src/math/Vector.h

   1 #ifndef MATH_VECTOR_H_
   2 #define MATH_VECTOR_H_
   3
   4 #include <cmath>
   5 #include <limits>
   6 #include <ostream>
   7
   8 namespace math {
   9
  10 /// Basic vector class with emphasis on graphical/computational ease of use
  11 /// rather than mathematical accuracy ;) .
  12 template<class Scalar>
  13 class Vector {
  14
  15 public:
  16         Vector() : x(0), y(0) { }
  17         Vector(Scalar x, Scalar y) : x(x), y(y) { }
  18         template<class T>
  19         Vector(const Vector<T> &other) : x(other.X()), y(other.Y()) { };
  20         template<class T>
  21         Vector(T x, T y) : x(x), y(y) { }
  22
  23 public:
  24         Scalar X() const { return x; }
  25         Scalar Y() const { return y; }
  26
  27         Scalar &X() { return x; }
  28         Scalar &Y() { return y; }
  29
  30         Scalar Index(Scalar lineLength) const { return Y() * lineLength + X(); }
  31         static Vector<Scalar> FromIndex(Scalar index, Scalar lineLength) {
  32                 return Vector<Scalar>(index % lineLength, index / lineLength);
  33         }
  34
  35         void Lock(const Vector<Scalar> &to);
  36
  37 private:
  38         Scalar x, y;
  39
  40 };
  41
  42
  43 template<class T>
  44 inline Vector<T> operator +(const Vector<T> &lhs, const Vector<T> &rhs) {
  45         return Vector<T>(lhs.X() + rhs.X(), lhs.Y() + rhs.Y());
  46 }
  47 template<class T, class U>
  48 inline Vector<T> operator +(const Vector<T> &lhs, const Vector<U> &rhs) {
  49         return Vector<T>(lhs.X() + rhs.X(), lhs.Y() + rhs.Y());
  50 }
  51
  52 template<class T>
  53 inline Vector<T> &operator +=(Vector<T> &lhs, const Vector<T> &rhs) {
  54         return lhs = lhs + rhs;
  55 }
  56 template<class T, class U>
  57 inline Vector<T> &operator +=(Vector<T> &lhs, const Vector<U> &rhs) {
  58         return lhs = lhs + rhs;
  59 }
  60
  61 template<class T>
  62 inline Vector<T> operator -(const Vector<T> &lhs, const Vector<T> &rhs) {
  63         return Vector<T>(lhs.X() - rhs.X(), lhs.Y() - rhs.Y());
  64 }
  65 template<class T, class U>
  66 inline Vector<T> operator -(const Vector<T> &lhs, const Vector<U> &rhs) {
  67         return Vector<T>(lhs.X() - rhs.X(), lhs.Y() - rhs.Y());
  68 }
  69
  70 template<class T>
  71 inline Vector<T> &operator -=(Vector<T> &lhs, const Vector<T> &rhs) {
  72         return lhs = lhs - rhs;
  73 }
  74 template<class T, class U>
  75 inline Vector<T> &operator -=(Vector<T> &lhs, const Vector<U> &rhs) {
  76         return lhs = lhs - rhs;
  77 }
  78
  79 template<class T>
  80 inline Vector<T> operator -(const Vector<T> &v) {
  81         return Vector<T>(-v.X(), -v.Y());
  82 }
  83
  84 template<class T>
  85 inline Vector<T> operator *(const Vector<T> &v1, const Vector<T> &v2) {
  86         return Vector<T>(v1.X() * v2.X(), v1.Y() * v2.Y());
  87 }
  88 template<class T>
  89 inline Vector<T> operator *(const Vector<T> &v, T s) {
  90         return Vector<T>(v.X() * s, v.Y() * s);
  91 }
  92 template<class T>
  93 inline Vector<T> operator *(T s, const Vector<T> &v) {
  94         return Vector<T>(s * v.X(), s * v.Y());
  95 }
  96
  97 template<class T>
  98 inline Vector<T> operator /(const Vector<T> &v1, const Vector<T> &v2) {
  99         return Vector<T>(v1.X() / v2.X(), v1.Y() / v2.Y());
 100 }
 101 template<class T>
 102 inline Vector<T> operator /(const Vector<T> &v, T s) {
 103         return Vector<T>(v.X() / s, v.Y() / s);
 104 }
 105 template<class T>
 106 inline Vector<T> operator /(T s, const Vector<T> &v) {
 107         return Vector<T>(s / v.X(), s / v.Y());
 108 }
 109
 110 template<class T>
 111 inline Vector<T> operator %(const Vector<T> &v1, const Vector<T> &v2) {
 112         return Vector<T>(v1.X() % v2.X(), v1.Y() % v2.Y());
 113 }
 114 template<>
 115 inline Vector<float> operator %(const Vector<float> &v1, const Vector<float> &v2) {
 116         return Vector<float>(std::fmod(v1.X(), v2.X()), std::fmod(v1.Y(), v2.Y()));
 117 }
 118 template<>
 119 inline Vector<double> operator %(const Vector<double> &v1, const Vector<double> &v2) {
 120         return Vector<double>(std::fmod(v1.X(), v2.X()), std::fmod(v1.Y(), v2.Y()));
 121 }
 122 template<>
 123 inline Vector<long double> operator %(const Vector<long double> &v1, const Vector<long double> &v2) {
 124         return Vector<long double>(std::fmod(v1.X(), v2.X()), std::fmod(v1.Y(), v2.Y()));
 125 }
 126 template<class T>
 127 inline Vector<T> operator %(const Vector<T> &v, T s) {
 128         return Vector<T>(v.X() % s, v.Y() % s);
 129 }
 130 template<>
 131 inline Vector<float> operator %(const Vector<float> &v, float s) {
 132         return Vector<float>(std::fmod(v.X(), s), std::fmod(v.Y(), s));
 133 }
 134 template<>
 135 inline Vector<double> operator %(const Vector<double> &v, double s) {
 136         return Vector<double>(std::fmod(v.X(), s), std::fmod(v.Y(), s));
 137 }
 138 template<>
 139 inline Vector<long double> operator %(const Vector<long double> &v, long double s) {
 140         return Vector<long double>(std::fmod(v.X(), s), std::fmod(v.Y(), s));
 141 }
 142
 143 template<class T>
 144 inline bool operator ==(const Vector<T> &lhs, const Vector<T> &rhs) {
 145         return lhs.X() == rhs.X() && lhs.Y() == rhs.Y();
 146 }
 147
 148 template<class T>
 149 inline bool operator !=(const Vector<T> &lhs, const Vector<T> &rhs) {
 150         return lhs.X() != rhs.X() || lhs.Y() != rhs.Y();
 151 }
 152
 153 template<class T>
 154 inline std::ostream &operator <<(std::ostream &out, const Vector<T> &v) {
 155         out << '<' << v.X() << ", " << v.Y() << '>';
 156         return out;
 157 }
 158
 159
 160 template <class Scalar>
 161 void Vector<Scalar>::Lock(const Vector<Scalar> &to) {
 162         Vector<Scalar> half(to / Scalar(2));
 163         Vector<Scalar> dist((*this) % to);
 164
 165         if (dist.X() > half.X()) {
 166                 x += (to.X() - dist.X());
 167         } else {
 168                 x -= dist.X();
 169         }
 170
 171         if (dist.Y() > half.Y()) {
 172                 y += (to.Y() - dist.Y());
 173         } else {
 174                 y -= dist.Y();
 175         }
 176 }
 177
 178
 179 }
 180
 181 #endif /* GEOMETRY_VECTOR_H_ */