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synced 2026-07-12 22:20:36 +08:00
mathlib fixes
This commit is contained in:
+189
-41
@@ -42,38 +42,50 @@
|
||||
#ifndef VECTOR_HPP
|
||||
#define VECTOR_HPP
|
||||
|
||||
#include <stdio.h>
|
||||
#include <math.h>
|
||||
#include "../CMSIS/Include/arm_math.h"
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||||
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||||
namespace math
|
||||
{
|
||||
|
||||
template <unsigned int N>
|
||||
class Vector;
|
||||
|
||||
template <unsigned int N>
|
||||
class VectorBase {
|
||||
public:
|
||||
/**
|
||||
* vector data
|
||||
*/
|
||||
float data[N];
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* struct for using arm_math functions, represents column vector
|
||||
*/
|
||||
arm_matrix_instance_f32 arm_col;
|
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|
||||
/**
|
||||
* trivial ctor
|
||||
*/
|
||||
VectorBase<N>() {
|
||||
VectorBase() {
|
||||
arm_col = {N, 1, &data[0]};
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* copy ctor
|
||||
*/
|
||||
VectorBase(const VectorBase<N> &v) {
|
||||
arm_col = {N, 1, &data[0]};
|
||||
memcpy(data, v.data, sizeof(data));
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* setting ctor
|
||||
*/
|
||||
// VectorBase<N>(const float *d) {
|
||||
// memcpy(data, d, sizeof(data));
|
||||
//arm_col = {N, 1, &data[0]};
|
||||
//}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* setting ctor
|
||||
*/
|
||||
VectorBase<N>(const float d[]) : data(d) {
|
||||
VectorBase(const float *d) {
|
||||
arm_col = {N, 1, &data[0]};
|
||||
memcpy(data, d, sizeof(data));
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
@@ -90,10 +102,18 @@ public:
|
||||
return data[i];
|
||||
}
|
||||
|
||||
unsigned int getRows() {
|
||||
return N;
|
||||
}
|
||||
|
||||
unsigned int getCols() {
|
||||
return 1;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* test for equality
|
||||
*/
|
||||
bool operator ==(const VectorBase<N> &v) {
|
||||
bool operator ==(const Vector<N> &v) {
|
||||
for (unsigned int i = 0; i < N; i++)
|
||||
if (data[i] != v(i))
|
||||
return false;
|
||||
@@ -103,7 +123,7 @@ public:
|
||||
/**
|
||||
* test for inequality
|
||||
*/
|
||||
bool operator !=(const VectorBase<N> &v) {
|
||||
bool operator !=(const Vector<N> &v) {
|
||||
for (unsigned int i = 0; i < N; i++)
|
||||
if (data[i] != v(i))
|
||||
return true;
|
||||
@@ -113,98 +133,98 @@ public:
|
||||
/**
|
||||
* set to value
|
||||
*/
|
||||
const VectorBase<N> &operator =(const VectorBase<N> &v) {
|
||||
const Vector<N> &operator =(const Vector<N> &v) {
|
||||
memcpy(data, v.data, sizeof(data));
|
||||
return *this;
|
||||
return *reinterpret_cast<const Vector<N>*>(this);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* negation
|
||||
*/
|
||||
const VectorBase<N> operator -(void) const {
|
||||
VectorBase<N> res;
|
||||
const Vector<N> operator -(void) const {
|
||||
Vector<N> res;
|
||||
for (unsigned int i = 0; i < N; i++)
|
||||
res[i] = -data[i];
|
||||
res.data[i] = -data[i];
|
||||
return res;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* addition
|
||||
*/
|
||||
const VectorBase<N> operator +(const VectorBase<N> &v) const {
|
||||
VectorBase<N> res;
|
||||
const Vector<N> operator +(const Vector<N> &v) const {
|
||||
Vector<N> res;
|
||||
for (unsigned int i = 0; i < N; i++)
|
||||
res[i] = data[i] + v(i);
|
||||
res.data[i] = data[i] + v(i);
|
||||
return res;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* subtraction
|
||||
*/
|
||||
const VectorBase<N> operator -(const VectorBase<N> &v) const {
|
||||
VectorBase<N> res;
|
||||
const Vector<N> operator -(const Vector<N> &v) const {
|
||||
Vector<N> res;
|
||||
for (unsigned int i = 0; i < N; i++)
|
||||
res[i] = data[i] - v(i);
|
||||
res.data[i] = data[i] - v(i);
|
||||
return res;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* uniform scaling
|
||||
*/
|
||||
const VectorBase<N> operator *(const float num) const {
|
||||
VectorBase<N> temp(*this);
|
||||
const Vector<N> operator *(const float num) const {
|
||||
Vector<N> temp(*this);
|
||||
return temp *= num;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* uniform scaling
|
||||
*/
|
||||
const VectorBase<N> operator /(const float num) const {
|
||||
VectorBase<N> temp(*this);
|
||||
const Vector<N> operator /(const float num) const {
|
||||
Vector<N> temp(*reinterpret_cast<const Vector<N>*>(this));
|
||||
return temp /= num;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* addition
|
||||
*/
|
||||
const VectorBase<N> &operator +=(const VectorBase<N> &v) {
|
||||
const Vector<N> &operator +=(const Vector<N> &v) {
|
||||
for (unsigned int i = 0; i < N; i++)
|
||||
data[i] += v(i);
|
||||
return *this;
|
||||
return *reinterpret_cast<const Vector<N>*>(this);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* subtraction
|
||||
*/
|
||||
const VectorBase<N> &operator -=(const VectorBase<N> &v) {
|
||||
const Vector<N> &operator -=(const Vector<N> &v) {
|
||||
for (unsigned int i = 0; i < N; i++)
|
||||
data[i] -= v(i);
|
||||
return *this;
|
||||
return *reinterpret_cast<const Vector<N>*>(this);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* uniform scaling
|
||||
*/
|
||||
const VectorBase<N> &operator *=(const float num) {
|
||||
const Vector<N> &operator *=(const float num) {
|
||||
for (unsigned int i = 0; i < N; i++)
|
||||
data[i] *= num;
|
||||
return *this;
|
||||
return *reinterpret_cast<const Vector<N>*>(this);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* uniform scaling
|
||||
*/
|
||||
const VectorBase<N> &operator /=(const float num) {
|
||||
const Vector<N> &operator /=(const float num) {
|
||||
for (unsigned int i = 0; i < N; i++)
|
||||
data[i] /= num;
|
||||
return *this;
|
||||
return *reinterpret_cast<const Vector<N>*>(this);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* dot product
|
||||
*/
|
||||
float operator *(const VectorBase<N> &v) const {
|
||||
float res;
|
||||
float operator *(const Vector<N> &v) const {
|
||||
float res = 0.0f;
|
||||
for (unsigned int i = 0; i < N; i++)
|
||||
res += data[i] * v(i);
|
||||
return res;
|
||||
@@ -221,7 +241,7 @@ public:
|
||||
* gets the length of this vector
|
||||
*/
|
||||
float length() const {
|
||||
return sqrtf(*this * *this);
|
||||
return sqrtf(*this * *reinterpret_cast<const Vector<N>*>(this));
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
@@ -234,35 +254,113 @@ public:
|
||||
/**
|
||||
* returns the normalized version of this vector
|
||||
*/
|
||||
VectorBase<N> normalized() const {
|
||||
Vector<N> normalized() const {
|
||||
return *this / length();
|
||||
}
|
||||
|
||||
void print(void) {
|
||||
printf("[ ");
|
||||
for (unsigned int i = 0; i < N; i++)
|
||||
printf("%.3f\t", data[i]);
|
||||
printf("]\n");
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
|
||||
template <unsigned int N>
|
||||
class Vector : public VectorBase<N> {
|
||||
public:
|
||||
using VectorBase<N>::operator *;
|
||||
|
||||
Vector() : VectorBase<N>() {
|
||||
}
|
||||
|
||||
Vector(const float d[]) : VectorBase<N>(d) {
|
||||
}
|
||||
|
||||
Vector(const Vector<N> &v) : VectorBase<N>(v) {
|
||||
}
|
||||
|
||||
Vector(const VectorBase<N> &v) : VectorBase<N>(v) {
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* set to value
|
||||
*/
|
||||
const Vector<N> &operator =(const Vector<N> &v) {
|
||||
this->arm_col = {N, 1, &this->data[0]};
|
||||
memcpy(this->data, v.data, sizeof(this->data));
|
||||
return *this;
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
|
||||
template <>
|
||||
class Vector<2> : public VectorBase<2> {
|
||||
public:
|
||||
Vector() : VectorBase<2>() {
|
||||
}
|
||||
|
||||
Vector(const float x, const float y) : VectorBase() {
|
||||
data[0] = x;
|
||||
data[1] = y;
|
||||
}
|
||||
|
||||
Vector(const Vector<2> &v) : VectorBase() {
|
||||
data[0] = v.data[0];
|
||||
data[1] = v.data[1];
|
||||
}
|
||||
|
||||
Vector(const VectorBase<2> &v) : VectorBase() {
|
||||
data[0] = v.data[0];
|
||||
data[1] = v.data[1];
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* set to value
|
||||
*/
|
||||
const Vector<2> &operator =(const Vector<2> &v) {
|
||||
data[0] = v.data[0];
|
||||
data[1] = v.data[1];
|
||||
return *this;
|
||||
}
|
||||
|
||||
float cross(const Vector<2> &b) const {
|
||||
return data[0]*b.data[1] - data[1]*b.data[0];
|
||||
}
|
||||
|
||||
float operator %(const Vector<2> &v) const {
|
||||
return cross(v);
|
||||
}
|
||||
|
||||
};
|
||||
|
||||
template <>
|
||||
class Vector<3> : public VectorBase<3> {
|
||||
public:
|
||||
Vector<3>() {
|
||||
Vector() {
|
||||
arm_col = {3, 1, &this->data[0]};
|
||||
}
|
||||
|
||||
Vector<3>(const float x, const float y, const float z) {
|
||||
Vector(const float x, const float y, const float z) {
|
||||
arm_col = {3, 1, &this->data[0]};
|
||||
data[0] = x;
|
||||
data[1] = y;
|
||||
data[2] = z;
|
||||
}
|
||||
|
||||
Vector(const Vector<3> &v) : VectorBase<3>() {
|
||||
data[0] = v.data[0];
|
||||
data[1] = v.data[1];
|
||||
data[2] = v.data[2];
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* setting ctor
|
||||
*/
|
||||
Vector(const float d[]) {
|
||||
arm_col = {3, 1, &this->data[0]};
|
||||
data[0] = d[0];
|
||||
data[1] = d[1];
|
||||
data[2] = d[2];
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
@@ -276,6 +374,56 @@ public:
|
||||
}
|
||||
};
|
||||
|
||||
template <>
|
||||
class Vector<4> : public VectorBase<4> {
|
||||
public:
|
||||
Vector() : VectorBase() {}
|
||||
|
||||
Vector(const float x, const float y, const float z, const float t) : VectorBase() {
|
||||
data[0] = x;
|
||||
data[1] = y;
|
||||
data[2] = z;
|
||||
data[3] = t;
|
||||
}
|
||||
|
||||
Vector(const Vector<4> &v) : VectorBase() {
|
||||
data[0] = v.data[0];
|
||||
data[1] = v.data[1];
|
||||
data[2] = v.data[2];
|
||||
data[3] = v.data[3];
|
||||
}
|
||||
|
||||
Vector(const VectorBase<4> &v) : VectorBase() {
|
||||
data[0] = v.data[0];
|
||||
data[1] = v.data[1];
|
||||
data[2] = v.data[2];
|
||||
data[3] = v.data[3];
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* setting ctor
|
||||
*/
|
||||
/*
|
||||
Vector(const float d[]) {
|
||||
arm_col = {3, 1, &this->data[0]};
|
||||
data[0] = d[0];
|
||||
data[1] = d[1];
|
||||
data[2] = d[2];
|
||||
}
|
||||
*/
|
||||
/**
|
||||
* set to value
|
||||
*/
|
||||
/*
|
||||
const Vector<3> &operator =(const Vector<3> &v) {
|
||||
data[0] = v.data[0];
|
||||
data[1] = v.data[1];
|
||||
data[2] = v.data[2];
|
||||
return *this;
|
||||
}
|
||||
*/
|
||||
};
|
||||
|
||||
}
|
||||
|
||||
#endif // VECTOR_HPP
|
||||
|
||||
Reference in New Issue
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