Shamusworld >> Repos - architektonas/blob - src/vector.cpp

   1 //\r
   2 // vector.cpp: Various structures used for 3 dimensional imaging\r
   3 //\r
   4 // by James Hammons\r
   5 // (C) 2006 Underground Software\r
   6 //\r
   7 // JLH = James L. Hammons <jlhamm@acm.org>\r
   8 //\r
   9 // WHO  WHEN        WHAT\r
  10 // ---  ----------  ------------------------------------------------------------\r
  11 // JLH  09/19/2006  Created this file\r
  12 // JLH  03/22/2011  Moved implementation of constructor from header to here\r
  13 // JLH  04/02/2011  Fixed divide-by-zero bug in Unit(), added Angle() function\r
  14 //\r
  15 \r
  16 #include "vector.h"\r
  17 \r
  18 #include <math.h>                                                               // For sqrt()\r
  19 #include "mathconstants.h"\r
  20 \r
  21 \r
  22 // Vector implementation\r
  23 \r
  24 Vector::Vector(double xx/*= 0*/, double yy/*= 0*/, double zz/*= 0*/): x(xx), y(yy), z(zz)\r
  25 {\r
  26 }\r
  27 \r
  28 Vector::Vector(Vector head, Vector tail): x(head.x - tail.x), y(head.y - tail.y), z(head.z - tail.z)\r
  29 {\r
  30 }\r
  31 \r
  32 Vector Vector::operator=(Vector const v)\r
  33 {\r
  34         x = v.x, y = v.y, z = v.z;\r
  35 \r
  36         return *this;\r
  37 }\r
  38 \r
  39 Vector Vector::operator+(Vector const v)\r
  40 {\r
  41         return Vector(x + v.x, y + v.y, z + v.z);\r
  42 }\r
  43 \r
  44 Vector Vector::operator-(Vector const v)\r
  45 {\r
  46         return Vector(x - v.x, y - v.y, z - v.z);\r
  47 }\r
  48 \r
  49 // Unary negation\r
  50 \r
  51 Vector Vector::operator-(void)\r
  52 {\r
  53         return Vector(-x, -y, -z);\r
  54 }\r
  55 \r
  56 // Vector x constant\r
  57 \r
  58 Vector Vector::operator*(double const v)\r
  59 {\r
  60         return Vector(x * v, y * v, z * v);\r
  61 }\r
  62 \r
  63 // Vector x constant\r
  64 \r
  65 Vector Vector::operator*(float const v)\r
  66 {\r
  67         return Vector(x * v, y * v, z * v);\r
  68 }\r
  69 \r
  70 // Vector / constant\r
  71 \r
  72 Vector Vector::operator/(double const v)\r
  73 {\r
  74         return Vector(x / v, y / v, z / v);\r
  75 }\r
  76 \r
  77 // Vector / constant\r
  78 \r
  79 Vector Vector::operator/(float const v)\r
  80 {\r
  81         return Vector(x / v, y / v, z / v);\r
  82 }\r
  83 \r
  84 // Vector (cross) product\r
  85 \r
  86 Vector Vector::operator*(Vector const v)\r
  87 {\r
  88         // a x b = [a2b3 - a3b2, a3b1 - a1b3, a1b2 - a2b1]\r
  89         return Vector((y * v.z) - (z * v.y), (z * v.x) - (x * v.z), (x * v.y) - (y * v.x));\r
  90 }\r
  91 \r
  92 // Dot product\r
  93 \r
  94 double Vector::Dot(Vector const v)\r
  95 {\r
  96         return (x * v.x) + (y * v.y) + (z * v.z);\r
  97 }\r
  98 \r
  99 \r
 100 // Vector x constant, self assigned\r
 101 \r
 102 Vector& Vector::operator*=(double const v)\r
 103 {\r
 104         x *= v, y *= v, z *= v;\r
 105 \r
 106         return *this;\r
 107 }\r
 108 \r
 109 // Vector / constant, self assigned\r
 110 \r
 111 Vector& Vector::operator/=(double const v)\r
 112 {\r
 113         x /= v, y /= v, z /= v;\r
 114 \r
 115         return *this;\r
 116 }\r
 117 \r
 118 // Vector + vector, self assigned\r
 119 \r
 120 Vector& Vector::operator+=(Vector const v)\r
 121 {\r
 122         x += v.x, y += v.y, z += v.z;\r
 123 \r
 124         return *this;\r
 125 }\r
 126 \r
 127 // Vector + constant, self assigned\r
 128 \r
 129 Vector& Vector::operator+=(double const v)\r
 130 {\r
 131         x += v, y += v, z += v;\r
 132 \r
 133         return *this;\r
 134 }\r
 135 \r
 136 // Vector - vector, self assigned\r
 137 \r
 138 Vector& Vector::operator-=(Vector const v)\r
 139 {\r
 140         x -= v.x, y -= v.y, z -= v.z;\r
 141 \r
 142         return *this;\r
 143 }\r
 144 \r
 145 // Vector - constant, self assigned\r
 146 \r
 147 Vector& Vector::operator-=(double const v)\r
 148 {\r
 149         x -= v, y -= v, z -= v;\r
 150 \r
 151         return *this;\r
 152 }\r
 153 \r
 154 // Check for equality\r
 155 bool Vector::operator==(Vector const v)\r
 156 {\r
 157         return (x == v.x && y == v.y && z == v.z ? true : false);\r
 158 }\r
 159 \r
 160 // Check for inequality\r
 161 bool Vector::operator!=(Vector const v)\r
 162 {\r
 163         return (x != v.x || y != v.y || z != v.z ? true : false);\r
 164 }\r
 165 \r
 166 Vector Vector::Unit(void)\r
 167 {\r
 168         double mag = Magnitude();\r
 169 \r
 170         // If the magnitude of the vector is zero, then the Unit vector is undefined...\r
 171         if (mag == 0)\r
 172                 return Vector(0, 0, 0);\r
 173 \r
 174         return Vector(x / mag, y / mag, z / mag);\r
 175 }\r
 176 \r
 177 double Vector::Magnitude(void)\r
 178 {\r
 179         return sqrt(x * x + y * y + z * z);\r
 180 }\r
 181 \r
 182 double Vector::Angle(void)\r
 183 {\r
 184         // acos returns a value between zero and PI, which means we don't know which\r
 185         // quadrant the angle is in... Though, if the y-coordinate of the vector is\r
 186         // negative, that means that the angle is in quadrants III - IV.\r
 187         double rawAngle = acos(Unit().x);\r
 188         double correctedAngle = (y < 0 ? (2.0 * PI) - rawAngle : rawAngle);\r
 189 \r
 190         return correctedAngle;\r
 191 }\r
 192 \r
 193 bool Vector::isZero(double epsilon/*= 1e-6*/)\r
 194 {\r
 195         return (fabs(x) < epsilon && fabs(y) < epsilon && fabs(z) < epsilon ? true : false);\r
 196 }\r
 197 \r
 198 \r
 199 // Class methods\r
 200 \r
 201 double Vector::Dot(Vector v1, Vector v2)\r
 202 {\r
 203         return (v1.x * v2.x) + (v1.y * v2.y) + (v1.z * v2.z);\r
 204 }\r
 205 \r
 206 double Vector::Magnitude(Vector v1, Vector v2)\r
 207 {\r
 208         double xx = v1.x - v2.x;\r
 209         double yy = v1.y - v2.y;\r
 210         double zz = v1.z - v2.z;\r
 211         return sqrt(xx * xx + yy * yy + zz * zz);\r
 212 }\r