SHS/pip
4
3
Fork 0
Code Issues 16 Pull Requests 1 Actions Releases Wiki Activity

merged AI doc, some new pages

Browse Source
This commit is contained in:
Пелипенко Иван
2026-03-12 14:46:57 +03:00
parent 07ae277f9e
commit ed13838237
206 changed files with 14088 additions and 5152 deletions
Download Patch File Download Diff File Expand all files Collapse all files

325
libs/main/math/pimathvector.h
View File

@@ -1,12 +1,11 @@
/*! \file pimathvector.h
* \ingroup Math
* \~\brief
* \~english Math vector
* \~russian Математический вектор
*/
//! \~\file pimathvector.h
//! \~\ingroup Math
//! \~\brief
//! \~english Math vector
//! \~russian Математический вектор
/*
PIP - Platform Independent Primitives
PIMathVector
Math vector
Ivan Pelipenko peri4ko@yandex.ru, Andrey Bychkov work.a.b@yandex.ru
This program is free software: you can redistribute it and/or modify
@@ -40,6 +39,15 @@ class PIMathMatrixT;
#define PIMV_FOR for (uint i = 0; i < Size; ++i)
//! \~\ingroup Math
//! \~\brief
//! \~english Fixed-size mathematical vector with compile-time size
//! \~russian Вектор математический фиксированного размера с размером во время компиляции
//! \details
//! \~english Provides vector operations including arithmetic, normalization, angles, cross product, and dot product
//! \~russian Предоставляет операции вектора включая арифметику, нормализацию, углы, векторное произведение и скалярное произведение
//! \tparam Size The fixed size of the vector
//! \tparam Type The element type (arithmetic or complex)
template<uint Size, typename Type = double>
class PIP_EXPORT PIMathVectorT {
typedef PIMathVectorT<Size, Type> _CVector;
@@ -47,50 +55,74 @@ class PIP_EXPORT PIMathVectorT {
static_assert(Size > 0, "Size must be > 0");
public:
//! \~english Constructs a vector and fills every coordinate with \a v.
//! \~russian Создает вектор и заполняет все координаты значением \a v.
PIMathVectorT(const Type & v = Type()) { PIMV_FOR c[i] = v; }
//! \~english Constructs a fixed-size vector from a dynamic one of the same size.
//! \~russian Создает вектор фиксированного размера из динамического вектора той же длины.
PIMathVectorT(const PIVector<Type> & val) {
assert(Size == val.size());
PIMV_FOR c[i] = val[i];
}
//! \~english Constructs a vector from an initializer list with exactly \a Size elements.
//! \~russian Создает вектор из списка инициализации ровно с \a Size элементами.
PIMathVectorT(std::initializer_list<Type> init_list) {
assert(Size == init_list.size());
PIMV_FOR c[i] = init_list.begin()[i];
}
//! \~english Builds the displacement vector from point \a st to point \a fn.
//! \~russian Строит вектор смещения от точки \a st к точке \a fn.
static _CVector fromTwoPoints(const _CVector & st, const _CVector & fn) {
_CVector tv;
PIMV_FOR tv[i] = fn[i] - st[i];
return tv;
}
//! \~english Returns the compile-time vector dimension.
//! \~russian Возвращает размерность вектора, заданную во время компиляции.
constexpr uint size() const { return Size; }
//! \~english Fills all coordinates with \a v.
//! \~russian Заполняет все координаты значением \a v.
_CVector & fill(const Type & v) {
PIMV_FOR c[i] = v;
return *this;
}
//! \~english Adds \a v to every coordinate.
//! \~russian Прибавляет \a v к каждой координате.
_CVector & move(const Type & v) {
PIMV_FOR c[i] += v;
return *this;
}
//! \~english Adds another vector component-wise.
//! \~russian Прибавляет другой вектор покомпонентно.
_CVector & move(const _CVector & v) {
PIMV_FOR c[i] += v[i];
return *this;
}
//! \~english Swaps two coordinates in place.
//! \~russian Меняет местами две координаты.
_CVector & swapElements(uint f, uint s) {
piSwap<Type>(c[f], c[s]);
return *this;
}
//! \~english Returns the squared Euclidean length.
//! \~russian Возвращает квадрат евклидовой длины.
Type lengthSqr() const {
Type tv(0);
PIMV_FOR tv += c[i] * c[i];
return tv;
}
//! \~english Returns the Euclidean length. Available for arithmetic element types.
//! \~russian Возвращает евклидову длину. Доступно для арифметических типов элементов.
Type length() const {
static_assert(std::is_arithmetic<Type>::value, "Unavailable for complex");
if (std::is_arithmetic<Type>::value) return std::sqrt(lengthSqr());
// if (is_complex<Type>::value) return 1000.; // std::sqrt(lengthSqr());
}
//! \~english Returns the Manhattan length. Available for arithmetic element types.
//! \~russian Возвращает манхэттенскую длину. Доступно для арифметических типов элементов.
Type manhattanLength() const {
static_assert(std::is_arithmetic<Type>::value, "Unavailable for complex");
if (std::is_arithmetic<Type>::value) {
@@ -99,6 +131,8 @@ public:
return tv;
}
}
//! \~english Returns the cosine of the angle to \a v.
//! \~russian Возвращает косинус угла к вектору \a v.
Type angleCos(const _CVector & v) const {
static_assert(std::is_arithmetic<Type>::value, "Unavailable for complex");
if (std::is_arithmetic<Type>::value) {
@@ -107,6 +141,8 @@ public:
return dot(v) / tv;
}
}
//! \~english Returns the sine of the angle to \a v.
//! \~russian Возвращает синус угла к вектору \a v.
Type angleSin(const _CVector & v) const {
static_assert(std::is_arithmetic<Type>::value, "Unavailable for complex");
if (std::is_arithmetic<Type>::value) {
@@ -114,24 +150,32 @@ public:
return std::sqrt(Type(1) - tv * tv);
}
}
//! \~english Returns the angle to \a v in radians.
//! \~russian Возвращает угол к вектору \a v в радианах.
Type angleRad(const _CVector & v) const {
static_assert(std::is_arithmetic<Type>::value, "Unavailable for complex");
if (std::is_arithmetic<Type>::value) {
return std::acos(angleCos(v));
}
}
//! \~english Returns the angle to \a v in degrees.
//! \~russian Возвращает угол к вектору \a v в градусах.
Type angleDeg(const _CVector & v) const {
static_assert(std::is_arithmetic<Type>::value, "Unavailable for complex");
if (std::is_arithmetic<Type>::value) {
return toDeg(angleRad(v));
}
}
//! \~english Returns the elevation angle from this point to \a v in degrees.
//! \~russian Возвращает угол возвышения от этой точки к \a v в градусах.
Type angleElevation(const _CVector & v) const {
static_assert(std::is_arithmetic<Type>::value, "Unavailable for complex");
if (std::is_arithmetic<Type>::value) {
return 90.0 - angleDeg(v - *this);
}
}
//! \~english Returns the projection of this vector onto \a v.
//! \~russian Возвращает проекцию этого вектора на \a v.
_CVector projection(const _CVector & v) {
static_assert(std::is_arithmetic<Type>::value, "Unavailable for complex");
if (std::is_arithmetic<Type>::value) {
@@ -140,6 +184,8 @@ public:
return v * (dot(v) / tv);
}
}
//! \~english Normalizes this vector in place.
//! \~russian Нормализует этот вектор на месте.
_CVector & normalize() {
static_assert(std::is_arithmetic<Type>::value, "Unavailable for complex");
if (std::is_arithmetic<Type>::value) {
@@ -150,61 +196,101 @@ public:
return *this;
}
}
//! \~english Returns a normalized copy of this vector.
//! \~russian Возвращает нормализованную копию этого вектора.
_CVector normalized() {
_CVector tv(*this);
tv.normalize();
return tv;
}
//! \~english Returns true when all coordinates are zero.
//! \~russian Возвращает true, если все координаты равны нулю.
bool isNull() const {
PIMV_FOR if (c[i] != Type{}) return false;
return true;
}
//! \~english Returns true when this vector is orthogonal to \a v.
//! \~russian Возвращает true, если этот вектор ортогонален \a v.
bool isOrtho(const _CVector & v) const { return ((*this) ^ v) == Type{}; }
//! \~english Returns writable access to a coordinate.
//! \~russian Возвращает доступ на запись к координате.
Type & operator[](uint index) { return c[index]; }
//! \~english Returns read-only access to a coordinate.
//! \~russian Возвращает доступ только для чтения к координате.
const Type & operator[](uint index) const { return c[index]; }
//! \~english Returns a coordinate by value.
//! \~russian Возвращает координату по значению.
Type at(uint index) const { return c[index]; }
//! \~english Returns writable access to a coordinate.
//! \~russian Возвращает доступ на запись к координате.
inline Type & element(uint index) { return c[index]; }
//! \~english Returns read-only access to a coordinate.
//! \~russian Возвращает доступ только для чтения к координате.
inline const Type & element(uint index) const { return c[index]; }
//! \~english Assigns the same value to all coordinates.
//! \~russian Присваивает всем координатам одно и то же значение.
_CVector & operator=(const Type & v) {
PIMV_FOR c[i] = v;
return *this;
}
//! \~english Compares two vectors component-wise.
//! \~russian Сравнивает два вектора покомпонентно.
bool operator==(const _CVector & v) const {
PIMV_FOR if (c[i] != v[i]) return false;
return true;
}
//! \~english Returns true when vectors differ in at least one coordinate.
//! \~russian Возвращает true, если векторы различаются хотя бы по одной координате.
bool operator!=(const _CVector & v) const { return !(*this == c); }
//! \~english Adds \a v component-wise.
//! \~russian Прибавляет \a v покомпонентно.
void operator+=(const _CVector & v) { PIMV_FOR c[i] += v[i]; }
//! \~english Subtracts \a v component-wise.
//! \~russian Вычитает \a v покомпонентно.
void operator-=(const _CVector & v) { PIMV_FOR c[i] -= v[i]; }
//! \~english Multiplies all coordinates by \a v.
//! \~russian Умножает все координаты на \a v.
void operator*=(const Type & v) { PIMV_FOR c[i] *= v; }
//! \~english Divides all coordinates by \a v.
//! \~russian Делит все координаты на \a v.
void operator/=(const Type & v) {
assert(std::abs(v) > PIMATHVECTOR_ZERO_CMP);
PIMV_FOR c[i] /= v;
}
//! \~english Returns the vector with inverted sign.
//! \~russian Возвращает вектор с противоположным знаком.
_CVector operator-() const {
_CVector tv;
PIMV_FOR tv[i] = -c[i];
return tv;
}
//! \~english Returns the component-wise sum with \a v.
//! \~russian Возвращает покомпонентную сумму с \a v.
_CVector operator+(const _CVector & v) const {
_CVector tv(*this);
PIMV_FOR tv[i] += v[i];
return tv;
}
//! \~english Returns the component-wise difference with \a v.
//! \~russian Возвращает покомпонентную разность с \a v.
_CVector operator-(const _CVector & v) const {
_CVector tv(*this);
PIMV_FOR tv[i] -= v[i];
return tv;
}
//! \~english Returns a copy scaled by \a v.
//! \~russian Возвращает копию, масштабированную на \a v.
_CVector operator*(const Type & v) const {
_CVector tv(*this);
PIMV_FOR tv[i] *= v;
return tv;
}
//! \~english Returns a copy divided by \a v.
//! \~russian Возвращает копию, поделенную на \a v.
_CVector operator/(const Type & v) const {
assert(std::abs(v) > PIMATHVECTOR_ZERO_CMP);
_CVector tv = _CVector(*this);
@@ -212,6 +298,8 @@ public:
return tv;
}
//! \~english Returns the 3D cross product with \a v.
//! \~russian Возвращает 3D-векторное произведение с \a v.
_CVector cross(const _CVector & v) const {
static_assert(Size == 3, "cross product avalible only for 3D vectors");
_CVector tv;
@@ -220,17 +308,25 @@ public:
tv[2] = c[0] * v[1] - v[0] * c[1];
return tv;
}
//! \~english Returns the scalar product with \a v.
//! \~russian Возвращает скалярное произведение с \a v.
Type dot(const _CVector & v) const {
Type tv{};
PIMV_FOR tv += c[i] * v[i];
return tv;
}
//! \~english Returns the component-wise product with \a v.
//! \~russian Возвращает покомпонентное произведение с \a v.
_CVector mul(const _CVector & v) const {
_CVector tv(*this);
PIMV_FOR tv[i] *= v[i];
return tv;
}
//! \~english Returns a copy scaled by \a v.
//! \~russian Возвращает копию, масштабированную на \a v.
_CVector mul(const Type & v) const { return (*this) * v; }
//! \~english Returns the component-wise division by \a v.
//! \~russian Возвращает покомпонентное деление на \a v.
_CVector div(const _CVector & v) const {
_CVector tv(*this);
PIMV_FOR {
@@ -239,14 +335,20 @@ public:
}
return tv;
}
//! \~english Returns a copy divided by \a v.
//! \~russian Возвращает копию, поделенную на \a v.
_CVector div(const Type & v) const { return (*this) / v; }
//! \~english Returns the vector as a 1 x Size matrix.
//! \~russian Возвращает вектор как матрицу 1 x Size.
PIMathMatrixT<1, Size, Type> transposed() const {
PIMathMatrixT<1, Size, Type> ret;
PIMV_FOR ret[0][i] = c[i];
return ret;
}
//! \~english Returns the distance from this 2D point to the line through \a lp0 and \a lp1.
//! \~russian Возвращает расстояние от этой 2D-точки до прямой через \a lp0 и \a lp1.
Type distToLine(const _CVector & lp0, const _CVector & lp1) {
static_assert(std::is_arithmetic<Type>::value, "Unavailable for complex");
if (std::is_arithmetic<Type>::value) {
@@ -258,7 +360,9 @@ public:
}
}
template<uint Size1, typename Type1> /// vector {Size, Type} to vector {Size1, Type1}
//! \~english Converts this vector to another dimension and element type.
//! \~russian Преобразует этот вектор к другой размерности и типу элементов.
template<uint Size1, typename Type1>
PIMathVectorT<Size1, Type1> turnTo() const {
PIMathVectorT<Size1, Type1> tv;
uint sz = piMin<uint>(Size, Size1);
@@ -267,10 +371,8 @@ public:
return tv;
}
//! \~english
//! \brief Returns this vector with another element type.
//! \~russian
//! \brief Возвращает этот вектор с другим типом элементов.
//! \~english Returns this vector with another element type.
//! \~russian Возвращает этот вектор с другим типом элементов.
template<typename T>
PIMathVectorT<Size, T> toType() const {
PIMathVectorT<Size, T> ret;
@@ -278,13 +380,8 @@ public:
return ret;
}
//! \~english
//! \brief Returns the subvector with size SubSize. Elements takes from coordinates "offset".
//! \details
//! \~russian
//! \brief Возвращает подвектор с размерами SubSize. Элементы берутся с координат "offset".
//! \details Координаты могут быть отрицательными. Возвращаемый подвектор может быть любого размера. Если исходные элементы выходят
//! за границы исходного подвектора, то в подвекторе будут нули.
//! \~english Returns a subvector starting at \a offset and zero-fills coordinates outside the source range.
//! \~russian Возвращает подвектор, начиная с \a offset, и заполняет нулями координаты вне исходного диапазона.
template<uint SubSize>
PIMathVectorT<SubSize, Type> subvector(int offset = 0) const {
PIMathVectorT<SubSize, Type> ret;
@@ -296,14 +393,8 @@ public:
return ret;
}
//! \~english
//! \brief Set the subvector "v" in coordinates "index".
//! \details
//! \~russian
//! \brief Устанавливает подвектор "v" в координаты "index".
//! \details Присваивает значения из вектора "v" в область текущиего вектора, ограниченную
//! размерами "v", самого вектор и границами, исходя из координат установки. Координаты могут быть отрицательными.
//! Вектор "v" может быть любого размера. Возвращает ссылку на этот вектор.
//! \~english Writes \a v into this vector starting at \a index and ignores coordinates outside the destination range.
//! \~russian Записывает \a v в этот вектор, начиная с \a index, и игнорирует координаты вне диапазона назначения.
template<uint SubSize>
PIMathVectorT<Size, Type> & setSubvector(int index, const PIMathVectorT<SubSize, Type> & v) {
for (int i = 0; i < (int)SubSize; ++i) {
@@ -314,23 +405,41 @@ public:
return *this;
}
//! \~english Returns the cross product of \a v1 and \a v2.
//! \~russian Возвращает векторное произведение \a v1 и \a v2.
static _CVector cross(const _CVector & v1, const _CVector & v2) { return v1.cross(v2); }
//! \~english Returns the scalar product of \a v1 and \a v2.
//! \~russian Возвращает скалярное произведение \a v1 и \a v2.
static Type dot(const _CVector & v1, const _CVector & v2) { return v1.dot(v2); }
//! \~english Returns the component-wise product of \a v1 and \a v2.
//! \~russian Возвращает покомпонентное произведение \a v1 и \a v2.
static _CVector mul(const _CVector & v1, const _CVector & v2) { return v1.mul(v2); }
//! \~english Returns \a v2 scaled by \a v1.
//! \~russian Возвращает \a v2, масштабированный на \a v1.
static _CVector mul(const Type & v1, const _CVector & v2) { return v2 * v1; }
//! \~english Returns \a v1 scaled by \a v2.
//! \~russian Возвращает \a v1, масштабированный на \a v2.
static _CVector mul(const _CVector & v1, const Type & v2) { return v1 * v2; }
//! \~english Returns the component-wise division of \a v1 by \a v2.
//! \~russian Возвращает покомпонентное деление \a v1 на \a v2.
static _CVector div(const _CVector & v1, const _CVector & v2) { return v1.div(v2); }
//! \~english Returns \a v1 divided by scalar \a v2.
//! \~russian Возвращает \a v1, поделенный на скаляр \a v2.
static _CVector div(const _CVector & v1, const Type & v2) { return v1 / v2; }
private:
Type c[Size];
};
//! \~english Multiplies a fixed-size vector by a scalar from the left.
//! \~russian Умножает вектор фиксированного размера на скаляр слева.
template<uint Size, typename Type>
inline PIMathVectorT<Size, Type> operator*(const Type & x, const PIMathVectorT<Size, Type> & v) {
return v * x;
}
//! \~english Writes a fixed-size vector to \a PICout.
//! \~russian Записывает вектор фиксированного размера в \a PICout.
template<uint Size, typename Type>
inline PICout operator<<(PICout s, const PIMathVectorT<Size, Type> & v) {
s.space();
@@ -345,21 +454,41 @@ inline PICout operator<<(PICout s, const PIMathVectorT<Size, Type> & v) {
return s;
}
//! \~english Two-dimensional fixed-size vector of \c int.
//! \~russian Двумерный вектор фиксированного размера из \c int.
typedef PIMathVectorT<2u, int> PIMathVectorT2i;
//! \~english Three-dimensional fixed-size vector of \c int.
//! \~russian Трехмерный вектор фиксированного размера из \c int.
typedef PIMathVectorT<3u, int> PIMathVectorT3i;
//! \~english Four-dimensional fixed-size vector of \c int.
//! \~russian Четырехмерный вектор фиксированного размера из \c int.
typedef PIMathVectorT<4u, int> PIMathVectorT4i;
//! \~english Two-dimensional fixed-size vector of \c double.
//! \~russian Двумерный вектор фиксированного размера из \c double.
typedef PIMathVectorT<2u, double> PIMathVectorT2d;
//! \~english Three-dimensional fixed-size vector of \c double.
//! \~russian Трехмерный вектор фиксированного размера из \c double.
typedef PIMathVectorT<3u, double> PIMathVectorT3d;
//! \~english Four-dimensional fixed-size vector of \c double.
//! \~russian Четырехмерный вектор фиксированного размера из \c double.
typedef PIMathVectorT<4u, double> PIMathVectorT4d;
#undef PIMV_FOR
/// Vector
#define PIMV_FOR for (uint i = 0; i < c.size(); ++i)
//! \~\ingroup Math
//! \~\brief
//! \~english Template class for dynamic-size mathematical vector
//! \~russian Шаблонный класс для математического вектора динамического размера
//! \details
//! \~english Provides vector operations including arithmetic, normalization, angles, cross product, and dot product for dynamic-size
//! vectors
//! \~russian Предоставляет операции вектора включая арифметику, нормализацию, углы, векторное произведение и скалярное произведение для
//! векторов динамического размера
//! \tparam Type The element type (arithmetic or complex)
template<typename Type>
class PIP_EXPORT PIMathVector {
typedef PIMathVector<Type> _CVector;
@@ -369,17 +498,29 @@ class PIP_EXPORT PIMathVector {
friend PIBinaryStream<P> & operator>>(PIBinaryStream<P> & s, PIMathVector<Type1> & v);
public:
//! \~english Constructs a vector of \a size elements initialized with \a new_value.
//! \~russian Создает вектор из \a size элементов, инициализированных значением \a new_value.
PIMathVector(const uint size = 0, const Type & new_value = Type()) { c.resize(size, new_value); }
//! \~english Constructs a vector from a raw \a PIVector.
//! \~russian Создает вектор из контейнера \a PIVector.
PIMathVector(const PIVector<Type> & val) { c = val; }
//! \~english Move-constructs a vector from a raw \a PIVector.
//! \~russian Создает вектор перемещением из контейнера \a PIVector.
PIMathVector(PIVector<Type> && val): c(std::move(val)) {}
//! \~english Constructs a vector from an initializer list.
//! \~russian Создает вектор из списка инициализации.
PIMathVector(std::initializer_list<Type> init_list) { c = PIVector<Type>(init_list); }
//! \~english Constructs a dynamic vector from a fixed-size one.
//! \~russian Создает динамический вектор из вектора фиксированного размера.
template<uint Size>
PIMathVector(const PIMathVectorT<Size, Type> & val) {
c.resize(Size);
PIMV_FOR c[i] = val[i];
}
//! \~english Builds the displacement vector from point \a st to point \a fn.
//! \~russian Строит вектор смещения от точки \a st к точке \a fn.
static PIMathVector fromTwoPoints(const _CVector & st, const _CVector & fn) {
assert(st.size() == fn.size());
_CVector v(st.size());
@@ -387,8 +528,14 @@ public:
v.c[i] = fn[i] - st[i];
}
//! \~english Returns a vector of \a size zeros.
//! \~russian Возвращает вектор из \a size нулей.
static PIMathVector zeros(const uint size) { return PIMathVector(size, Type()); }
//! \~english Returns a vector of \a size ones.
//! \~russian Возвращает вектор из \a size единиц.
static PIMathVector ones(const uint size) { return PIMathVector(size, Type(1)); }
//! \~english Returns a vector filled by the arithmetic progression [\a start, \a stop) with step \a step.
//! \~russian Возвращает вектор, заполненный арифметической прогрессией [\a start, \a stop) с шагом \a step.
static PIMathVector arange(const Type start, const Type stop, const Type step = Type(1)) {
PIVector<Type> v;
for (Type i = start; i < stop; i += step)
@@ -396,63 +543,95 @@ public:
return PIMathVector(std::move(v));
}
//! \~english Returns the current vector size.
//! \~russian Возвращает текущий размер вектора.
uint size() const { return c.size(); }
//! \~english Resizes the vector and fills new coordinates with \a new_value.
//! \~russian Изменяет размер вектора и заполняет новые координаты значением \a new_value.
_CVector & resize(uint size, const Type & new_value = Type()) {
c.resize(size, new_value);
return *this;
}
//! \~english Returns a resized copy of this vector.
//! \~russian Возвращает копию этого вектора с другим размером.
_CVector resized(uint size, const Type & new_value = Type()) {
_CVector tv = _CVector(*this);
tv.resize(size, new_value);
return tv;
}
//! \~english Fills all coordinates with \a v.
//! \~russian Заполняет все координаты значением \a v.
_CVector & fill(const Type & v) {
c.fill(v);
return *this;
}
//! \~english Adds \a v to every coordinate.
//! \~russian Прибавляет \a v к каждой координате.
_CVector & move(const Type & v) {
PIMV_FOR c[i] += v;
return *this;
}
//! \~english Adds another vector component-wise.
//! \~russian Прибавляет другой вектор покомпонентно.
_CVector & move(const _CVector & v) {
assert(c.size() == v.size());
PIMV_FOR c[i] += v[i];
return *this;
}
//! \~english Swaps two coordinates in place.
//! \~russian Меняет местами две координаты.
_CVector & swapElements(uint f, uint s) {
piSwap<Type>(c[f], c[s]);
return *this;
}
//! \~english Returns the squared Euclidean length.
//! \~russian Возвращает квадрат евклидовой длины.
Type lengthSqr() const {
Type tv(0);
PIMV_FOR tv += c[i] * c[i];
return tv;
}
//! \~english Returns the Euclidean length.
//! \~russian Возвращает евклидову длину.
Type length() const { return std::sqrt(lengthSqr()); }
//! \~english Returns the Manhattan length.
//! \~russian Возвращает манхэттенскую длину.
Type manhattanLength() const {
Type tv(0);
PIMV_FOR tv += piAbs<Type>(c[i]);
return tv;
}
//! \~english Returns the cosine of the angle to \a v.
//! \~russian Возвращает косинус угла к вектору \a v.
Type angleCos(const _CVector & v) const {
assert(c.size() == v.size());
Type tv = v.length() * length();
assert(std::abs(tv) > PIMATHVECTOR_ZERO_CMP);
return dot(v) / tv;
}
//! \~english Returns the sine of the angle to \a v.
//! \~russian Возвращает синус угла к вектору \a v.
Type angleSin(const _CVector & v) const {
assert(c.size() == v.size());
Type tv = angleCos(v);
return std::sqrt(Type(1) - tv * tv);
}
//! \~english Returns the angle to \a v in radians.
//! \~russian Возвращает угол к вектору \a v в радианах.
Type angleRad(const _CVector & v) const { return std::acos(angleCos(v)); }
//! \~english Returns the angle to \a v in degrees.
//! \~russian Возвращает угол к вектору \a v в градусах.
Type angleDeg(const _CVector & v) const { return toDeg(angleRad(v)); }
//! \~english Returns the projection of this vector onto \a v.
//! \~russian Возвращает проекцию этого вектора на \a v.
_CVector projection(const _CVector & v) {
assert(c.size() == v.size());
Type tv = v.length();
assert(std::abs(tv) > PIMATHVECTOR_ZERO_CMP);
return v * (dot(v) / tv);
}
//! \~english Normalizes this vector in place.
//! \~russian Нормализует этот вектор на месте.
_CVector & normalize() {
Type tv = length();
assert(std::abs(tv) > PIMATHVECTOR_ZERO_CMP);
@@ -460,71 +639,111 @@ public:
PIMV_FOR c[i] /= tv;
return *this;
}
//! \~english Returns a normalized copy of this vector.
//! \~russian Возвращает нормализованную копию этого вектора.
_CVector normalized() {
_CVector tv(*this);
tv.normalize();
return tv;
}
//! \~english Returns true when all coordinates are zero.
//! \~russian Возвращает true, если все координаты равны нулю.
bool isNull() const {
PIMV_FOR if (c[i] != Type(0)) return false;
return true;
}
//! \~english Returns true when the vector contains allocated storage.
//! \~russian Возвращает true, если у вектора есть выделенное хранилище.
bool isValid() const { return !c.isEmpty(); }
//! \~english Returns true when this vector is orthogonal to \a v.
//! \~russian Возвращает true, если этот вектор ортогонален \a v.
bool isOrtho(const _CVector & v) const { return dot(v) == Type(0); }
//! \~english Returns writable access to a coordinate.
//! \~russian Возвращает доступ на запись к координате.
Type & operator[](uint index) { return c[index]; }
//! \~english Returns read-only access to a coordinate.
//! \~russian Возвращает доступ только для чтения к координате.
const Type & operator[](uint index) const { return c[index]; }
//! \~english Returns a coordinate by value.
//! \~russian Возвращает координату по значению.
Type at(uint index) const { return c[index]; }
//! \~english Assigns the same value to all coordinates.
//! \~russian Присваивает всем координатам одно и то же значение.
_CVector & operator=(const Type & v) {
PIMV_FOR c[i] = v;
return *this;
}
//! \~english Compares two vectors component-wise.
//! \~russian Сравнивает два вектора покомпонентно.
bool operator==(const _CVector & v) const { return c == v.c; }
//! \~english Returns true when vectors differ in at least one coordinate.
//! \~russian Возвращает true, если векторы различаются хотя бы по одной координате.
bool operator!=(const _CVector & v) const { return c != v.c; }
//! \~english Adds \a v component-wise.
//! \~russian Прибавляет \a v покомпонентно.
void operator+=(const _CVector & v) {
assert(c.size() == v.size());
PIMV_FOR c[i] += v[i];
}
//! \~english Subtracts \a v component-wise.
//! \~russian Вычитает \a v покомпонентно.
void operator-=(const _CVector & v) {
assert(c.size() == v.size());
PIMV_FOR c[i] -= v[i];
}
//! \~english Multiplies all coordinates by \a v.
//! \~russian Умножает все координаты на \a v.
void operator*=(const Type & v) { PIMV_FOR c[i] *= v; }
//! \~english Divides all coordinates by \a v.
//! \~russian Делит все координаты на \a v.
void operator/=(const Type & v) {
assert(std::abs(v) > PIMATHVECTOR_ZERO_CMP);
PIMV_FOR c[i] /= v;
}
//! \~english Returns the vector with inverted sign.
//! \~russian Возвращает вектор с противоположным знаком.
_CVector operator-() const {
_CVector tv(c.size());
PIMV_FOR tv[i] = -c[i];
return tv;
}
//! \~english Returns the component-wise sum with \a v.
//! \~russian Возвращает покомпонентную сумму с \a v.
_CVector operator+(const _CVector & v) const {
assert(c.size() == v.size());
_CVector tv(*this);
PIMV_FOR tv[i] += v[i];
return tv;
}
//! \~english Returns the component-wise difference with \a v.
//! \~russian Возвращает покомпонентную разность с \a v.
_CVector operator-(const _CVector & v) const {
assert(c.size() == v.size());
_CVector tv(*this);
PIMV_FOR tv[i] -= v[i];
return tv;
}
//! \~english Returns a copy scaled by \a v.
//! \~russian Возвращает копию, масштабированную на \a v.
_CVector operator*(const Type & v) const {
_CVector tv(*this);
PIMV_FOR tv[i] *= v;
return tv;
}
//! \~english Returns a copy divided by \a v.
//! \~russian Возвращает копию, поделенную на \a v.
_CVector operator/(const Type & v) const {
assert(std::abs(v) > PIMATHVECTOR_ZERO_CMP);
_CVector tv(*this);
PIMV_FOR tv[i] /= v;
return tv;
}
//! \~english Returns the 3D cross product with \a v.
//! \~russian Возвращает 3D-векторное произведение с \a v.
_CVector cross(const _CVector & v) const {
assert(c.size() == 3);
assert(v.size() == 3);
@@ -534,19 +753,27 @@ public:
tv[2] = c[0] * v[1] - v[0] * c[1];
return tv;
}
//! \~english Returns the scalar product with \a v.
//! \~russian Возвращает скалярное произведение с \a v.
Type dot(const _CVector & v) const {
assert(c.size() == v.size());
Type tv(0);
PIMV_FOR tv += c[i] * v[i];
return tv;
}
//! \~english Returns the component-wise product with \a v.
//! \~russian Возвращает покомпонентное произведение с \a v.
_CVector mul(const _CVector & v) const {
assert(c.size() == v.size());
_CVector tv(*this);
PIMV_FOR tv[i] *= v[i];
return tv;
}
//! \~english Returns a copy scaled by \a v.
//! \~russian Возвращает копию, масштабированную на \a v.
_CVector mul(const Type & v) const { return (*this) * v; }
//! \~english Returns the component-wise division by \a v.
//! \~russian Возвращает покомпонентное деление на \a v.
_CVector div(const _CVector & v) const {
assert(c.size() == v.size());
_CVector tv(*this);
@@ -556,8 +783,12 @@ public:
}
return tv;
}
//! \~english Returns a copy divided by \a v.
//! \~russian Возвращает копию, поделенную на \a v.
_CVector div(const Type & v) const { return (*this) / v; }
//! \~english Returns the distance from this 2D point to the line through \a lp0 and \a lp1.
//! \~russian Возвращает расстояние от этой 2D-точки до прямой через \a lp0 и \a lp1.
Type distToLine(const _CVector & lp0, const _CVector & lp1) {
assert(c.size() == lp0.size());
assert(c.size() == lp1.size());
@@ -568,30 +799,56 @@ public:
return piAbs<Type>(a[0] * b[1] - a[1] * b[0]) / tv;
}
//! \~english Returns the underlying \a PIVector copy.
//! \~russian Возвращает копию базового контейнера \a PIVector.
PIVector<Type> toVector() const { return c; }
//! \~english Applies \a f to every coordinate without modifying the vector.
//! \~russian Применяет \a f к каждой координате без изменения вектора.
void forEach(std::function<void(const Type &)> f) const { c.forEach(f); }
//! \~english Applies \a f to every coordinate and returns this vector.
//! \~russian Применяет \a f к каждой координате и возвращает этот вектор.
_CVector & forEach(std::function<void(Type &)> f) {
c.forEach(f);
return *this;
}
//! \~english Returns a writable pointer to contiguous vector data.
//! \~russian Возвращает указатель на непрерывные данные вектора для записи.
inline Type * data() { return c.data(); }
//! \~english Returns a read-only pointer to contiguous vector data.
//! \~russian Возвращает указатель на непрерывные данные вектора только для чтения.
inline const Type * data() const { return c.data(); }
//! \~english Returns the cross product of \a v1 and \a v2.
//! \~russian Возвращает векторное произведение \a v1 и \a v2.
static _CVector cross(const _CVector & v1, const _CVector & v2) { return v1.cross(v2); }
//! \~english Returns the scalar product of \a v1 and \a v2.
//! \~russian Возвращает скалярное произведение \a v1 и \a v2.
static Type dot(const _CVector & v1, const _CVector & v2) { return v1.dot(v2); }
//! \~english Returns the component-wise product of \a v1 and \a v2.
//! \~russian Возвращает покомпонентное произведение \a v1 и \a v2.
static _CVector mul(const _CVector & v1, const _CVector & v2) { return v1.mul(v2); }
//! \~english Returns \a v2 scaled by \a v1.
//! \~russian Возвращает \a v2, масштабированный на \a v1.
static _CVector mul(const Type & v1, const _CVector & v2) { return v2 * v1; }
//! \~english Returns \a v1 scaled by \a v2.
//! \~russian Возвращает \a v1, масштабированный на \a v2.
static _CVector mul(const _CVector & v1, const Type & v2) { return v1 * v2; }
//! \~english Returns the component-wise division of \a v1 by \a v2.
//! \~russian Возвращает покомпонентное деление \a v1 на \a v2.
static _CVector div(const _CVector & v1, const _CVector & v2) { return v1.div(v2); }
//! \~english Returns \a v1 divided by scalar \a v2.
//! \~russian Возвращает \a v1, поделенный на скаляр \a v2.
static _CVector div(const _CVector & v1, const Type & v2) { return v1 / v2; }
private:
PIVector<Type> c;
};
//! \~english Multiplies a dynamic vector by a scalar from the left.
//! \~russian Умножает динамический вектор на скаляр слева.
template<typename Type>
inline PIMathVector<Type> operator*(const Type & x, const PIMathVector<Type> & v) {
return v * x;
@@ -612,6 +869,8 @@ inline std::ostream & operator<<(std::ostream & s, const PIMathVector<Type> & v)
}
#endif
//! \~english Writes a dynamic vector to \a PICout.
//! \~russian Записывает динамический вектор в \a PICout.
template<typename Type>
inline PICout operator<<(PICout s, const PIMathVector<Type> & v) {
s.space();
@@ -626,11 +885,15 @@ inline PICout operator<<(PICout s, const PIMathVector<Type> & v) {
return s;
}
//! \~english Serializes a dynamic vector into a \a PIBinaryStream.
//! \~russian Сериализует динамический вектор в \a PIBinaryStream.
template<typename P, typename T>
inline PIBinaryStream<P> & operator<<(PIBinaryStream<P> & s, const PIMathVector<T> & v) {
s << v.c;
return s;
}
//! \~english Deserializes a dynamic vector from a \a PIBinaryStream.
//! \~russian Десериализует динамический вектор из \a PIBinaryStream.
template<typename P, typename T>
inline PIBinaryStream<P> & operator>>(PIBinaryStream<P> & s, PIMathVector<T> & v) {
s >> v.c;
@@ -638,7 +901,11 @@ inline PIBinaryStream<P> & operator>>(PIBinaryStream<P> & s, PIMathVector<T> & v
}
//! \~english Dynamic vector of \c int.
//! \~russian Динамический вектор из \c int.
typedef PIMathVector<int> PIMathVectori;
//! \~english Dynamic vector of \c double.
//! \~russian Динамический вектор из \c double.
typedef PIMathVector<double> PIMathVectord;
#endif // PIMATHVECTOR_H