fork download
copy 
  1. #ifndef GAME_Vertex3D_H
  2. #define GAME_Vertex3D_H
  3.  
  4. #include "stdafx.h"
  5. #include "math.h"
  6.  
  7. // Vertex3D: Шаблон класса "точка" (или "вектор", что одно и то же) в трехмерной
  8. // декартовой системе координат. 
  9. // Поддерживает примитивные операции над векторами в пространстве.
  10. // Основан на коде Алексея В. Борескова (http://s...content-available-to-author-only...d.ru)
  11. template < class T >
  12. class Vertex3D
  13. {
  14. private:
  15.   // max3: возвращает максимальное значение из трех переданных
  16.   static T max3( T a, T b, T c )
  17.   {
  18.     return a > b ? (a > c ? a : (b > c ? b : c)) :
  19.                    (b > c ? b : (a > c ? a : c));
  20.   };
  21.  
  22.   // sqr: возвращает квадрат аргумента
  23.   static T sqr( T x )
  24.   {
  25.     return x * x;
  26.   };
  27.  
  28. public:
  29.   T x, y, z;  // Координаты точки (вектора) в трехмерном пространстве
  30.  
  31.   // Конструктор по умолчанию создаёт "нулевой" вектор
  32.   Vertex3D(): x( 0 ), y( 0 ), z( 0 ) {};
  33.  
  34.   // Конструкто из трех координат
  35.   Vertex3D( T px, T py, T pz )
  36.   {
  37.     x = px;
  38.     y = py;
  39.     z = pz;
  40.   };
  41.  
  42.   // Конструкто из массива трех координат
  43.   Vertex3D( const T *pt )
  44.   {
  45.     x = pt[ 0 ];
  46.     y = pt[ 1 ];
  47.     z = pt[ 2 ];
  48.   };
  49.  
  50.   // Конструктор копирования из другой точки
  51.   Vertex3D( const Vertex3D< T > &v )
  52.   {
  53.     x = v.x;
  54.     y = v.y;
  55.     z = v.z;
  56.   };
  57.  
  58.   // operator=: оператор копирования из массива трех координат точки
  59.   const Vertex3D< T > &operator=( const T *pt )
  60.   {
  61.     x = pt[ 0 ];
  62.     y = pt[ 1 ];
  63.     z = pt[ 2 ];
  64.     return *this;
  65.   };
  66.  
  67.   // operator=: оператор копирования из другой точки
  68.   const Vertex3D< T > &operator=( const Vertex3D< T > &v )
  69.   {
  70.     x = v.x;
  71.     y = v.y;
  72.     z = v.z;
  73.     return *this;
  74.   };
  75.  
  76.   // operator+: унарный плюс возвращает копию объекта
  77.   Vertex3D< T > operator+() const
  78.   {
  79.     return *this;
  80.   };
  81.  
  82.   // operator-: Унарный минус возвращает инвертированную копию объекта
  83.   Vertex3D< T > operator-() const
  84.   {
  85.     return Vertex3D< T >( -x, -y, -z );
  86.   };
  87.  
  88.   // operator+=: прибавляет к координатам текущей точки координаты аргумента
  89.   Vertex3D< T > &operator+=( const Vertex3D< T > &v )
  90.   {
  91.     x += v.x;
  92.     y += v.y;
  93.     z += v.z;
  94.     return *this;
  95.   };
  96.  
  97.   // operator-=: вычитает из координат текущей точки координаты аргумента
  98.   Vertex3D< T > &operator-=( const Vertex3D< T > &v )
  99.   {
  100.     x -= v.x;
  101.     y -= v.y;
  102.     z -= v.z;
  103.     return *this;
  104.   };
  105.  
  106.   // operator*=: умножает координаты текущей точки на координаты аргумента
  107.   Vertex3D< T > &operator*=( const Vertex3D< T > &v )
  108.   {
  109.     x *= v.x;
  110.     y *= v.y;
  111.     z *= v.z;
  112.     return *this;
  113.   };
  114.  
  115.   // operator*=: умножает координаты текущей точки на параметр
  116.   Vertex3D< T > &operator*=( T f )
  117.   {
  118.     x *= f;
  119.     y *= f;
  120.     z *= f;
  121.     return *this;
  122.   };
  123.  
  124.   // operator/=: делит координаты текущей точки на координаты аргумента
  125.   Vertex3D< T > &operator/=( const Vertex3D< T > &v )
  126.   {
  127.     x /= v.x;
  128.     y /= v.y;
  129.     z /= v.z;
  130.     return *this;
  131.   };
  132.  
  133.   // operator/=: делит координаты текущей точки на параметр
  134.   Vertex3D< T > &operator/=( T f )
  135.   {
  136.     x /= f;
  137.     y /= f;
  138.     z /= f;
  139.     return *this;
  140.   };
  141.  
  142.   // operator[]: доступ к i-ому элементу координат в стиле массива (индекс x = 0)
  143.   T &operator[]( int index )
  144.   {
  145.     return *( index + &x );
  146.   };
  147.  
  148.   // operator[] const: доступ к i-ому элементу координат в стиле массива (индекс x = 0)
  149.   T &operator[]( int index ) const
  150.   {
  151.     return *( index + &x );
  152.   };
  153.  
  154.   // operator==: сравнение на равенство с аргументом
  155.   bool operator==( const Vertex3D< T > &v ) const
  156.   {
  157.     return (x == v.x) && (y == v.y) && (z == v.z);
  158.   };
  159.  
  160.   // operator!=: сравнение на неравенство с аргументом
  161.   bool operator!=( const Vertex3D< T > &v ) const
  162.   {
  163.     return (x != v.x) || (y != v.y) || (z != v.z);
  164.   };
  165.  
  166.   // Length: возвращает длину вектора (длину линии, соединяющей точку с началом координат)
  167.   T Length() const
  168.   {
  169.     return (T) sqrt( x * x + y * y + z * z );
  170.   };
  171.  
  172.   // LengthSqr: возвращает квадрат длины вектора (длины линии, соединяющей точку 
  173.   // с началом координат). В отличие от length() не использует вычисление квадратного
  174.   // корня, поэтому предпочтительнее использовать этот метод там, где возможно, например:
  175.   // Vertex3D a, b;
  176.   // ...
  177.   // if ( a.length() < b.length() ) ...
  178.   // будет выполнятся существенно медленнее чем
  179.   // if ( a.lengthSqr() < b.lengthSqr() ) ...
  180.   // но результат будет такой же, поэтому последняя форма предпочтительнее.
  181.   T LengthSqr() const
  182.   {
  183.     return x * x + y * y + z * z;
  184.   };
  185.  
  186.   // Normalize: нормализует вектор, т.е. приводит его длину к единице (1).
  187.   Vertex3D< T > &Normalize()
  188.   {
  189.     return (*this) /= Length();
  190.   };
  191.  
  192.   // MaxLength: возвращает величину максимальной координаты точки (вектора)
  193.   T MaxLength() const
  194.   {
  195.     return max3( (T)fabs(x), (T)fabs(y), (T)fabs(z) );
  196.   };
  197.  
  198.   // DistanceTo: возвращает расстояние от текущей точки до аргумента
  199.   T DistanceTo( const Vertex3D< T > &p ) const
  200.   {
  201.     return (T) sqrt( sqr( x - p.x ) + sqr( y - p.y ) + sqr( z - p.z ) );
  202.   };
  203.  
  204.   // DistanceToSqr: возвращает квадрат расстояния от текущей точки до аргумента
  205.   T DistanceToSqr( const Vertex3D< T > &p ) const
  206.   {
  207.     return sqr( x - p.x ) + sqr( y - p.y ) + sqr( z - p.z );
  208.   };
  209.  
  210.   // DistanceToAlongAxis: возвращает расстояние (всегда > 0) между соответствующими 
  211.   // координатами текущей точки с аргументом вдоль оси axis
  212.   // (0 - ось X, 1 - ось Y, 2 - ось Z).
  213.   T DistanceToAlongAxis( const Vertex3D< T > &p, int axis ) const
  214.   {
  215.     return (T) fabs( (*this)[ axis ] - p[ axis ] );
  216.   };
  217.  
  218.   // GetMainAxis: возвращает индекс оси, координата по которой имеет максимальное
  219.   // абсолютное значение (0 - ось X, 1 - ось Y, 2 - ось Z).
  220.   int GetMainAxis() const
  221.   {
  222.     int axis = 0;
  223.     T val  = (T) fabs ( x );
  224.     for ( register int i = 1; i < 3; i++ )
  225.     {
  226.       T vNew = (T) fabs( (*this)[ i ] );
  227.       if ( vNew > val )
  228.       {
  229.         val  = vNew;
  230.         axis = i;
  231.       };
  232.     };
  233.     return axis;
  234.   };
  235.  
  236.   // Lerp: возвращает точку, лежащую на прямой проходящей через текущую точку
  237.   // и точку b, отстоящую от текущей на t единиц вдоль прямой, начиная с неё и в
  238.   // направлении к точке b (если t > 0, или в обратном направлении, если t < 0). 
  239.   // Единицей считается расстояние между этими точками 
  240.   // (т.е. при t = 1 результат будет равен точке b).
  241.   Vertex3D< T > Lerp( const Vertex3D< T > &b, T t )
  242.   {
  243.     return *this + t * (b - *this);
  244.   };
  245.  
  246.   // MixedProduct: выполняет векторное перемножение агрументов b и с, результат
  247.   // которого скалярно помножается на текущую точку (вектор).
  248.   // Результатом будет скаляр, величина которого равна объему 
  249.   // параллелепипеда построенного на данных трёх векторах.
  250.   // Результат может быть отрицателен, в зависимости от того в каком
  251.   // (левостороннем или правостороннем) стоят вектора.
  252.   T MixedProduct( const Vertex3D< T > &b, const Vertex3D< T > &c ) const
  253.   {
  254.     return ( *this & ( b ^ c ) );
  255.   };
  256.  
  257. // operator+: бинарное сложение двух точек (векторов). 
  258. // Возвращает точку координаты которой являются суммой 
  259. // соответствующих координат аргументов.
  260.   Vertex3D< T > operator+( const Vertex3D< T > &v ) const
  261.   {
  262.     return Vertex3D< T >( x + v.x, y + v.y, z + v.z );
  263.   };
  264.  
  265. // operator-: бинарное вычитание двух точек (векторов). 
  266. // Возвращает точку координаты которой являются разницей 
  267. // соответствующих координат аргументов.
  268.   Vertex3D< T > operator-( const Vertex3D< T > &v ) const
  269.   {
  270.     return Vertex3D< T >( x - v.x, y - v.y, z - v.z );
  271.   };
  272.  
  273. // operator*: бинарное умножение двух точек (векторов). 
  274. // Возвращает точку координаты которой являются произведением 
  275. // соответствующих координат аргументов.
  276.  
  277.   Vertex3D< T > operator*( const Vertex3D< T > &v ) const
  278.   {
  279.     return Vertex3D< T >( x * v.x, y * v.y, z * v.z );
  280.   };
  281.  
  282. // operator*: бинарное умножение точеки (вектора) на скаляр. 
  283. // Возвращает точку координаты которой являются произведением 
  284. // соответствующей координаты на аргумент.
  285.  
  286.   Vertex3D< T > operator*( T a ) const
  287.   {
  288.     return Vertex3D< T >( x * a, y * a, z * a );
  289.   };
  290.  
  291. // operator/: бинарное деление точки (вектора) на скаляр. 
  292. // Возвращает точку координаты которой являются результатом деления
  293. // соответствующей координаты на аргумент.
  294.  
  295.   Vertex3D< T > operator/( T a ) const
  296.   {
  297.     return Vertex3D< T >( x / a, y / a, z / a );
  298.   };
  299.  
  300. // operator&: скалярное умножение векторов (dot product).
  301. // Возвращает результат скалярного умножения аргументов
  302. // (скаляр, величина которого равна произведению длин векторов на косинус угла между ними).
  303.   T             operator&( const Vertex3D< T > &v ) const
  304.   {
  305.     return x * v.x + y * v.y + z * v.z;
  306.   };
  307.  
  308. // operator^: векторное умножение векторов (cross product).
  309. // Возвращает результат векторного умножения аргументов
  310. // (вектор, перпендикулярный плоскости, образованной u и v, длина которого 
  311. // равна произведению длин векторов на синус угла между ними).
  312.   Vertex3D< T > operator^( const Vertex3D< T > &v ) const
  313.   {
  314.     return Vertex3D< T >( y * v.z - z * v.y, z * v.x - x * v.z, x * v.y - y * v.x );
  315.   };
  316. };
  317.  
  318. template< class T >
  319. Vertex3D<T> operator*( T a, const Vertex3D< T > & v )
  320. {
  321. 	return Vertex3D< T >( a * v.x, a * v.y, a * v.z );
  322. }
  323.  
  324. template< class T >
  325. Vertex3D<T> operator*( const Vertex3D< T > & v, T a )
  326. {
  327. 	return Vertex3D< T >( a * v.x, a * v.y, a * v.z );
  328. }
  329.  
  330.  
  331. typedef Vertex3D< float > Vertex3Df;
  332. typedef Vertex3D< double > Vertex3Dd;
  333.  
  334. #endif
  335.  
Compilation error #stdin compilation error #stdout 0s 0KB
comments (?)
stdin
copy 
Standard input is empty
compilation info 
prog.cpp:4:10: fatal error: stdafx.h: No such file or directory
 #include "stdafx.h"
          ^~~~~~~~~~
compilation terminated.
stdout
copy 
Standard output is empty
https://ideone.com/ELpdZP
language:
C++14 (gcc 8.3)
created:
3 years ago
visibility:
public

Share or Embed source code

Discover > Sphere Engine API

The brand new service which powers Ideone!

Discover > IDE Widget

Widget for compiling and running the source code in a web browser!