feat: added template for vec so further demensions will be easier to
implement
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153
fastmath.hpp
153
fastmath.hpp
@@ -3,8 +3,10 @@
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#include <cmath>
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#include <iostream>
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#include <sstream>
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#include <stdint.h>
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#include <stdlib.h>
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#include <vector>
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#define SHIFT_AMOUNT 16
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#define HALF_SHIFT (SHIFT_AMOUNT / 2)
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@@ -20,6 +22,7 @@ struct decimal {
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const int32_t i;
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decimal() : i(0) {}
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decimal(float i) : i(TO_INT(i)) {}
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decimal(double i) : i(TO_INT(i)) {}
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decimal(int32_t i) : i(i) {}
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@@ -71,70 +74,122 @@ struct decimal {
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float to_float() { return TO_FLOAT(i); }
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};
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struct vec3 {
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const decimal x;
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const decimal y;
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const decimal z;
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template <int n, class Dev> struct vec {
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vec3(float x, float y, float z)
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: x(decimal(x)), y(decimal(y)), z(decimal(z)) {}
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vec3(double x, double y, double z)
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: x(decimal(x)), y(decimal(y)), z(decimal(z)) {}
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vec3(int32_t x, int32_t y, int32_t z)
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: x(decimal(x)), y(decimal(y)), z(decimal(z)) {}
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vec3(decimal x, decimal y, decimal z) : x(x), y(y), z(z) {}
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friend vec3 operator+(const vec3 &v1, const vec3 &v2) {
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return vec3(v1.x + v2.x, v1.y + v2.y, v1.z + v2.z);
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}
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friend vec3 operator-(const vec3 &v1, const vec3 &v2) {
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return vec3(v1.x - v2.x, v1.y - v2.y, v1.z - v2.z);
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}
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vec3 operator-() { return vec3(-x, -y, -z); }
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friend vec3 operator*(const vec3 &v, const decimal &n) {
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int32_t f = n.i >> HALF_SHIFT;
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return vec3({(v.x.i >> HALF_SHIFT) * f}, {(v.y.i >> HALF_SHIFT) * f},
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{(v.z.i >> HALF_SHIFT) * f});
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}
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friend vec3 operator*(const decimal &n, const vec3 &v) { return v * n; }
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decimal operator*(const vec3 &v) { return v.x * x + v.y * y + v.z * z; }
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friend bool operator==(const vec3 &v1, const vec3 &v2) {
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return (v1.x == v2.x) & (v1.y == v2.y) & (v1.z == v2.z);
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}
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vec3 &operator=(vec3 const &in) {
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if (this != &in) {
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std::destroy_at(this);
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std::construct_at(this, in);
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vec(decimal newV[n]) {
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for (int i = 0; i < n; i++) {
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v[i] = newV[i];
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}
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return *this;
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}
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friend std::ostream &operator<<(std::ostream &os, const vec3 &v) {
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return (os << "(" << v.x << ", " << v.y << ", " << v.z << ")"
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<< std::endl);
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vec(std::vector<decimal> newV) {
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for (int i = 0; i < n; i++) {
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v[i] = newV[i];
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}
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}
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vec3 cross(const vec3 &v) {
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return vec3((y * v.z) - (z * v.y), (z * v.x) - (x * v.z),
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(x * v.y) - (y * v.x));
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vec() : v{} {}
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friend Dev operator+(const vec<n, Dev> &v1, const vec<n, Dev> &v2) {
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Dev newV = {};
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for (int i = 0; i < n; i++) {
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newV.v[i] = v1.v[i] + v2.v[i];
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}
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return newV;
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}
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friend Dev operator-(const vec<n, Dev> &v1, const vec<n, Dev> &v2) {
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||||
Dev newV = {};
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||||
for (int i = 0; i < n; i++) {
|
||||
newV.v[i] = v1.v[i] - v2.v[i];
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}
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return static_cast<Dev>(newV);
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}
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friend std::ostream &operator<<(std::ostream &os, const vec<n, Dev> &v) {
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os << "(" << v.v[0];
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||||
for (int i = 1; i < n; i++) {
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||||
os << ", " << v.v[i];
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}
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return (os << ")" << std::endl);
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}
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Dev operator-() {
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Dev newV = {};
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for (int i = 0; i < n; i++) {
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newV.v[i] = -v[i];
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}
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return newV;
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}
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friend Dev operator*(const vec<n, Dev> &v, const decimal &d) {
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int32_t f = d.i >> HALF_SHIFT;
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Dev newV = {};
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||||
for (int i = 0; i < n; i++) {
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newV.v[i] = (v.v[i].i >> HALF_SHIFT) * f;
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}
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return newV;
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}
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friend Dev operator*(const decimal &d, const vec<n, Dev> &v) {
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return v * d;
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}
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decimal operator*(const vec<n, Dev> &vec) {
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decimal res;
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for (int i = 0; i < n; i++) {
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res += vec.v[i] * v[i];
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}
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return res;
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}
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friend bool operator==(const vec<n, Dev> &v1, const vec<n, Dev> &v2) {
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bool res = true;
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for (int i = 0; i < n; i++) {
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res &= v1.v[i] == v2.v[i];
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}
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return res;
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}
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decimal len_sq() { return *this * *this; }
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decimal len() { return this->len_sq().sqrt(); }
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vec3 normalize() {
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Dev normalize() {
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decimal f = decimal(1.0) / this->len();
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return (*this * f);
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}
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protected:
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decimal v[n];
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};
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struct vec3 : public vec<3, vec3> {
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vec3() : vec<3, vec3>() {}
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vec3(float x, float y, float z)
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: vec<3, vec3>({decimal(x), decimal(y), decimal(z)}) {}
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||||
vec3(double x, double y, double z)
|
||||
: vec<3, vec3>({decimal(x), decimal(y), decimal(z)}) {}
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||||
|
||||
vec3(int32_t x, int32_t y, int32_t z)
|
||||
: vec<3, vec3>({decimal(x), decimal(y), decimal(z)}) {}
|
||||
|
||||
vec3(decimal x, decimal y, decimal z) : vec<3, vec3>({x, y, z}) {}
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||||
decimal x() const { return v[0]; }
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decimal y() const { return v[1]; }
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decimal z() const { return v[2]; }
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||||
vec3 cross(const vec3 &v) {
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||||
return vec3((y() * v.z()) - (z() * v.y()),
|
||||
(z() * v.x()) - (x() * v.z()),
|
||||
(x() * v.y()) - (y() * v.x()));
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||||
}
|
||||
};
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#endif
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