Warning, /include/Geant4/tools/lina/vec3 is written in an unsupported language. File is not indexed.
0001 // Copyright (C) 2010, Guy Barrand. All rights reserved.
0002 // See the file tools.license for terms.
0003
0004 #ifndef tools_vec3
0005 #define tools_vec3
0006
0007 #include <cstddef> //size_t
0008
0009 namespace tools {
0010
0011 template <class T>
0012 class vec3 {
0013 public:
0014 typedef T elem_t;
0015 unsigned int dimension() const {return 3;}
0016 public:
0017 vec3(){
0018 m_data[0] = T();
0019 m_data[1] = T();
0020 m_data[2] = T();
0021 }
0022 vec3(const T a_vec[3]) {
0023 m_data[0] = a_vec[0];
0024 m_data[1] = a_vec[1];
0025 m_data[2] = a_vec[2];
0026 }
0027 vec3(const T& a0,const T& a1,const T& a2) {
0028 m_data[0] = a0;
0029 m_data[1] = a1;
0030 m_data[2] = a2;
0031 }
0032 virtual ~vec3() {
0033 }
0034 public:
0035 vec3(const vec3& a_from){
0036 m_data[0] = a_from.m_data[0];
0037 m_data[1] = a_from.m_data[1];
0038 m_data[2] = a_from.m_data[2];
0039 }
0040 vec3& operator=(const vec3& a_from) {
0041 m_data[0] = a_from.m_data[0];
0042 m_data[1] = a_from.m_data[1];
0043 m_data[2] = a_from.m_data[2];
0044 return *this;
0045 }
0046 public:
0047 const T& v0() const { return m_data[0];}
0048 const T& v1() const { return m_data[1];}
0049 const T& v2() const { return m_data[2];}
0050
0051 void v0(const T& a_value) { m_data[0] = a_value;}
0052 void v1(const T& a_value) { m_data[1] = a_value;}
0053 void v2(const T& a_value) { m_data[2] = a_value;}
0054
0055 const T& x() const {return m_data[0];}
0056 const T& y() const {return m_data[1];}
0057 const T& z() const {return m_data[2];}
0058
0059 T& x() {return m_data[0];}
0060 T& y() {return m_data[1];}
0061 T& z() {return m_data[2];}
0062
0063 void set_value(const T& a0,const T& a1,const T& a2) {
0064 m_data[0] = a0;
0065 m_data[1] = a1;
0066 m_data[2] = a2;
0067 }
0068 void set_value(const T aV[3]) {
0069 m_data[0] = aV[0];
0070 m_data[1] = aV[1];
0071 m_data[2] = aV[2];
0072 }
0073 void value(T& a0,T& a1,T& a2) const {
0074 a0 = m_data[0];
0075 a1 = m_data[1];
0076 a2 = m_data[2];
0077 }
0078
0079 T length(T(*a_sqrt)(T)) const {
0080 return a_sqrt(m_data[0]*m_data[0]+m_data[1]*m_data[1]+m_data[2]*m_data[2]);
0081 }
0082
0083 T normalize(T(*a_sqrt)(T)) {
0084 T norme = length(a_sqrt);
0085 if(norme==T()) return T();
0086 divide(norme);
0087 return norme;
0088 }
0089
0090 T dot(const vec3& aV) const {
0091 return (m_data[0] * aV.m_data[0] +
0092 m_data[1] * aV.m_data[1] +
0093 m_data[2] * aV.m_data[2]);
0094 }
0095
0096 void cross(const vec3<T>& aV,vec3<T>& a_value) const {
0097 a_value.set_value(m_data[1] * aV.m_data[2] - m_data[2] * aV.m_data[1],
0098 m_data[2] * aV.m_data[0] - m_data[0] * aV.m_data[2],
0099 m_data[0] * aV.m_data[1] - m_data[1] * aV.m_data[0]);
0100 }
0101
0102 bool equal(const vec3& aV) const {
0103 if(m_data[0]!=aV.m_data[0]) return false;
0104 if(m_data[1]!=aV.m_data[1]) return false;
0105 if(m_data[2]!=aV.m_data[2]) return false;
0106 return true;
0107 }
0108
0109 template <class PREC>
0110 bool equal_prec(const vec3& a_v,PREC a_prec,PREC(*a_fabs)(const T&)) const {
0111 if(&a_v==this) return true;
0112 for(unsigned int index=0;index<3;index++) {
0113 T diff = m_data[index]-a_v.m_data[index];
0114 if(a_fabs(diff)>=a_prec) return false;
0115 }
0116 return true;
0117 }
0118
0119 vec3<T> _cross(const vec3<T>& aV) const {
0120 //not effective.
0121 return vec3<T>(m_data[1] * aV.m_data[2] - m_data[2] * aV.m_data[1],
0122 m_data[2] * aV.m_data[0] - m_data[0] * aV.m_data[2],
0123 m_data[0] * aV.m_data[1] - m_data[1] * aV.m_data[0]);
0124 }
0125
0126 bool divide(const T& a_T) {
0127 if(a_T==T()) return false;
0128 m_data[0] /= a_T;
0129 m_data[1] /= a_T;
0130 m_data[2] /= a_T;
0131 return true;
0132 }
0133
0134 void multiply(const T& a_T) {
0135 m_data[0] *= a_T;
0136 m_data[1] *= a_T;
0137 m_data[2] *= a_T;
0138 }
0139
0140 void add(const vec3& a_v) {
0141 m_data[0] += a_v.m_data[0];
0142 m_data[1] += a_v.m_data[1];
0143 m_data[2] += a_v.m_data[2];
0144 }
0145
0146 void add(const T& a0,const T& a1,const T& a2) {
0147 m_data[0] += a0;
0148 m_data[1] += a1;
0149 m_data[2] += a2;
0150 }
0151
0152 void subtract(const vec3& a_v) {
0153 m_data[0] -= a_v.m_data[0];
0154 m_data[1] -= a_v.m_data[1];
0155 m_data[2] -= a_v.m_data[2];
0156 }
0157
0158 void subtract(const T& a0,const T& a1,const T& a2) {
0159 m_data[0] -= a0;
0160 m_data[1] -= a1;
0161 m_data[2] -= a2;
0162 }
0163
0164 bool cos_angle(const vec3& a_v,T& a_cos,T(*a_sqrt)(T)) const {
0165 //WARNING : if ret false, a_cos is not set.
0166 T this_length = length(a_sqrt);
0167 if(this_length==T()) return false;
0168 T a_v_length = a_v.length(a_sqrt);
0169 if(a_v_length==T()) return false;
0170 a_cos = dot(a_v)/(this_length*a_v_length);
0171 return true;
0172 }
0173
0174 bool theta_phi(T& a_theta,T& a_phi,T(*a_sqrt)(T),T(*a_atan2)(T,T)) const {
0175 //WARNING : if ret false, a_theta, a_phi are not set.
0176 if(length(a_sqrt)==T()) return false;
0177 a_phi = a_atan2(m_data[1],m_data[0]);
0178 T xy = a_sqrt(m_data[0]*m_data[0]+m_data[1]*m_data[1]);
0179 a_theta = a_atan2(xy,m_data[2]);
0180 return true;
0181 }
0182
0183 public: //operators
0184 T& operator[](size_t a_index) {
0185 //WARNING : no check on a_index.
0186 return m_data[a_index];
0187 }
0188 const T& operator[](size_t a_index) const {
0189 //WARNING : no check on a_index.
0190 return m_data[a_index];
0191 }
0192
0193 vec3& operator*=(const T& a_v) {
0194 m_data[0] *= a_v;
0195 m_data[1] *= a_v;
0196 m_data[2] *= a_v;
0197 return *this;
0198 }
0199
0200 vec3 operator+(const vec3& a_v) const {
0201 return vec3(m_data[0]+a_v.m_data[0],
0202 m_data[1]+a_v.m_data[1],
0203 m_data[2]+a_v.m_data[2]);
0204 }
0205
0206 vec3 operator-(const vec3& a_v) const {
0207 return vec3(m_data[0]-a_v.m_data[0],
0208 m_data[1]-a_v.m_data[1],
0209 m_data[2]-a_v.m_data[2]);
0210 }
0211
0212 vec3 operator*(const T& a_v) const {
0213 return vec3(m_data[0]*a_v,
0214 m_data[1]*a_v,
0215 m_data[2]*a_v);
0216 }
0217
0218 vec3 operator/(const T& a_v) const {
0219 if(a_v==T()) return vec3();
0220 return vec3(m_data[0]/a_v,
0221 m_data[1]/a_v,
0222 m_data[2]/a_v);
0223 }
0224
0225 bool operator==(const vec3& a_v) const {return equal(a_v);}
0226 bool operator!=(const vec3& a_v) const {return !operator==(a_v);}
0227
0228 public: //for tools/sg/sf_vec
0229 typedef unsigned int size_type;
0230 size_type size() const {return 3;}
0231 const T* data() const {return m_data;}
0232 size_type data_size() const {return 3;} //for eqT.
0233 public: //for iv2sg
0234 const T* getValue() const {return m_data;}
0235 void setValue(const T& a0,const T& a1,const T& a2) {
0236 m_data[0] = a0;
0237 m_data[1] = a1;
0238 m_data[2] = a2;
0239 }
0240 void getValue(T& a0,T& a1,T& a2) const {
0241 a0 = m_data[0];
0242 a1 = m_data[1];
0243 a2 = m_data[2];
0244 }
0245 void setValue(const vec3& a_v) {
0246 m_data[0] = a_v.m_data[0];
0247 m_data[1] = a_v.m_data[1];
0248 m_data[2] = a_v.m_data[2];
0249 }
0250 void setValue(const T aV[3]) {
0251 m_data[0] = aV[0];
0252 m_data[1] = aV[1];
0253 m_data[2] = aV[2];
0254 }
0255
0256 vec3& setValue(const vec3& a_bary,
0257 const vec3& a_v0,const vec3& a_v1,const vec3& a_v2) {
0258 m_data[0] = a_bary[0]*a_v0[0]+a_bary[1]*a_v1[0]+a_bary[2]*a_v2[0];
0259 m_data[1] = a_bary[0]*a_v0[1]+a_bary[1]*a_v1[1]+a_bary[2]*a_v2[1];
0260 m_data[2] = a_bary[0]*a_v0[2]+a_bary[1]*a_v1[2]+a_bary[2]*a_v2[2];
0261 return *this;
0262 }
0263
0264 public:
0265 static const vec3<T>& s_x() {static const vec3<T> s_v(1,0,0);return s_v;}
0266 static const vec3<T>& s_y() {static const vec3<T> s_v(0,1,0);return s_v;}
0267 static const vec3<T>& s_z() {static const vec3<T> s_v(0,0,1);return s_v;}
0268 protected:
0269 T m_data[3];
0270
0271 private:static void check_instantiation() {vec3<float> v;}
0272 };
0273
0274 //for sf, mf :
0275 template <class T>
0276 inline const T* get_data(const vec3<T>& a_v) {return a_v.data();}
0277
0278 template <class T>
0279 inline void get_normal(const vec3<T>& a_p0,const vec3<T>& a_p1,const vec3<T>& a_p2,vec3<T>& a_nm,
0280 vec3<T>& a_tmp_1,vec3<T>& a_tmp_2,T(*a_sqrt)(T)) {
0281 // Used to optimize sg::bin().
0282 //(a_p1-a_p0).cross(a_p2-a_p1,a_nm);
0283
0284 a_tmp_1 = a_p1;
0285 a_tmp_1.subtract(a_p0);
0286
0287 a_tmp_2 = a_p2;
0288 a_tmp_2.subtract(a_p1);
0289
0290 a_tmp_1.cross(a_tmp_2,a_nm);
0291
0292 a_nm.normalize(a_sqrt);
0293 }
0294
0295 template <class VEC3>
0296 inline void direction(const VEC3& a_p0,const VEC3& a_p1,const VEC3& a_p2,VEC3& a_value) {
0297 // Orientation is computed by taking (p1 - p0) x (p2 - p0)
0298 VEC3 P = a_p1;
0299 P.subtract(a_p0);
0300 VEC3 P2 = a_p2;
0301 P2.subtract(a_p0);
0302 P.cross(P2,a_value);
0303 }
0304
0305 template <class VEC3>
0306 inline void area(const VEC3& a_p0,const VEC3& a_p1,const VEC3& a_p2,typename VEC3::elem_t& a_value,
0307 VEC3& a_tmp_1,VEC3& a_tmp_2,VEC3& a_tmp_3) {
0308 // area of the triangle (a_p0,a_p1,a_p2)
0309 typedef typename VEC3::elem_t T;
0310
0311 a_tmp_1 = a_p1;
0312 a_tmp_1.subtract(a_p0);
0313
0314 a_tmp_2 = a_p2;
0315 a_tmp_2.subtract(a_p1);
0316
0317 a_tmp_1.cross(a_tmp_2,a_tmp_3);
0318
0319 a_value = a_tmp_3.length()/T(2);
0320 }
0321
0322 template <class VEC3>
0323 inline void area(const VEC3& a_p0,const VEC3& a_p1,const VEC3& a_p2,typename VEC3::elem_t& a_value) {
0324 VEC3 tmp1,tmp2,tmp3;
0325 area(a_p0,a_p1,a_p2,a_value,tmp1,tmp2,tmp3);
0326 }
0327
0328 template <class T>
0329 inline void direction(const T& a_0_x,const T& a_0_y,const T& a_0_z,
0330 const T& a_1_x,const T& a_1_y,const T& a_1_z,
0331 const T& a_2_x,const T& a_2_y,const T& a_2_z,vec3<T>& a_value) {
0332 direction(vec3<T>(a_0_x,a_0_y,a_0_z),
0333 vec3<T>(a_1_x,a_1_y,a_1_z),
0334 vec3<T>(a_2_x,a_2_y,a_2_z),a_value);
0335 }
0336
0337 }
0338
0339 #include <ostream>
0340
0341 namespace tools {
0342
0343 // for sf_vec::dump().
0344 template <class T>
0345 inline std::ostream& operator<<(std::ostream& a_out,const vec3<T>& a_this){
0346 a_out << "x = " << a_this.v0()
0347 << ",y = " << a_this.v1()
0348 << ",z = " << a_this.v2();
0349 return a_out;
0350 }
0351
0352 }
0353
0354 #endif