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矩阵操作类
1 #ifndef __MAPLE_MATRIX_H__ 2 #define __MAPLE_MATRIX_H__ 3 4 #include "maple.h" 5 6 typedef struct MATRIX{ 7 union{ 8 float m[4][4]; 9 struct{ 10 float _11,_12,_13,_14, 11 _21,_22,_23,_24, 12 _31,_32,_33,_34, 13 _41,_42,_43,_44; 14 15 }; 16 struct{ 17 float a,b,__13,__14, 18 c,d,__23,__24, 19 __31,__32,__33,__34, 20 tx,ty,__43,__44; 21 }; 22 }; 23 #ifdef __cplusplus 24 MAPLE_EXT MATRIX(); 25 MAPLE_EXT MATRIX(const float & _11,const float & _12,const float & _13,const float & _14, 26 const float & _21,const float & _22,const float & _23,const float & _24, 27 const float & _31,const float & _32,const float & _33,const float & _34, 28 const float & _41,const float & _42,const float & _43,const float & _44); 29 MAPLE_EXT MATRIX(const MATRIX & matrix); 30 MAPLE_EXT float operator () (const unsigned & row,const unsigned & col) const; 31 MAPLE_EXT float & operator () (const unsigned & row,const unsigned & col); 32 MAPLE_EXT MATRIX operator + (const MATRIX & matrix) const; 33 MAPLE_EXT MATRIX operator - (const MATRIX & matrix) const; 34 MAPLE_EXT MATRIX operator * (const float n) const; 35 MAPLE_EXT MATRIX operator * (const MATRIX & matrix) const; 36 MAPLE_EXT void operator = (const MATRIX & matrix); 37 MAPLE_EXT void operator += (const MATRIX & matrix); 38 MAPLE_EXT void operator -= (const MATRIX & matrix); 39 MAPLE_EXT void operator *= (const float n); 40 MAPLE_EXT void operator *= (const MATRIX & matrix); 41 MAPLE_EXT bool operator == (const MATRIX & matrix) const; 42 MAPLE_EXT bool operator != (const MATRIX & matrix) const; 43 MAPLE_EXT void concat(const MATRIX &m); 44 MAPLE_EXT void translate(const float x,const float y,const float z); 45 MAPLE_EXT void scale(const float sx,const float sy,const float sz); 46 MAPLE_EXT void rotate(const float angle); 47 MAPLE_EXT void identity(); 48 MAPLE_EXT void transport(); 49 MAPLE_EXT ~MATRIX(); 50 #endif //__cplusplus 51 }MATRIX; 52 53 MAPLE_EXT_C void MatrixIdentity(MATRIX * _p_result); 54 MAPLE_EXT_C void MatrixAdd(MATRIX * _p_result, const MATRIX * _p_m1, const MATRIX * _p_m2); 55 MAPLE_EXT_C void MatrixSubtract(MATRIX * _p_result,const MATRIX * _p_m1, const MATRIX * _p_m2); 56 MAPLE_EXT_C void MatrixMultiply(MATRIX * _p_result, const MATRIX * _p_m1, const MATRIX * _p_m2); 57 MAPLE_EXT_C void MatrixMultiplyEx(void * _p_result, const void * _p_m1, const void * _p_m2); 58 MAPLE_EXT_C void MatrixMultiplyWithN(MATRIX * _p_result, const MATRIX * _p_m1, const float n); 59 MAPLE_EXT_C void MatrixTranslate(MATRIX * _p_result, const float x,const float y,const float z); 60 MAPLE_EXT_C void MatrixRotateX(MATRIX * _p_result, const float angle); 61 MAPLE_EXT_C void MatrixRotateY(MATRIX * _p_result, const float angle); 62 MAPLE_EXT_C void MatrixRotateZ(MATRIX * _p_result, const float angle); 63 MAPLE_EXT_C void MatrixScaling(MATRIX * _p_result, const float sx,const float sy,const float sz); 64 MAPLE_EXT_C void MatrixTransport(MATRIX * _p_result); 65 66 #endif //__MAPLE_MATRIX_H__ 67 68 69 //matrix.cpp 70 71 72 #include "matrix.h" 73 #include <memory.h> 74 #include <math.h> 75 #include <string.h> 76 77 MAPLE_EXT_C void MatrixIdentity(MATRIX * _p_result) 78 { 79 memset((void*)_p_result->m,0,sizeof(float)*16); 80 for(int i=0;i<4;i++) 81 _p_result->m[i][i]=1; 82 } 83 84 MAPLE_EXT_C void MatrixAdd(MATRIX * _p_result, const MATRIX * _p_m1, const MATRIX * _p_m2) 85 { 86 for(int j=0;j<4;j++) 87 for(int i=0;i<4;i++) 88 _p_result->m[j][i]=(_p_m1->m[j][i]+_p_m2->m[j][i]); 89 } 90 91 MAPLE_EXT_C void MatrixSubtract(MATRIX * _p_result, const MATRIX * _p_m1, const MATRIX * _p_m2) 92 { 93 for(int j=0;j<4;j++) 94 for(int i=0;i<4;i++) 95 _p_result->m[j][i]=(_p_m1->m[j][i]-_p_m2->m[j][i]); 96 } 97 98 MAPLE_EXT_C void MatrixMultiply(MATRIX * _p_result, const MATRIX * _p_m1, const MATRIX * _p_m2) 99 { 100 _p_result->m[0][0]=(_p_m1->m[0][0]*_p_m2->m[0][0])+ 101 (_p_m1->m[0][1]*_p_m2->m[1][0])+ 102 (_p_m1->m[0][2]*_p_m2->m[2][0])+ 103 (_p_m1->m[0][3]*_p_m2->m[3][0]); 104 _p_result->m[0][1]=(_p_m1->m[0][0]*_p_m2->m[0][1])+ 105 (_p_m1->m[0][1]*_p_m2->m[1][1])+ 106 (_p_m1->m[0][2]*_p_m2->m[2][1])+ 107 (_p_m1->m[0][3]*_p_m2->m[3][1]); 108 _p_result->m[0][2]=(_p_m1->m[0][0]*_p_m2->m[0][2])+ 109 (_p_m1->m[0][1]*_p_m2->m[1][2])+ 110 (_p_m1->m[0][2]*_p_m2->m[2][2])+ 111 (_p_m1->m[0][3]*_p_m2->m[3][2]); 112 _p_result->m[0][3]=(_p_m1->m[0][0]*_p_m2->m[0][3])+ 113 (_p_m1->m[0][1]*_p_m2->m[1][3])+ 114 (_p_m1->m[0][2]*_p_m2->m[2][3])+ 115 (_p_m1->m[0][3]*_p_m2->m[3][3]); 116 _p_result->m[1][0]=(_p_m1->m[1][0]*_p_m2->m[0][0])+ 117 (_p_m1->m[1][1]*_p_m2->m[1][0])+ 118 (_p_m1->m[1][2]*_p_m2->m[2][0])+ 119 (_p_m1->m[1][3]*_p_m2->m[3][0]); 120 _p_result->m[1][1]=(_p_m1->m[1][0]*_p_m2->m[0][1])+ 121 (_p_m1->m[1][1]*_p_m2->m[1][1])+ 122 (_p_m1->m[1][2]*_p_m2->m[2][1])+ 123 (_p_m1->m[1][3]*_p_m2->m[3][1]); 124 _p_result->m[1][2]=(_p_m1->m[1][0]*_p_m2->m[0][2])+ 125 (_p_m1->m[1][1]*_p_m2->m[1][2])+ 126 (_p_m1->m[1][2]*_p_m2->m[2][2])+ 127 (_p_m1->m[1][3]*_p_m2->m[3][2]); 128 _p_result->m[1][3]=(_p_m1->m[1][0]*_p_m2->m[0][3])+ 129 (_p_m1->m[1][1]*_p_m2->m[1][3])+ 130 (_p_m1->m[1][2]*_p_m2->m[2][3])+ 131 (_p_m1->m[1][3]*_p_m2->m[3][3]); 132 _p_result->m[2][0]=(_p_m1->m[2][0]*_p_m2->m[0][0])+ 133 (_p_m1->m[2][1]*_p_m2->m[1][0])+ 134 (_p_m1->m[2][2]*_p_m2->m[2][0])+ 135 (_p_m1->m[2][3]*_p_m2->m[3][0]); 136 _p_result->m[2][1]=(_p_m1->m[2][0]*_p_m2->m[0][1])+ 137 (_p_m1->m[2][1]*_p_m2->m[1][1])+ 138 (_p_m1->m[2][2]*_p_m2->m[2][1])+ 139 (_p_m1->m[2][3]*_p_m2->m[3][1]); 140 _p_result->m[2][2]=(_p_m1->m[2][0]*_p_m2->m[0][2])+ 141 (_p_m1->m[2][1]*_p_m2->m[1][2])+ 142 (_p_m1->m[2][2]*_p_m2->m[2][2])+ 143 (_p_m1->m[2][3]*_p_m2->m[3][2]); 144 _p_result->m[2][3]=(_p_m1->m[2][0]*_p_m2->m[0][3])+ 145 (_p_m1->m[2][1]*_p_m2->m[1][3])+ 146 (_p_m1->m[2][2]*_p_m2->m[2][3])+ 147 (_p_m1->m[2][3]*_p_m2->m[3][3]); 148 _p_result->m[3][0]=(_p_m1->m[3][0]*_p_m2->m[0][0])+ 149 (_p_m1->m[3][1]*_p_m2->m[1][0])+ 150 (_p_m1->m[3][2]*_p_m2->m[2][0])+ 151 (_p_m1->m[3][3]*_p_m2->m[3][0]); 152 _p_result->m[3][1]=(_p_m1->m[3][0]*_p_m2->m[0][1])+ 153 (_p_m1->m[3][1]*_p_m2->m[1][1])+ 154 (_p_m1->m[3][2]*_p_m2->m[2][1])+ 155 (_p_m1->m[3][3]*_p_m2->m[3][1]); 156 _p_result->m[3][2]=(_p_m1->m[3][0]*_p_m2->m[0][2])+ 157 (_p_m1->m[3][1]*_p_m2->m[1][2])+ 158 (_p_m1->m[3][2]*_p_m2->m[2][2])+ 159 (_p_m1->m[3][3]*_p_m2->m[3][2]); 160 _p_result->m[3][3]=(_p_m1->m[3][0]*_p_m2->m[0][3])+ 161 (_p_m1->m[3][1]*_p_m2->m[1][3])+ 162 (_p_m1->m[3][2]*_p_m2->m[2][3])+ 163 (_p_m1->m[3][3]*_p_m2->m[3][3]); 164 } 165 166 MAPLE_EXT_C void MatrixMultiplyEx(void * _p_result, const void * _p_m1, const void * _p_m2) 167 { 168 MatrixMultiply((MATRIX*)_p_result,(MATRIX*)_p_m1,(MATRIX*)_p_m2 ); 169 } 170 171 MAPLE_EXT_C void MatrixMultiplyWithN(MATRIX * _p_result, const MATRIX * _p_m1,const float n) 172 { 173 for(int j=0;j<4;j++) 174 for(int i=0;i<4;i++) 175 _p_result->m[j][i]=_p_m1->m[j][i]*n; 176 } 177 178 MAPLE_EXT_C void MatrixTranslate(MATRIX * _p_result, const float x,const float y,const float z) 179 { 180 MatrixIdentity(_p_result); 181 _p_result->m[3][0]=x; 182 _p_result->m[3][1]=y; 183 _p_result->m[3][2]=z; 184 } 185 186 MAPLE_EXT_C void MatrixRotateX(MATRIX * _p_result, const float angle) 187 { 188 MatrixIdentity(_p_result); 189 _p_result->m[1][1]=cos(angle); 190 _p_result->m[1][2]=sin(angle); 191 _p_result->m[2][1]=sin(angle)*(-1.0f); 192 _p_result->m[2][2]=cos(angle); 193 } 194 195 MAPLE_EXT_C void MatrixRotateY(MATRIX * _p_result, const float angle) 196 { 197 MatrixIdentity(_p_result); 198 _p_result->m[0][0]=cos(angle); 199 _p_result->m[0][2]=sin(angle)*(-1.0f); 200 _p_result->m[2][0]=sin(angle); 201 _p_result->m[2][2]=cos(angle); 202 } 203 204 MAPLE_EXT_C void MatrixRotateZ(MATRIX * _p_result, const float angle) 205 { 206 MatrixIdentity(_p_result); 207 _p_result->m[0][0]=cos(angle); 208 _p_result->m[0][1]=sin(angle); 209 _p_result->m[1][0]=sin(angle)*(-1.0f); 210 _p_result->m[1][1]=cos(angle); 211 } 212 213 MAPLE_EXT_C void MatrixScaling(MATRIX * _p_result, const float sx,const float sy,const float sz) 214 { 215 MatrixIdentity(_p_result); 216 _p_result->m[0][0]=sx; 217 _p_result->m[1][1]=sy; 218 _p_result->m[2][2]=sz; 219 } 220 221 MAPLE_EXT_C void MatrixTransport(MATRIX * _p_result) 222 { 223 float temp; 224 for(int j=0;j<4;j++) 225 for(int i=0;i<=j;i++) { 226 temp = _p_result->m[j][i]; 227 _p_result->m[j][i] = _p_result->m[i][j]; 228 _p_result->m[i][j] = temp; 229 } 230 } 231 232 MAPLE_EXT MATRIX::MATRIX(){ 233 MatrixIdentity(this); 234 } 235 236 MAPLE_EXT MATRIX::MATRIX(const float & _11,const float & _12,const float & _13,const float & _14, 237 const float & _21,const float & _22,const float & _23,const float & _24, 238 const float & _31,const float & _32,const float & _33,const float & _34, 239 const float & _41,const float & _42,const float & _43,const float & _44) 240 { 241 m[0][0]=_11;m[0][1]=_12;m[0][2]=_13;m[0][3]=_14; 242 m[1][0]=_21;m[1][1]=_22;m[1][2]=_23;m[1][3]=_24; 243 m[2][0]=_31;m[2][1]=_32;m[2][2]=_33;m[2][3]=_34; 244 m[3][0]=_41;m[3][1]=_42;m[4][2]=_43;m[4][3]=_44; 245 } 246 247 MAPLE_EXT MATRIX::MATRIX(const MATRIX & matrix) 248 { 249 for(int j=0;j<4;j++) 250 for(int i=0;i<4;i++) 251 m[j][i]=matrix.m[j][i]; 252 } 253 254 MAPLE_EXT float MATRIX::operator () (const unsigned & row,const unsigned & col) const 255 { 256 return m[row][col]; 257 } 258 259 MAPLE_EXT float & MATRIX::operator () (const unsigned & row,const unsigned & col) 260 { 261 return m[row][col]; 262 } 263 264 MAPLE_EXT MATRIX MATRIX::operator + (const MATRIX & matrix) const 265 { 266 MATRIX _m; 267 MatrixAdd(&_m,this,&matrix); 268 return _m; 269 } 270 271 MAPLE_EXT MATRIX MATRIX::operator - (const MATRIX & matrix) const 272 { 273 MATRIX _m; 274 MatrixSubtract(&_m,this,&matrix); 275 return _m; 276 } 277 278 MAPLE_EXT MATRIX MATRIX::operator * (const MATRIX & matrix) const 279 { 280 MATRIX _m; 281 MatrixMultiply(&_m,this,&matrix); 282 return _m; 283 } 284 285 MAPLE_EXT MATRIX MATRIX::operator * (const float n) const 286 { 287 MATRIX _m; 288 MatrixMultiplyWithN(&_m,this,n); 289 return _m; 290 } 291 292 MAPLE_EXT void MATRIX::operator = (const MATRIX & matrix) 293 { 294 for(int j=0;j<4;j++) 295 for(int i=0;i<4;i++) 296 m[j][i]=matrix.m[j][i]; 297 } 298 299 MAPLE_EXT void MATRIX::operator += (const MATRIX & matrix) 300 { 301 *this=*this+matrix; 302 } 303 304 MAPLE_EXT void MATRIX::operator -= (const MATRIX & matrix){ 305 *this=*this-matrix; 306 } 307 308 MAPLE_EXT void MATRIX::operator *= (const MATRIX & matrix) 309 { 310 *this=*this*matrix; 311 } 312 313 MAPLE_EXT void MATRIX::operator *= (const float n) 314 { 315 *this=*this*n; 316 } 317 318 MAPLE_EXT bool MATRIX::operator != (const MATRIX & matrix) const 319 { 320 for(int j=0;j<4;j++){ 321 for(int i=0;i<4;i++){ 322 if(m[j][i]!=matrix.m[j][i]) 323 return true; 324 } 325 } 326 return false; 327 } 328 329 MAPLE_EXT bool MATRIX::operator == (const MATRIX & matrix) const 330 { 331 for(int j=0;j<4;j++){ 332 for(int i=0;i<4;i++){ 333 if(m[j][i]!=matrix.m[j][i]) 334 return false; 335 } 336 } 337 return true; 338 } 339 340 MAPLE_EXT void MATRIX::concat(const MATRIX &m) 341 { 342 MATRIX temp(*this); 343 MatrixMultiply(this,&temp,&m); 344 //MatrixMultiply(this,&m,&temp); 345 } 346 347 MAPLE_EXT void MATRIX::translate(const float x,const float y,const float z) 348 { 349 MatrixTranslate(this, x, y, z); 350 } 351 MAPLE_EXT void MATRIX::scale(const float sx,const float sy,const float sz) 352 { 353 MatrixScaling(this, sx, sy, sz); 354 } 355 MAPLE_EXT void MATRIX::rotate(const float angle) 356 { 357 MatrixRotateZ(this, angle); 358 } 359 360 MAPLE_EXT void MATRIX::identity() 361 { 362 MatrixIdentity(this); 363 } 364 MAPLE_EXT void MATRIX::transport() 365 { 366 MatrixTransport(this); 367 } 368 369 MAPLE_EXT MATRIX::~MATRIX() 370 { 371 }
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