source: trunk/src/matrix.h @ 648

Last change on this file since 648 was 648, checked in by sam, 11 years ago

Add matrix determinant and inverse methods.

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 5.9 KB
Line 
1//
2// Lol Engine
3//
4// Copyright: (c) 2010-2011 Sam Hocevar <sam@hocevar.net>
5//   This program is free software; you can redistribute it and/or
6//   modify it under the terms of the Do What The Fuck You Want To
7//   Public License, Version 2, as published by Sam Hocevar. See
8//   http://sam.zoy.org/projects/COPYING.WTFPL for more details.
9//
10
11//
12// The Matrix classes
13// ------------------
14//
15
16#if !defined __DH_MATRIX_H__
17#define __DH_MATRIX_H__
18
19#include <cmath>
20
21#define VECTOR_OP(elems, op) \
22    template<typename U> \
23    inline Vec##elems<T> operator op(Vec##elems<U> const &val) const \
24    { \
25        Vec##elems<T> ret; \
26        for (int n = 0; n < elems; n++) \
27            ret[n] = (*this)[n] op val[n]; \
28        return ret; \
29    }
30
31#define BOOL_OP(elems, op, ret) \
32    inline bool operator op(Vec##elems<T> const &val) const \
33    { \
34        for (int n = 0; n < elems; n++) \
35            if ((*this)[n] != val[n]) \
36                return ret; \
37        return !ret; \
38    }
39
40#define SCALAR_OP(elems, op) \
41    inline Vec##elems<T> operator op(T const &val) const \
42    { \
43        Vec##elems<T> ret; \
44        for (int n = 0; n < elems; n++) \
45            ret[n] = (*this)[n] op val; \
46        return ret; \
47    }
48
49#define CAST_OP(elems, dest) \
50    inline operator Vec##dest<T>() const \
51    { \
52        Vec##dest<T> ret; \
53        for (int n = 0; n < elems && n < dest; n++) \
54            ret[n] = (*this)[n]; \
55        return ret; \
56    }
57
58#define OPERATORS(elems) \
59    inline T& operator[](int n) { return *(&x + n); } \
60    inline T const& operator[](int n) const { return *(&x + n); } \
61    \
62    VECTOR_OP(elems, -) \
63    VECTOR_OP(elems, +) \
64    VECTOR_OP(elems, *) \
65    VECTOR_OP(elems, /) \
66    \
67    BOOL_OP(elems, ==, false) \
68    BOOL_OP(elems, !=, true) \
69    \
70    SCALAR_OP(elems, -) \
71    SCALAR_OP(elems, +) \
72    SCALAR_OP(elems, *) \
73    SCALAR_OP(elems, /) \
74    \
75    CAST_OP(elems, 2) \
76    CAST_OP(elems, 3) \
77    CAST_OP(elems, 4) \
78    \
79    template<typename U> \
80    inline operator Vec##elems<U>() const \
81    { \
82        Vec##elems<U> ret; \
83        for (int n = 0; n < elems; n++) \
84            ret[n] = static_cast<U>((*this)[n]); \
85        return ret; \
86    } \
87    \
88    inline T sqlen() const \
89    { \
90        T acc = 0; \
91        for (int n = 0; n < elems; n++) \
92            acc += (*this)[n] * (*this)[n]; \
93        return acc; \
94    } \
95    \
96    inline float len() const \
97    { \
98        return sqrtf((float)sqlen()); \
99    }
100
101template <typename T> struct Vec2;
102template <typename T> struct Vec3;
103template <typename T> struct Vec4;
104
105template <typename T> struct Vec2
106{
107    inline Vec2() { }
108    inline Vec2(T val) { x = y = val; }
109    inline Vec2(T _x, T _y) { x = _x; y = _y; }
110
111    OPERATORS(2)
112
113    union { T x; T a; T i; };
114    union { T y; T b; T j; };
115};
116
117typedef Vec2<float> float2;
118typedef Vec2<int> int2;
119
120template <typename T> struct Vec3
121{
122    inline Vec3() { }
123    inline Vec3(T val) { x = y = z = val; }
124    inline Vec3(T _x, T _y, T _z) { x = _x; y = _y; z = _z; }
125
126    OPERATORS(3)
127
128    union { T x; T a; T i; };
129    union { T y; T b; T j; };
130    union { T z; T c; T k; };
131};
132
133typedef Vec3<float> float3;
134typedef Vec3<int> int3;
135
136template <typename T> struct Vec4
137{
138    inline Vec4() { }
139    inline Vec4(T val) { x = y = z = w = val; }
140    inline Vec4(T _x, T _y, T _z, T _w) { x = _x; y = _y; z = _z; w = _w; }
141
142    OPERATORS(4)
143
144    union { T x; T a; T i; };
145    union { T y; T b; T j; };
146    union { T z; T c; T k; };
147    union { T w; T d; T l; };
148};
149
150typedef Vec4<float> float4;
151typedef Vec4<int> int4;
152
153#define SCALAR_GLOBAL(elems, op, U) \
154    template<typename T> \
155    static inline Vec##elems<U> operator op(U const &val, \
156                                            Vec##elems<T> const &that) \
157    { \
158        Vec##elems<U> ret; \
159        for (int n = 0; n < elems; n++) \
160            ret[n] = val op that[n]; \
161        return ret; \
162    }
163
164#define SCALAR_GLOBAL2(elems, op) \
165    SCALAR_GLOBAL(elems, op, int) \
166    SCALAR_GLOBAL(elems, op, float)
167
168#define GLOBALS(elems) \
169    SCALAR_GLOBAL2(elems, -) \
170    SCALAR_GLOBAL2(elems, +) \
171    SCALAR_GLOBAL2(elems, *) \
172    SCALAR_GLOBAL2(elems, /)
173
174GLOBALS(2)
175GLOBALS(3)
176GLOBALS(4)
177
178template <typename T> struct Mat4
179{
180    inline Mat4() { }
181    inline Mat4(T val) { for (int i = 0; i < 4; i++) v[i] = val; }
182    inline Mat4(Vec4<T> v0, Vec4<T> v1, Vec4<T> v2, Vec4<T> v3)
183        { v[0] = v0; v[1] = v1; v[2] = v2; v[3] = v3; }
184
185    inline Vec4<T>& operator[](int n) { return v[n]; }
186    inline Vec4<T> const& operator[](int n) const { return v[n]; }
187
188    static inline Mat4<T> identity()
189    {
190        Mat4<T> ret;
191        for (int j = 0; j < 4; j++)
192            for (int i = 0; i < 4; i++)
193                ret[i][j] = i == j;
194        return ret;
195    }
196
197    T det() const;
198    Mat4<T> invert() const;
199
200    inline Mat4<T> operator +(Mat4<T> const val) const
201    {
202        Mat4<T> ret;
203        for (int j = 0; j < 4; j++)
204            for (int i = 0; i < 4; i++)
205                ret[i][j] = v[i][j] + val[i][j];
206        return ret;
207    }
208
209    inline Mat4<T> operator -(Mat4<T> const val) const
210    {
211        Mat4<T> ret;
212        for (int j = 0; j < 4; j++)
213            for (int i = 0; i < 4; i++)
214                ret[i][j] = v[i][j] - val[i][j];
215        return ret;
216    }
217
218    inline Mat4<T> operator *(Mat4<T> const val) const
219    {
220        Mat4<T> ret;
221        for (int j = 0; j < 4; j++)
222            for (int i = 0; i < 4; i++)
223            {
224                T tmp = 0;
225                for (int k = 0; k < 4; k++)
226                    tmp += v[k][j] * val[i][k];
227                ret[i][j] = tmp;
228            }
229        return ret;
230    }
231
232    inline Vec4<T> operator *(Vec4<T> const val) const
233    {
234        Vec4<T> ret;
235        for (int j = 0; j < 4; j++)
236        {
237            T tmp = 0;
238            for (int i = 0; i < 4; i++)
239                tmp += v[i][j] * val[i];
240            ret[j] = tmp;
241        }
242        return ret;
243    }
244
245    Vec4<T> v[4];
246};
247
248typedef Mat4<float> float4x4;
249typedef Mat4<int> int4x4;
250
251#endif // __DH_MATRIX_H__
252
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.