Add classes restricting a function to a lower dimension

Add a class CoordinateRestriction that corresponds to restricting one
coordinate of a dealii::Function, f, to a given value. That is, if Z is
a fixed value we create the new function

g = g(x, y) = f(x, y, Z).

Correspondingly, add a class PointRestriction that takes a point (Y, Z)
and restricts a dealii::Function to the point, i.e, we create the new
function

g = g(x) = f(x, Y, Z).

Merge pull request #12022 from bangerth/table-x

Add AlignedVector::replicate_across_communicator()

Merge pull request #12108 from Rombur/tutorial_67

Fix typo from copy/paste

Fix typo from copy/paste

Adapt a test by Peter Munch.

Work around an MPI bug in a different way.

Insert a barrier into a test.

Merge pull request #12100 from masterleinad/fix_intel_tests

Fix up tests for ICC 2018

Move DistortedCellList destructor to source/grid/tria.cc

Fix up tests for Intel

Merge pull request #12097 from masterleinad/fix_lac_vector_memory

Fix lac/vector_memory for Clang12

Merge pull request #12099 from bangerth/fe-values-cache

Fix the number of entries in the FEValues view cache.

Merge pull request #12098 from masterleinad/fix_parameter_handler_25

Fix parameter_handler/parameter_handler_25 for clang12

Merge pull request #12096 from masterleinad/fix_unsubscribe_subscriptor

Fix base/unsubscribe_subscriptor for clang

Fix the number of entries in the FEValues view cache.

Looking at the implementation of the FEValuesViews::Vector and similar classes, we
see that they return 'spacedim' objects at a time, and similar for the tensor views.
The number of entries in the cache for vectors was already keyed off 'spacedim',
but for the tensors it was based on 'dim' instead. This isn't quite right.

Fix parameter_handler/parameter_handler_25 for clang12

Simplify code slightly.

Merge pull request #12095 from masterleinad/fix_extract_boundary_dofs

Fix mpi/extract_boundary_dofs

Fix lac/vector_memory for Clang12

Fix base/unsubscribe_subscriptor for clang

Merge pull request #12062 from simonsticko/function_bounds

Add function estimating Function bounds over a BoundingBox

Merge pull request #12079 from simonsticko/sphere_plane_level_set

Add level set functions for a plane and a sphere

Merge pull request #12094 from bangerth/move-2

Fix mpi/extract_boundary_dofs

Merge pull request #12083 from bangerth/types

Simplify some type computations in FEValuesViews.

Add a test.

Add a changelog entry.

Provide a move constructor for Functions::InterpolatedUniformGridData.

Add a changelog entry.

Bring back the OutputTypes structures.

Merge pull request #12093 from peterrum/MatrixFreeTools_doxygen

Guard if code in MatrixFreeTools if doxygen is used

Guard if code in MatrixFreeTools if doxygen is used

Add function estimating Function bounds over a BoundingBox

Add a function taylor_estimate_function_bounds, which estimates the
range of a Function over a BoundingBox by approximating the function
by a 2nd order Taylor polynomial. Both the range of the function value
and the range of each gradient component is estimated.

Add level set functions for a plane and a sphere

Add two level set functions in a new namespace
dealii::Functions::LevelSet, one being the signed distance function
from an arbitrary point to a sphere, and the other being the
(possibly scaled) signed distance from a point to a plane.

Merge pull request #11122 from drwells/check-msvc-constexpr

Check MSVC's constexpr support.

Merge pull request #12091 from tamiko/fix_sundials_tests

tests/sundials/* Use new variants already for version 5.2.0 onwards

Merge pull request #12089 from tamiko/missing_instantiations

add missing instantiations

Merge pull request #12077 from marcfehling/error-predictor

Remove `parallel::distributed::ErrorPredictor`.

Convert most DEAL_II_CONSTEXPR to constexpr.

Now that we require C++14 we can treat this differently. Not everything can be
converted yet - some older compilers encounter internal compiler errors when we
try to mark more things as constexpr.

tests/sundials/* Use new variants already for version 5.2.0 onwards

add missing instantiations

Also adjust tests.

Simplify some type computations in FEValuesViews.

Specifically, instead of using a nested class, just use a template type alias.
While there, also fix a few places where we should have used the existing type
alias but instead had repeated the same type computation used in the definition
of the type alias.

Merge pull request #12057 from bangerth/move

Merge pull request #12088 from bangerth/static-assert

Fix a static_assert to actually make sense.

Merge pull request #12085 from drwells/fix-compilation-gcc-5

Fix compilation with gcc-5.

Fix a static_assert to actually make sense.

More specifically, there is a specialization Tensor<0,dim,Number> so we should
reallly never get here with rank==0.

Merge pull request #12086 from masterleinad/fix_petsc_warning

Fix warning about unused function in PETScWrappers source file

Fix compilation with gcc-5.

The compiler generates identical symbols for each static declaration, which
leads to a problem in the assembler. Work around it by not declaring the
variable as static.

Fix warning about ununed function in PETScWrappers source file

Merge pull request #12082 from drwells/remove-gridreordering-3

Move GridReordering::reorder_cells().

Merge pull request #12084 from masterleinad/guard_sundials

Guard SUNDIALS variables more carefully

Merge pull request #12076 from harmonj/FE_NEDELEC_BUG_REMOVAL

Correct 2-D FE_Nedelec Interpolation

Remove `parallel::distributed::ErrorPredictor`.

Use `hp::Refinement::predict_error()` in favor of `parallel::distributed::ErrorPredictor`.

Merge pull request #12074 from marcfehling/bug-predict-error

Bugfix: `hp::Refinement::predict_error` - cast to int

Guard SUNDIALS variables more carefully

Move GridReordering::reorder_cells().

Merge pull request #11971 from dangars/step62_no_jupyter

Give the option to use step-62 without the jupyter notebook

Merge pull request #12081 from masterleinad/fix_copy_connectivity_unity

Forward declare explicit template specializations for copy_connectivity

Merge pull request #12073 from marcfehling/step-27-limitplevel

step-27: limit p-level difference

Bugfix: `hp::Refinement::predict_error` - cast to int

Corrects 2-D FE_Nedelec Interpolation

Fixes a conditional statement in FE_Nedelec::convert_...to_dof_values. Adds a new test function in tests/fe/interpolation_common.h for use in tests/fe/interpolation_nedelec.cc as the previous test case indicated (incorrectly) that the function returned correct DoF values.

Forward declare explicit template specilaizations for copy_connectivity

Merge pull request #12071 from drwells/remove-gridreordering-2

Move GridReordering<dim>::invert_all_negative_measure_cells().

Add a changelog entry.

Add tests.

Implement AlignedVector::replicate_across_communicator() with shmem.

Implement a two-stage algorithm for distributing data in AlignedVector::replicate_across_communicator().

Merge pull request #12075 from marcfehling/doc-renamed

Doc: Function has been renamed

Doc: Function has been renamed

step-27: limit p-level difference

Merge pull request #12050 from peterrum/categorize_by_boundary_ids_01_fix

Fix test matrix_free/categorize_by_boundary_ids_01

Use the Jupyter Notebook only the analyze the results

Remove an obsolete comment.

Move GridReordering<dim>::invert_all_negative_measure_cells().

Merge pull request #12069 from bangerth/table-6

Simplify control flow in AlignedVector::resize{,_fast}.

Merge pull request #12065 from bangerth/grid

Minor updates to the grid reordering module.

Merge pull request #12070 from bangerth/broadcast

Minor optimization in Utilities::MPI::broadcast().

Merge pull request #12067 from bangerth/number-of-children

Merge pull request #12068 from drwells/improve-zero-assignment-message

Improve the scalar assignment exception message.

Minor optimization in Utilities::MPI::broadcast().

Add AlignedVector::replicate_across_communicator().

Simplify control flow in AlignedVector::resize{,_fast}.

Improve the scalar assignment exception message.

Merge pull request #12064 from bangerth/table-5

Add a test for AlignedVector.

Add a changelog entry.

Deprecate TriaAccessor::number_of_children.

Use TriaAccessor::n_active_descendants() instead.

Merge pull request #12063 from peterrum/grid_in_exc

Add error message to GridIn::ExcNoTriangulationSelected

Minor updates to the grid reordering module.

Merge pull request #12059 from drwells/remove-gridreordering-1

Remove GridReordering part 1

Add a test for AlignedVector.

Add error message to GridIn::ExcNoTriangulationSelected

Merge pull request #12061 from tamiko/fix_a_warning_2

fix a warning

fix a warning

This fixes a warning emitted by gcc-10.3.0:

  warning: comparison of unsigned expression in ‘< 0’ is always false [-Wtype-limits]

Merge pull request #12054 from tamiko/mpi_memory_leak

Utilities::MPI::mpi_sum_avg: create MPI_Datatype and MPI_Op once

Merge pull request #12060 from tamiko/fix_a_warning

fix a -Wdtor warning

Merge pull request #12056 from bangerth/doc

Make the documentation of TableBase less chatty.

fix a -Wdtor warning

add a changes entry