geometry.h

   1 #include <cmath>
   2 #include <cassert>
   3 #include <iostream>
   4
   5
   6 #ifndef __GEOMETRY_H__
   7 #define __GEOMETRY_H__
   8 template <size_t DIM> struct vec {
   9           float& operator[](const size_t i)       { assert(i<DIM); return data[i]; }
  10     const float& operator[](const size_t i) const { assert(i<DIM); return data[i]; }
  11     float data[DIM] = {};
  12 };
  13
  14 template<size_t DIM> vec<DIM> operator*(const vec<DIM> &lhs, const float rhs) {
  15     vec<DIM> ret;
  16     for (size_t i=DIM; i--; ret[i]=lhs[i]*rhs);
  17     return ret;
  18 }
  19
  20 template<size_t DIM> float operator*(const vec<DIM>& lhs, const vec<DIM>& rhs) {
  21     float ret = 0;
  22     for (size_t i=DIM; i--; ret+=lhs[i]*rhs[i]);
  23     return ret;
  24 }
  25
  26 template<size_t DIM> vec<DIM> operator+(vec<DIM> lhs, const vec<DIM>& rhs) {
  27     for (size_t i=DIM; i--; lhs[i]+=rhs[i]);
  28     return lhs;
  29 }
  30
  31 template<size_t DIM> vec<DIM> operator-(vec<DIM> lhs, const vec<DIM>& rhs) {
  32     for (size_t i=DIM; i--; lhs[i]-=rhs[i]);
  33     return lhs;
  34 }
  35
  36 template<size_t DIM> vec<DIM> operator-(const vec<DIM> &lhs) {
  37     return lhs*(-1.f);
  38 }
  39
  40 template <> struct vec<3> {
  41           float& operator[](const size_t i)       { assert(i<3); return i==0 ? x : (1==i ? y : z); }
  42     const float& operator[](const size_t i) const { assert(i<3); return i==0 ? x : (1==i ? y : z); }
  43     float norm() { return std::sqrt(x*x+y*y+z*z); }
  44     vec<3> & normalize(float l=1) { *this = (*this)*(l/norm()); return *this; }
  45     float x = 0, y = 0, z = 0;
  46 };
  47
  48 typedef vec<3> vec3;
  49 typedef vec<4> vec4;
  50
  51 inline vec3 cross(vec3 v1, vec3 v2) {
  52     return { v1.y*v2.z - v1.z*v2.y, v1.z*v2.x - v1.x*v2.z, v1.x*v2.y - v1.y*v2.x };
  53 }
  54
  55 template <size_t DIM> std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const vec<DIM>& v) {
  56     for (size_t i=0; i<DIM; i++)
  57         out << v[i] << " " ;
  58     return out ;
  59 }
  60
  61 #endif //__GEOMETRY_H__
  62