endcode
 362    *
 363    * Create the constraint with this object as follows:
 364    *
 365    * @code
 366    *   Constraint constraint = Constraint::New< Vector3 >( handle, CONSTRAINING_PROPERTY_INDEX, MyObject(), &MyObject::MyMethod );
 367    * @endcode
 368    *
 369    * @SINCE_1_0.0
 370    * @param[in] handle         The handle to the property-owning object
 371    * @param[in] targetIndex    The index of the property to constraint
 372    * @param[in] object         The object whose member function is called to set the constrained property value
 373    * @param[in] memberFunction The member function to call to set the constrained property value
 374    * @return The new constraint
 375    *
 376    * @tparam P The type of the property to constrain
 377    * @tparam T The type of the object
 378    */
 379   template<class P, class T>
 380   static Constraint New(Handle handle, Property::Index targetIndex, const T& object, void (T::*memberFunction)(P&, const PropertyInputContainer&))
 381   {
 382     CallbackBase* function = new Constraint::Function<P>(object, memberFunction);
 383     return New(handle, targetIndex, PropertyTypes::Get<P>(), function);
 384   }
 385
 386   /**
 387    * @brief Creates a clone of this constraint for another object.
 388    *
 389    * @SINCE_1_0.0
 390    * @param[in] handle The handle to the property-owning object this constraint is to be cloned for
 391    * @return The new constraint
 392    */
 393   Constraint Clone(Handle handle);
 394
 395   /**
 396    * @brief Destructor.
 397    *
 398    * This is non-virtual since derived Handle types must not contain data or virtual methods.
 399    * @SINCE_1_0.0
 400    */
 401   ~Constraint();
 402
 403   /**
 404    * @brief This copy constructor is required for (smart) pointer semantics.
 405    *
 406    * @SINCE_1_0.0
 407    * @param[in] constraint A reference to the copied handle
 408    */
 409   Constraint(const Constraint& constraint);
 410
 411   /**
 412    * @brief This assignment operator is required for (smart) pointer semantics.
 413    *
 414    * @SINCE_1_0.0
 415    * @param[in] rhs A reference to the copied handle
 416    * @return A reference to this
 417    */
 418   Constraint& operator=(const Constraint& rhs);
 419
 420   /**
 421    * @brief Move constructor.
 422    *
 423    * @SINCE_1_9.22
 424    * @param[in] rhs A reference to the moved handle
 425    */
 426   Constraint(Constraint&& rhs) noexcept;
 427
 428   /**
 429    * @brief Move assignment operator.
 430    *
 431    * @SINCE_1_9.22
 432    * @param[in] rhs A reference to the moved handle
 433    * @return A reference to this handle
 434    */
 435   Constraint& operator=(Constraint&& rhs) noexcept;
 436
 437   /**
 438    * @brief Downcasts a handle to Constraint handle.
 439    *
 440    * If handle points to a Constraint object, the downcast produces valid handle.
 441    * If not, the returned handle is left uninitialized.
 442    * @SINCE_1_0.0
 443    * @param[in] baseHandle BaseHandle to an object
 444    * @return Handle to a Constraint object or an uninitialized handle
 445    */
 446   static Constraint DownCast(BaseHandle baseHandle);
 447
 448   /**
 449    * @brief Adds a constraint source to the constraint.
 450    *
 451    * @SINCE_1_0.0
 452    * @param[in] source The constraint source input to add
 453    */
 454   void AddSource(ConstraintSource source);
 455
 456   /**
 457    * @brief Applies this constraint.
 458    *
 459    * @SINCE_1_0.0
 460    * @pre The constraint must be initialized.
 461    * @pre The target object must still be alive.
 462    * @pre The source inputs should not have been destroyed.
 463    */
 464   void Apply();
 465
 466   /**
 467    * @brief Removes this constraint.
 468    * @SINCE_1_0.0
 469    */
 470   void Remove();
 471
 472   /**
 473    * @brief Retrieves the object which this constraint is targeting.
 474    *
 475    * @SINCE_1_0.0
 476    * @return The target object
 477    */
 478   Handle GetTargetObject();
 479
 480   /**
 481    * @brief Retrieves the property which this constraint is targeting.
 482    *
 483    * @SINCE_1_0.0
 484    * @return The target property
 485    */
 486   Dali::Property::Index GetTargetProperty();
 487
 488   /**
 489    * @brief Sets the remove action. Constraint::BAKE will "bake" a value when fully-applied.
 490    *
 491    * In case of Constraint::DISCARD, the constrained value will be discarded, when the constraint is removed.
 492    * The default value is Constraint::BAKE.
 493    * @SINCE_1_0.0
 494    * @param[in] action The remove-action
 495    */
 496   void SetRemoveAction(RemoveAction action);
 497
 498   /**
 499    * @brief Retrieves the remove action that will happen when the constraint is removed.
 500    *
 501    * @SINCE_1_0.0
 502    * @return The remove-action
 503    */
 504   RemoveAction GetRemoveAction() const;
 505
 506   /**
 507    * @brief Sets a tag for the constraint so it can be identified later.
 508    *
 509    * @SINCE_1_0.0
 510    * @param[in] tag An integer to identify the constraint
 511    */
 512   void SetTag(const uint32_t tag);
 513
 514   /**
 515    * @brief Gets the tag.
 516    *
 517    * @SINCE_1_0.0
 518    * @return The tag
 519    */
 520   uint32_t GetTag() const;
 521
 522 public: // Not intended for use by Application developers
 523   /// @cond internal
 524   /**
 525    * @brief This constructor is used by Constraint::New() methods.
 526    * @SINCE_1_0.0
 527    * @param[in] constraint A pointer to a newly allocated Dali resource
 528    */
 529   explicit DALI_INTERNAL Constraint(Internal::ConstraintBase* constraint);
 530   /// @endcond
 531
 532 private: // Not intended for use by Application developers
 533   /// @cond internal
 534   /**
 535    * @brief Constructs a new constraint which targets a property.
 536    *
 537    * @SINCE_1_0.0
 538    * @param[in]  handle       The handle to the property-owning object
 539    * @param[in]  targetIndex  The index of the property to constrain
 540    * @param[in]  targetType   Type The type of the constrained property
 541    * @param[in]  function     The constraint function
 542    * @return The new constraint
 543    */
 544   static Constraint New(Handle handle, Property::Index targetIndex, Property::Type targetType, CallbackBase* function);
 545   /// @endcond
 546 };
 547
 548 /**
 549  * @}
 550  */
 551 } // namespace Dali
 552
 553 #endif // DALI_CONSTRAINT_H