#include <stdlib.h>
/*
Copyright (c) 2010, Cryst.
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  限り、再頒布および使用を許可します。

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  も含め、またそれに限定されない、いかなる保証もありません。著作権者もコントリビューター
  も、事由のいかんを問わず、損害発生の原因いかんを問わず、かつ責任の根拠が契約であるか
  厳格責任であるか（過失その他の）不法行為であるかを問わず、仮にそのような損害が発生する
  可能性を知らされていたとしても、本ソフトウェアの使用によって発生した（代替品または代用
  サービスの調達、使用の喪失、データの喪失、利益の喪失、業務の中断も含め、またそれに限定
  されない）直接損害、間接損害、偶発的な損害、特別損害、懲罰的損害、または結果損害につい
  て、一切責任を負わないものとします。
*/

void **alloc2D( void *data, int sizeOfUnit, int lx, int ly )
/**  連続した２次元データを、lx, ly の配列としてアクセス出来るように初期化
void *data: ２Ｄデータ（ピクセル）の格納場所 原点からX軸方向のデータが　LX個
            連続して格納されている。この並びで LY個のデータが配置され、1画面
            分のデータが格納されている。
int  sizeOfUnit: １ピクセルを構成するデータのバイト数
int     lx: X軸方向のピクセル数
int     ly: Y軸方向のピクセル数
*/
{
register void **d, *base=data ;
register int  i, llx=lx, lly=ly ;
register long long s=sizeOfUnit ;

//  if( sizeOfUnit<1 || lx<1 || ly<1 ) return NULL ;
    if( (data==NULL) || (sizeOfUnit<1) || (lx<1) || (ly<1) ) return NULL ;
    if( (d=(void **)malloc(ly*sizeof(void *))) == NULL ) return NULL ;
    for( i=0; i<lly; i++ ) d[i] = (void *)((unsigned char *)base + llx*s*i) ;
    return d ;
}

void ***alloc3D( void *data, int sizeOfUnit, int lx, int ly, int lz )
/**  連続したボクセルデータを、lx,ly,lz の配列としてアクセス出来るように初期化
void *data: ３Dデータ(ボクセルデータ)の格納場所 原点からX軸方向のデータが LX個
            連続して格納されている。この並びで LY個のデータが配置され、1画面(2D)
            分のデータが格納されている。この塊が、LZ個並んで全ボクセルデータが
            記録されている。
int  sizeOfUnit: １ボクセルを構成するデータのバイト数
int     lx: X軸方向のボクセル数
int     ly: Y軸方向のボクセル数
int     lz: Z軸方向のボクセル数
*/
{
register void   ***d ; // 作業用の一時変数

//  if ( sizeOfUnit<1 || lx<1 || ly<1 || lz<1 ) return NULL ;     // 引数チェック
    if( (data==NULL) || (sizeOfUnit<1) || (lx<1) || (ly<1) || (lz<1) ) return NULL ;
    if ((d=(void ***)malloc((lz*ly+lz)*sizeof(void *))) == NULL) {// インデックス領域
        return NULL ;  // インデックス領域の確保に失敗
    } else { // 確保したメモリー上に、配列アクセス用のインデックスを初期化
        register long long s=sizeOfUnit ;
        register int  i, llx=lx, lly=ly, llz=lz, lyz=lly*llz ;
        register void **area=(void **)&d[llz], *base=data ;
        for( i=0; i<llz; i++ )    d[i] = &area[lly*i] ;
        for( i=0; i<lyz; i++ ) area[i] = (void **)((unsigned char *)base + llx*s*i) ;
    }
    return d ;
}


/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
#include <stdio.h>

void reverse( int ***array, int lx, int ly, int lz ) // 2010/08/12
/**  サブルーチンで使用する例　（配列の型は確定している事）
int ***array: alloc3D で初期済みの３次元配列のインデックスへのポインター
int       lx: X軸方向のボクセル数
int       ly: Y軸方向のボクセル数
int       lz: Z軸方向のボクセル数
*/
{
register int   ***d=array, x, y, z ;

    for( z=0; z<lz; z++ ) {
        for( y=0; y<ly; y++ ) {
            for( x=0; x<lx; x++ ) {
                d[z][y][x] = ~d[z][y][x] ; // データの反転処理
            }
        }
    }
}

int processing( int *data, int lx, int ly, int lz )
/**  処理プログラムのサンプル
void *data: ３Dデータ(ボクセルデータ)の格納場所 原点からX軸方向のデータがLX個
            連続して格納されている。この並びでLY個のデータが配置され、1画面(2D)
            分のデータが格納されている。この塊が、LZ個並んで全ボクセルデータが
            記録されている。（今回、ボクセルは int 型のデータとする）
int     lx: X軸方向のボクセル数
int     ly: Y軸方向のボクセル数
int     lz: Z軸方向のボクセル数
*/
{
register int   x, y, z, v ;
register int ***d ; //ボクセルデータを表す変数（未初期化状態）

    // lx*ly*lz 個のデータを配列としてアクセス出来るようにメモリーを確保して
    // インデックス情報を作成する。(ボクセルが構造体の場合は、構造体の大きさを渡す)
    if( (d=(int ***)alloc3D( data, sizeof(int), lx, ly, lz)) == NULL ) {
        fprintf( stderr, "alloc3D error.\n" ) ;
        return(1) ;
    }

    // 動的３Dデータ[(((lx)*ly)*lz)個のデータの塊]を配列として扱う事が可能になる
    // 空間の濃度計算には、最低８ボクセルにアクセスが必要、コストは大きい
    // 座標 x,y,z のボクセルデータを呼び出すアドレス計算時に掛け算の処理(数)を省く
    for( z=0; z<lz; z++ ) {
        for( y=0; y<ly; y++ ) {
            for( x=0; x<lx; x++ ) {
                v = d[z][y][x] ; // 配列(d[z][y][x]) の表記でデータにアクセス
            }
        }
    }

    // サブルーチンで使用する例 (補足情報: 2010/08/12)
    reverse( d, lx, ly, lz ) ;


    free(d) ; // 確保したメモリーを解放する
    return 0 ;
}

int  dataRead(char *fname, int lx, int ly, int lz)
{// read volume data lx * ly *lz 　サンプルプログラム
void *source ;
FILE *fp ;

    // |<---------------------------- lz------------------------------------->|
    // |<--------------ly------------------>|<-------- .. ly ..------>|......
    // |<---lx--->|<---lx--->|...|<---lx--->|<---lx--->|...|<---lx--->|......
    //  d0 d1...dn .....................
    if( (source=malloc(lx*ly*lz*sizeof(int))) == NULL ) {// 連続した３Dデータ用のエリア
        fprintf( stderr, "malloc error.\n" ) ;
        return 1 ;
    } else if( (fp=fopen(fname, "rb")) == NULL ) {// ３Dデータファイルのオープン
        fprintf( stderr, "open error.\n" ) ;
        free(source) ;
        return 1 ;
    } else if( fread(source, lx*ly*lz*sizeof(int), 1, fp) != 1 ) {// ３Dデータの読み込み
        fprintf( stderr, "read error.\n" ) ;
        free(source) ;
        return 1 ;
    }

    processing( source, lx, ly, lz ) ; // 動的３D配列を扱う処理例

    free(source) ; // 確保した作業エリアの開放
    return 0 ;
}