1 | //
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2 | // Cforall Version 1.0.0 Copyright (C) 2021 University of Waterloo
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3 | //
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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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8 | //
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9 | // Author : Dimitry Kobets
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10 | // Created On :
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11 | // Last Modified By :
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12 | // Last Modified On :
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13 | // Update Count :
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14 | //
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15 |
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16 | #pragma once
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17 |
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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) {
|
---|
22 | struct vec3 {
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---|
23 | T x, y, z;
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24 | };
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---|
25 | }
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26 |
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---|
27 | forall (T) {
|
---|
28 | static inline {
|
---|
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 | }
|
---|
33 |
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---|
34 | forall(| zero_assign(T))
|
---|
35 | void ?{}(vec3(T)& vec, zero_t) with (vec) {
|
---|
36 | x = y = z = 0;
|
---|
37 | }
|
---|
38 |
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---|
39 | void ?{}(vec3(T)& vec, T val) with (vec) {
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---|
40 | x = y = z = val;
|
---|
41 | }
|
---|
42 |
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---|
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 | }
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54 |
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55 | // Primitive mathematical operations
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56 |
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57 | // -
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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 | }
|
---|
286 |
|
---|
287 | } // static inline
|
---|
288 | }
|
---|
289 |
|
---|
290 | forall(ostype &, T | writeable(T, ostype)) {
|
---|
291 | ostype & ?|?(ostype & os, vec3(T) v) with (v) {
|
---|
292 | return os | '<' | x | ',' | y | ',' | z | '>';
|
---|
293 | }
|
---|
294 | OSTYPE_VOID_IMPL( vec3(T) )
|
---|
295 | }
|
---|