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| 2 | // Cforall Version 1.0.0 Copyright (C) 2021 University of Waterloo
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| 4 | // The contents of this file are covered under the licence agreement in the
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| 5 | // file "LICENCE" distributed with Cforall.
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| 6 | //
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| 7 | // io/types.hfa --
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| 9 | // Author           : Dimitry Kobets
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| 10 | // Created On       :
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| 13 | // Update Count     :
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| 16 | #pragma once
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| 18 | #include <iostream.hfa>
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| 19 | #include "vec.hfa"
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| 20 | 
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|---|
| 21 | forall (T) {
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|---|
| 22 |     struct vec3 {
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|---|
| 23 |         T x, y, z;
 | 
|---|
| 24 |     };
 | 
|---|
| 25 | }
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|---|
| 26 | 
 | 
|---|
| 27 | forall (T) {
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|---|
| 28 |     static inline {
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|---|
| 29 | 
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|---|
| 30 |     void ?{}(vec3(T)& v, T x, T y, T z) {
 | 
|---|
| 31 |         v.[x, y, z] = [x, y, z];
 | 
|---|
| 32 |     }
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|---|
| 33 | 
 | 
|---|
| 34 |     forall(| zero_assign(T))
 | 
|---|
| 35 |     void ?{}(vec3(T)& vec, zero_t) with (vec) {
 | 
|---|
| 36 |         x = y = z = 0;
 | 
|---|
| 37 |     }
 | 
|---|
| 38 | 
 | 
|---|
| 39 |     void ?{}(vec3(T)& vec, T val) with (vec) {
 | 
|---|
| 40 |         x = y = z = val;
 | 
|---|
| 41 |     }
 | 
|---|
| 42 | 
 | 
|---|
| 43 |     void ?{}(vec3(T)& vec, vec3(T) other) with (vec) {
 | 
|---|
| 44 |         [x,y,z] = other.[x,y,z];
 | 
|---|
| 45 |     }
 | 
|---|
| 46 | 
 | 
|---|
| 47 |     void ?=?(vec3(T)& vec, vec3(T) other) with (vec) {
 | 
|---|
| 48 |         [x,y,z] = other.[x,y,z];
 | 
|---|
| 49 |     }
 | 
|---|
| 50 |     forall(| zero_assign(T))
 | 
|---|
| 51 |     void ?=?(vec3(T)& vec, zero_t) with (vec) {
 | 
|---|
| 52 |         x = y = z = 0;
 | 
|---|
| 53 |     }
 | 
|---|
| 54 | 
 | 
|---|
| 55 |     // Primitive mathematical operations
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|---|
| 56 | 
 | 
|---|
| 57 |     // -
 | 
|---|
| 58 |     forall(| subtract(T)) {
 | 
|---|
| 59 |     vec3(T) ?-?(vec3(T) u, vec3(T) v) {
 | 
|---|
| 60 |         return [u.x - v.x, u.y - v.y, u.z - v.z];
 | 
|---|
| 61 |     }
 | 
|---|
| 62 |     vec3(T)& ?-=?(vec3(T)& u, vec3(T) v) {
 | 
|---|
| 63 |         u = u - v;
 | 
|---|
| 64 |         return u;
 | 
|---|
| 65 |     }
 | 
|---|
| 66 |     }
 | 
|---|
| 67 |     forall(| negate(T)) {
 | 
|---|
| 68 |     vec3(T) -?(vec3(T) v) with (v) {
 | 
|---|
| 69 |         return [-x, -y, -z];
 | 
|---|
| 70 |     }
 | 
|---|
| 71 |     }
 | 
|---|
| 72 |     forall(| { T --?(T&); }) {
 | 
|---|
| 73 |     vec3(T)& --?(vec3(T)& v) {
 | 
|---|
| 74 |         --v.x;
 | 
|---|
| 75 |         --v.y;
 | 
|---|
| 76 |         --v.z;
 | 
|---|
| 77 |         return v;
 | 
|---|
| 78 |     }
 | 
|---|
| 79 |     vec3(T) ?--(vec3(T)& v) {
 | 
|---|
| 80 |         vec3(T) copy = v;
 | 
|---|
| 81 |         --v;
 | 
|---|
| 82 |         return copy;
 | 
|---|
| 83 |     }
 | 
|---|
| 84 |     }
 | 
|---|
| 85 | 
 | 
|---|
| 86 |     // +
 | 
|---|
| 87 |     forall(| add(T)) {
 | 
|---|
| 88 |     vec3(T) ?+?(vec3(T) u, vec3(T) v) {
 | 
|---|
| 89 |         return [u.x + v.x, u.y + v.y, u.z + v.z];
 | 
|---|
| 90 |     }
 | 
|---|
| 91 |     vec3(T)& ?+=?(vec3(T)& u, vec3(T) v) {
 | 
|---|
| 92 |         u = u + v;
 | 
|---|
| 93 |         return u;
 | 
|---|
| 94 |     }
 | 
|---|
| 95 |     }
 | 
|---|
| 96 | 
 | 
|---|
| 97 |     forall(| { T ++?(T&); }) {
 | 
|---|
| 98 |     vec3(T)& ++?(vec3(T)& v) {
 | 
|---|
| 99 |         ++v.x;
 | 
|---|
| 100 |         ++v.y;
 | 
|---|
| 101 |         ++v.z;
 | 
|---|
| 102 |         return v;
 | 
|---|
| 103 |     }
 | 
|---|
| 104 |     vec3(T) ?++(vec3(T)& v) {
 | 
|---|
| 105 |         vec3(T) copy = v;
 | 
|---|
| 106 |         ++v;
 | 
|---|
| 107 |         return copy;
 | 
|---|
| 108 |     }
 | 
|---|
| 109 |     }
 | 
|---|
| 110 | 
 | 
|---|
| 111 |     // *
 | 
|---|
| 112 |     forall(| multiply(T)) {
 | 
|---|
| 113 |     vec3(T) ?*?(vec3(T) v, T scalar) with (v) {
 | 
|---|
| 114 |         return [x * scalar, y * scalar, z * scalar];
 | 
|---|
| 115 |     }
 | 
|---|
| 116 |     vec3(T) ?*?(T scalar, vec3(T) v) {
 | 
|---|
| 117 |         return v * scalar;
 | 
|---|
| 118 |     }
 | 
|---|
| 119 |     vec3(T) ?*?(vec3(T) u, vec3(T) v) {
 | 
|---|
| 120 |         return [u.x * v.x, u.y * v.y, u.z * v.z];
 | 
|---|
| 121 |     }
 | 
|---|
| 122 |     vec3(T)& ?*=?(vec3(T)& v, T scalar) {
 | 
|---|
| 123 |         v = v * scalar;
 | 
|---|
| 124 |         return v;
 | 
|---|
| 125 |     }
 | 
|---|
| 126 |     vec3(T)& ?*=?(vec3(T)& u, vec3(T) v) {
 | 
|---|
| 127 |         u = u * v;
 | 
|---|
| 128 |         return u;
 | 
|---|
| 129 |     }
 | 
|---|
| 130 |     }
 | 
|---|
| 131 | 
 | 
|---|
| 132 |     // /
 | 
|---|
| 133 |     forall(| divide(T)) {
 | 
|---|
| 134 |     vec3(T) ?/?(vec3(T) v, T scalar) with (v) {
 | 
|---|
| 135 |         return [x / scalar, y / scalar, z / scalar];
 | 
|---|
| 136 |     }
 | 
|---|
| 137 |     vec3(T) ?/?(vec3(T) u, vec3(T) v) {
 | 
|---|
| 138 |         return [u.x / v.x, u.y / v.y, u.z / v.z];
 | 
|---|
| 139 |     }
 | 
|---|
| 140 |     vec3(T)& ?/=?(vec3(T)& v, T scalar) {
 | 
|---|
| 141 |         v = v / scalar;
 | 
|---|
| 142 |         return v;
 | 
|---|
| 143 |     }
 | 
|---|
| 144 |     vec3(T)& ?/=?(vec3(T)& u, vec3(T) v) {
 | 
|---|
| 145 |         u = u / v;
 | 
|---|
| 146 |         return u;
 | 
|---|
| 147 |     }
 | 
|---|
| 148 |     }
 | 
|---|
| 149 | 
 | 
|---|
| 150 |     // %
 | 
|---|
| 151 |     forall(| { T ?%?(T,T); }) {
 | 
|---|
| 152 |     vec3(T) ?%?(vec3(T) v, T scalar) with (v) {
 | 
|---|
| 153 |         return [x % scalar, y % scalar, z % scalar];
 | 
|---|
| 154 |     }
 | 
|---|
| 155 |     vec3(T)& ?%=?(vec3(T)& u, T scalar) {
 | 
|---|
| 156 |         u = u % scalar;
 | 
|---|
| 157 |         return u;
 | 
|---|
| 158 |     }
 | 
|---|
| 159 |     vec3(T) ?%?(vec3(T) u, vec3(T) v) {
 | 
|---|
| 160 |         return [u.x % v.x, u.y % v.y, u.z % v.z];
 | 
|---|
| 161 |     }
 | 
|---|
| 162 |     vec3(T)& ?%=?(vec3(T)& u, vec3(T) v) {
 | 
|---|
| 163 |         u = u % v;
 | 
|---|
| 164 |         return u;
 | 
|---|
| 165 |     }
 | 
|---|
| 166 |     }
 | 
|---|
| 167 | 
 | 
|---|
| 168 |     // &
 | 
|---|
| 169 |     forall(| { T ?&?(T,T); }) {
 | 
|---|
| 170 |     vec3(T) ?&?(vec3(T) v, T scalar) with (v) {
 | 
|---|
| 171 |         return [x & scalar, y & scalar, z & scalar];
 | 
|---|
| 172 |     }
 | 
|---|
| 173 |     vec3(T)& ?&=?(vec3(T)& u, T scalar) {
 | 
|---|
| 174 |         u = u & scalar;
 | 
|---|
| 175 |         return u;
 | 
|---|
| 176 |     }
 | 
|---|
| 177 |     vec3(T) ?&?(vec3(T) u, vec3(T) v) {
 | 
|---|
| 178 |         return [u.x & v.x, u.y & v.y, u.z & v.z];
 | 
|---|
| 179 |     }
 | 
|---|
| 180 |     vec3(T)& ?&=?(vec3(T)& u, vec3(T) v) {
 | 
|---|
| 181 |         u = u & v;
 | 
|---|
| 182 |         return u;
 | 
|---|
| 183 |     }
 | 
|---|
| 184 |     }
 | 
|---|
| 185 | 
 | 
|---|
| 186 |     // |
 | 
|---|
| 187 |     forall(| { T ?|?(T,T); }) {
 | 
|---|
| 188 |     vec3(T) ?|?(vec3(T) v, T scalar) with (v) {
 | 
|---|
| 189 |         return [x | scalar, y | scalar, z | scalar];
 | 
|---|
| 190 |     }
 | 
|---|
| 191 |     vec3(T)& ?|=?(vec3(T)& u, T scalar) {
 | 
|---|
| 192 |         u = u | scalar;
 | 
|---|
| 193 |         return u;
 | 
|---|
| 194 |     }
 | 
|---|
| 195 |     vec3(T) ?|?(vec3(T) u, vec3(T) v) {
 | 
|---|
| 196 |         return [u.x | v.x, u.y | v.y, u.z | v.z];
 | 
|---|
| 197 |     }
 | 
|---|
| 198 |     vec3(T)& ?|=?(vec3(T)& u, vec3(T) v) {
 | 
|---|
| 199 |         u = u | v;
 | 
|---|
| 200 |         return u;
 | 
|---|
| 201 |     }
 | 
|---|
| 202 |     }
 | 
|---|
| 203 | 
 | 
|---|
| 204 |     // ^
 | 
|---|
| 205 |     forall(| { T ?^?(T,T); }) {
 | 
|---|
| 206 |     vec3(T) ?^?(vec3(T) v, T scalar) with (v) {
 | 
|---|
| 207 |         return [x ^ scalar, y ^ scalar, z ^ scalar];
 | 
|---|
| 208 |     }
 | 
|---|
| 209 |     vec3(T)& ?^=?(vec3(T)& u, T scalar) {
 | 
|---|
| 210 |         u = u ^ scalar;
 | 
|---|
| 211 |         return u;
 | 
|---|
| 212 |     }
 | 
|---|
| 213 |     vec3(T) ?^?(vec3(T) u, vec3(T) v) {
 | 
|---|
| 214 |         return [u.x ^ v.x, u.y ^ v.y, u.z ^ v.z];
 | 
|---|
| 215 |     }
 | 
|---|
| 216 |     vec3(T)& ?^=?(vec3(T)& u, vec3(T) v) {
 | 
|---|
| 217 |         u = u ^ v;
 | 
|---|
| 218 |         return u;
 | 
|---|
| 219 |     }
 | 
|---|
| 220 |     }
 | 
|---|
| 221 | 
 | 
|---|
| 222 |     // <<
 | 
|---|
| 223 |     forall(| { T ?<<?(T,T); }) {
 | 
|---|
| 224 |     vec3(T) ?<<?(vec3(T) v, T scalar) with (v) {
 | 
|---|
| 225 |         return [x << scalar, y << scalar, z << scalar];
 | 
|---|
| 226 |     }
 | 
|---|
| 227 |     vec3(T)& ?<<=?(vec3(T)& u, T scalar) {
 | 
|---|
| 228 |         u = u << scalar;
 | 
|---|
| 229 |         return u;
 | 
|---|
| 230 |     }
 | 
|---|
| 231 |     vec3(T) ?<<?(vec3(T) u, vec3(T) v) {
 | 
|---|
| 232 |         return [u.x << v.x, u.y << v.y, u.z << v.z];
 | 
|---|
| 233 |     }
 | 
|---|
| 234 |     vec3(T)& ?<<=?(vec3(T)& u, vec3(T) v) {
 | 
|---|
| 235 |         u = u << v;
 | 
|---|
| 236 |         return u;
 | 
|---|
| 237 |     }
 | 
|---|
| 238 |     }
 | 
|---|
| 239 | 
 | 
|---|
| 240 |     // >>
 | 
|---|
| 241 |     forall(| { T ?>>?(T,T); }) {
 | 
|---|
| 242 |     vec3(T) ?>>?(vec3(T) v, T scalar) with (v) {
 | 
|---|
| 243 |         return [x >> scalar, y >> scalar, z >> scalar];
 | 
|---|
| 244 |     }
 | 
|---|
| 245 |     vec3(T)& ?>>=?(vec3(T)& u, T scalar) {
 | 
|---|
| 246 |         u = u >> scalar;
 | 
|---|
| 247 |         return u;
 | 
|---|
| 248 |     }
 | 
|---|
| 249 |     vec3(T) ?>>?(vec3(T) u, vec3(T) v) {
 | 
|---|
| 250 |         return [u.x >> v.x, u.y >> v.y, u.z >> v.z];
 | 
|---|
| 251 |     }
 | 
|---|
| 252 |     vec3(T)& ?>>=?(vec3(T)& u, vec3(T) v) {
 | 
|---|
| 253 |         u = u >> v;
 | 
|---|
| 254 |         return u;
 | 
|---|
| 255 |     }
 | 
|---|
| 256 |     }
 | 
|---|
| 257 | 
 | 
|---|
| 258 |     // ~
 | 
|---|
| 259 |     forall(| { T ~?(T); })
 | 
|---|
| 260 |     vec3(T) ~?(vec3(T) v) with (v) {
 | 
|---|
| 261 |         return [~v.x, ~v.y, ~v.z];
 | 
|---|
| 262 |     }
 | 
|---|
| 263 | 
 | 
|---|
| 264 |     // relational
 | 
|---|
| 265 |     forall(| equality(T)) {
 | 
|---|
| 266 |     bool ?==?(vec3(T) u, vec3(T) v) with (u) {
 | 
|---|
| 267 |         return x == v.x && y == v.y && z == v.z;
 | 
|---|
| 268 |     }
 | 
|---|
| 269 |     bool ?!=?(vec3(T) u, vec3(T) v) {
 | 
|---|
| 270 |         return !(u == v);
 | 
|---|
| 271 |     }
 | 
|---|
| 272 |     }
 | 
|---|
| 273 | 
 | 
|---|
| 274 |     // Geometric functions
 | 
|---|
| 275 |     forall(| add(T) | multiply(T))
 | 
|---|
| 276 |     T dot(vec3(T) u, vec3(T) v) {
 | 
|---|
| 277 |         return u.x * v.x + u.y * v.y + u.z * v.z;
 | 
|---|
| 278 |     }
 | 
|---|
| 279 | 
 | 
|---|
| 280 |     forall(| subtract(T) | multiply(T))
 | 
|---|
| 281 |     vec3(T) cross(vec3(T) u, vec3(T) v) {
 | 
|---|
| 282 |         return (vec3(T)){ u.y * v.z - v.y * u.z,
 | 
|---|
| 283 |                           u.z * v.x - v.z * u.x,
 | 
|---|
| 284 |                           u.x * v.y - v.x * u.y };
 | 
|---|
| 285 |     }
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| 286 | 
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| 287 |     } // static inline
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|---|
| 288 | }
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|---|
| 289 | 
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|---|
| 290 | forall(ostype &, T | writeable(T, ostype)) {
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|---|
| 291 |     ostype & ?|?(ostype & os, vec3(T) v) with (v) {
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|---|
| 292 |         return os | '<' | x | ',' | y | ',' | z | '>';
 | 
|---|
| 293 |     }
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|---|
| 294 |     void ?|?(ostype & os, vec3(T) v ) with (v) {
 | 
|---|
| 295 |         (ostype &)(os | v); ends(os);
 | 
|---|
| 296 |     }
 | 
|---|
| 297 | }
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