| 1 | /* | 
|---|
| 2 | *    vmg - a versatile multigrid solver | 
|---|
| 3 | *    Copyright (C) 2012 Institute for Numerical Simulation, University of Bonn | 
|---|
| 4 | * | 
|---|
| 5 | *  vmg is free software: you can redistribute it and/or modify | 
|---|
| 6 | *  it under the terms of the GNU General Public License as published by | 
|---|
| 7 | *  the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or | 
|---|
| 8 | *  (at your option) any later version. | 
|---|
| 9 | * | 
|---|
| 10 | *  vmg is distributed in the hope that it will be useful, | 
|---|
| 11 | *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of | 
|---|
| 12 | *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the | 
|---|
| 13 | *  GNU General Public License for more details. | 
|---|
| 14 | * | 
|---|
| 15 | *  You should have received a copy of the GNU General Public License | 
|---|
| 16 | *  along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>. | 
|---|
| 17 | */ | 
|---|
| 18 |  | 
|---|
| 19 | /** | 
|---|
| 20 | * @file   vector.hpp | 
|---|
| 21 | * @author Julian Iseringhausen <isering@ins.uni-bonn.de> | 
|---|
| 22 | * @date   Mon Apr 18 12:26:13 2011 | 
|---|
| 23 | * | 
|---|
| 24 | * @brief  VMG::Vector | 
|---|
| 25 | * | 
|---|
| 26 | */ | 
|---|
| 27 |  | 
|---|
| 28 | #ifndef VECTOR_HPP_ | 
|---|
| 29 | #define VECTOR_HPP_ | 
|---|
| 30 |  | 
|---|
| 31 | #include <algorithm> | 
|---|
| 32 | #include <cmath> | 
|---|
| 33 | #include <cstring> | 
|---|
| 34 | #include <iostream> | 
|---|
| 35 |  | 
|---|
| 36 | namespace VMG | 
|---|
| 37 | { | 
|---|
| 38 |  | 
|---|
| 39 | class Index; | 
|---|
| 40 |  | 
|---|
| 41 | class Vector | 
|---|
| 42 | { | 
|---|
| 43 | public: | 
|---|
| 44 | Vector(const Index& index); | 
|---|
| 45 | Vector(const vmg_float& x, const vmg_float& y, const vmg_float& z); | 
|---|
| 46 | Vector(const vmg_float& val); | 
|---|
| 47 | Vector(const vmg_float* arr); | 
|---|
| 48 | Vector(); | 
|---|
| 49 |  | 
|---|
| 50 | Vector(const Vector& other) | 
|---|
| 51 | { | 
|---|
| 52 | std::memcpy(this->i, other.i, 3*sizeof(vmg_float)); | 
|---|
| 53 | } | 
|---|
| 54 |  | 
|---|
| 55 | vmg_float& operator[](const int& index) {return i[index];} | 
|---|
| 56 | const vmg_float& operator[](const int& index) const {return i[index];} | 
|---|
| 57 |  | 
|---|
| 58 | vmg_float& X() {return i[0];} | 
|---|
| 59 | vmg_float& Y() {return i[1];} | 
|---|
| 60 | vmg_float& Z() {return i[2];} | 
|---|
| 61 |  | 
|---|
| 62 | const vmg_float& X() const {return i[0];} | 
|---|
| 63 | const vmg_float& Y() const {return i[1];} | 
|---|
| 64 | const vmg_float& Z() const {return i[2];} | 
|---|
| 65 |  | 
|---|
| 66 | Vector Abs() const {return Vector(fabs(i[0]), fabs(i[1]), fabs(i[2]));} | 
|---|
| 67 | vmg_float Length() const {return sqrt(i[0]*i[0]+i[1]*i[1]+i[2]*i[2]);} | 
|---|
| 68 | vmg_float Max() const {return std::max(std::max(i[0],i[1]),i[2]);} | 
|---|
| 69 | vmg_float Min() const {return std::min(std::min(i[0],i[1]),i[2]);} | 
|---|
| 70 | vmg_float Product() const {return i[0]*i[1]*i[2];} | 
|---|
| 71 |  | 
|---|
| 72 | Vector& Floor() | 
|---|
| 73 | { | 
|---|
| 74 | i[0] = std::floor(i[0]); | 
|---|
| 75 | i[1] = std::floor(i[1]); | 
|---|
| 76 | i[2] = std::floor(i[2]); | 
|---|
| 77 | return *this; | 
|---|
| 78 | } | 
|---|
| 79 |  | 
|---|
| 80 | bool IsComponentwiseLess(const Vector& other) const | 
|---|
| 81 | { | 
|---|
| 82 | return this->i[0] < other.i[0] | 
|---|
| 83 | && this->i[1] < other.i[1] | 
|---|
| 84 | && this->i[2] < other.i[2]; | 
|---|
| 85 | } | 
|---|
| 86 |  | 
|---|
| 87 | bool IsComponentwiseLessOrEqual(const Vector& other) const | 
|---|
| 88 | { | 
|---|
| 89 | return this->i[0] <= other.i[0] | 
|---|
| 90 | && this->i[1] <= other.i[1] | 
|---|
| 91 | && this->i[2] <= other.i[2]; | 
|---|
| 92 | } | 
|---|
| 93 |  | 
|---|
| 94 | bool IsComponentwiseGreater(const Vector& other) const | 
|---|
| 95 | { | 
|---|
| 96 | return this->i[0] > other.i[0] | 
|---|
| 97 | && this->i[1] > other.i[1] | 
|---|
| 98 | && this->i[2] > other.i[2]; | 
|---|
| 99 | } | 
|---|
| 100 |  | 
|---|
| 101 | bool IsComponentwiseGreaterOrEqual(const Vector& other) const | 
|---|
| 102 | { | 
|---|
| 103 | return this->i[0] >= other.i[0] | 
|---|
| 104 | && this->i[1] >= other.i[1] | 
|---|
| 105 | && this->i[2] >= other.i[2]; | 
|---|
| 106 | } | 
|---|
| 107 |  | 
|---|
| 108 | bool IsInBounds(const Vector& begin, const Vector& end) const | 
|---|
| 109 | { | 
|---|
| 110 | return this->IsComponentwiseGreaterOrEqual(begin) && | 
|---|
| 111 | this->IsComponentwiseLessOrEqual(end); | 
|---|
| 112 | } | 
|---|
| 113 |  | 
|---|
| 114 | Vector MaxComponentwise(const Vector& rhs) const | 
|---|
| 115 | { | 
|---|
| 116 | return Vector(std::max(i[0], rhs.i[0]), std::max(i[1], rhs.i[1]), std::max(i[2], rhs.i[2])); | 
|---|
| 117 | } | 
|---|
| 118 |  | 
|---|
| 119 | Vector MinComponentwise(const Vector& rhs) const | 
|---|
| 120 | { | 
|---|
| 121 | return Vector(std::min(i[0], rhs.i[0]), std::min(i[1], rhs.i[1]), std::min(i[2], rhs.i[2])); | 
|---|
| 122 | } | 
|---|
| 123 |  | 
|---|
| 124 | vmg_float* vec() {return i;} | 
|---|
| 125 | const vmg_float* vec() const {return i;} | 
|---|
| 126 |  | 
|---|
| 127 | Vector& operator=(const Vector& rhs) | 
|---|
| 128 | { | 
|---|
| 129 | i[0] = rhs.X(); | 
|---|
| 130 | i[1] = rhs.Y(); | 
|---|
| 131 | i[2] = rhs.Z(); | 
|---|
| 132 | return *this; | 
|---|
| 133 | } | 
|---|
| 134 |  | 
|---|
| 135 | Vector& operator=(const vmg_float& rhs) | 
|---|
| 136 | { | 
|---|
| 137 | i[0] = rhs; | 
|---|
| 138 | i[1] = rhs; | 
|---|
| 139 | i[2] = rhs; | 
|---|
| 140 | return *this; | 
|---|
| 141 | } | 
|---|
| 142 |  | 
|---|
| 143 | bool operator==(const Vector& other) const | 
|---|
| 144 | { | 
|---|
| 145 | return (i[0]==other.X() && i[1]==other.Y() && i[2]==other.Z()); | 
|---|
| 146 | } | 
|---|
| 147 |  | 
|---|
| 148 | bool operator!=(const Vector& other) const | 
|---|
| 149 | { | 
|---|
| 150 | return !(*this == other); | 
|---|
| 151 | } | 
|---|
| 152 |  | 
|---|
| 153 | Vector& operator+=(const Vector& rhs) | 
|---|
| 154 | { | 
|---|
| 155 | i[0] += rhs.X(); | 
|---|
| 156 | i[1] += rhs.Y(); | 
|---|
| 157 | i[2] += rhs.Z(); | 
|---|
| 158 | return *this; | 
|---|
| 159 | } | 
|---|
| 160 |  | 
|---|
| 161 | Vector& operator-=(const Vector& rhs) | 
|---|
| 162 | { | 
|---|
| 163 | i[0] -= rhs.X(); | 
|---|
| 164 | i[1] -= rhs.Y(); | 
|---|
| 165 | i[2] -= rhs.Z(); | 
|---|
| 166 | return *this; | 
|---|
| 167 | } | 
|---|
| 168 |  | 
|---|
| 169 | Vector& operator*=(const Vector& rhs) | 
|---|
| 170 | { | 
|---|
| 171 | i[0] *= rhs.X(); | 
|---|
| 172 | i[1] *= rhs.Y(); | 
|---|
| 173 | i[2] *= rhs.Z(); | 
|---|
| 174 | return *this; | 
|---|
| 175 | } | 
|---|
| 176 |  | 
|---|
| 177 | Vector& operator/=(const Vector& rhs) | 
|---|
| 178 | { | 
|---|
| 179 | i[0] /= rhs.X(); | 
|---|
| 180 | i[1] /= rhs.Y(); | 
|---|
| 181 | i[2] /= rhs.Z(); | 
|---|
| 182 | return *this; | 
|---|
| 183 | } | 
|---|
| 184 |  | 
|---|
| 185 | Vector& operator+=(const vmg_float& rhs) | 
|---|
| 186 | { | 
|---|
| 187 | i[0] += rhs; | 
|---|
| 188 | i[1] += rhs; | 
|---|
| 189 | i[2] += rhs; | 
|---|
| 190 | return *this; | 
|---|
| 191 | } | 
|---|
| 192 |  | 
|---|
| 193 | Vector& operator-=(const vmg_float& rhs) | 
|---|
| 194 | { | 
|---|
| 195 | i[0] -= rhs; | 
|---|
| 196 | i[1] -= rhs; | 
|---|
| 197 | i[2] -= rhs; | 
|---|
| 198 | return *this; | 
|---|
| 199 | } | 
|---|
| 200 |  | 
|---|
| 201 | Vector& operator*=(const vmg_float& rhs) | 
|---|
| 202 | { | 
|---|
| 203 | i[0] *= rhs; | 
|---|
| 204 | i[1] *= rhs; | 
|---|
| 205 | i[2] *= rhs; | 
|---|
| 206 | return *this; | 
|---|
| 207 | } | 
|---|
| 208 |  | 
|---|
| 209 | Vector& operator/=(const vmg_float& rhs) | 
|---|
| 210 | { | 
|---|
| 211 | i[0] /= rhs; | 
|---|
| 212 | i[1] /= rhs; | 
|---|
| 213 | i[2] /= rhs; | 
|---|
| 214 | return *this; | 
|---|
| 215 | } | 
|---|
| 216 |  | 
|---|
| 217 | Vector operator+(const Vector& rhs) const | 
|---|
| 218 | { | 
|---|
| 219 | return Vector(*this) += rhs; | 
|---|
| 220 | } | 
|---|
| 221 |  | 
|---|
| 222 | Vector operator-(const Vector& rhs) const | 
|---|
| 223 | { | 
|---|
| 224 | return Vector(*this) -= rhs; | 
|---|
| 225 | } | 
|---|
| 226 |  | 
|---|
| 227 | Vector operator*(const Vector& rhs) const | 
|---|
| 228 | { | 
|---|
| 229 | return Vector(*this) *= rhs; | 
|---|
| 230 | } | 
|---|
| 231 |  | 
|---|
| 232 | Vector operator/(const Vector& rhs) const | 
|---|
| 233 | { | 
|---|
| 234 | return Vector(*this) /= rhs; | 
|---|
| 235 | } | 
|---|
| 236 |  | 
|---|
| 237 | Vector operator+(const vmg_float& rhs) const | 
|---|
| 238 | { | 
|---|
| 239 | return Vector(*this) += rhs; | 
|---|
| 240 | } | 
|---|
| 241 |  | 
|---|
| 242 | Vector operator-(const vmg_float& rhs) const | 
|---|
| 243 | { | 
|---|
| 244 | return Vector(*this) -= rhs; | 
|---|
| 245 | } | 
|---|
| 246 |  | 
|---|
| 247 | Vector operator*(const vmg_float& rhs) const | 
|---|
| 248 | { | 
|---|
| 249 | return Vector(*this) *= rhs; | 
|---|
| 250 | } | 
|---|
| 251 |  | 
|---|
| 252 | Vector operator/(const vmg_float& rhs) const | 
|---|
| 253 | { | 
|---|
| 254 | return Vector(*this) /= rhs; | 
|---|
| 255 | } | 
|---|
| 256 |  | 
|---|
| 257 | private: | 
|---|
| 258 | vmg_float i[3]; | 
|---|
| 259 | }; | 
|---|
| 260 |  | 
|---|
| 261 | inline Vector operator+(const vmg_float& lhs, const Vector& rhs) | 
|---|
| 262 | { | 
|---|
| 263 | return Vector(lhs) += rhs; | 
|---|
| 264 | } | 
|---|
| 265 |  | 
|---|
| 266 | inline Vector operator-(const vmg_float& lhs, const Vector& rhs) | 
|---|
| 267 | { | 
|---|
| 268 | return Vector(lhs) -= rhs; | 
|---|
| 269 | } | 
|---|
| 270 |  | 
|---|
| 271 | inline Vector operator*(const vmg_float& lhs, const Vector& rhs) | 
|---|
| 272 | { | 
|---|
| 273 | return Vector(lhs) *= rhs; | 
|---|
| 274 | } | 
|---|
| 275 |  | 
|---|
| 276 | inline Vector operator/(const vmg_float& lhs, const Vector& rhs) | 
|---|
| 277 | { | 
|---|
| 278 | return Vector(lhs) /= rhs; | 
|---|
| 279 | } | 
|---|
| 280 |  | 
|---|
| 281 | inline vmg_float Norm_2(const Vector& vec) | 
|---|
| 282 | { | 
|---|
| 283 | return sqrt(vec.X()*vec.X()+vec.Y()*vec.Y()+vec.Z()*vec.Z()); | 
|---|
| 284 | } | 
|---|
| 285 |  | 
|---|
| 286 | inline vmg_float InnerProduct(const Vector& vec1, const Vector& vec2) | 
|---|
| 287 | { | 
|---|
| 288 | return vec1.X()*vec2.X()+vec1.Y()*vec2.Y()+vec1.Z()*vec2.Z(); | 
|---|
| 289 | } | 
|---|
| 290 |  | 
|---|
| 291 | std::ostream& operator<<(std::ostream& out, const Vector& vector); | 
|---|
| 292 |  | 
|---|
| 293 | } | 
|---|
| 294 |  | 
|---|
| 295 | #endif /* VECTOR_HPP_ */ | 
|---|