一个可复用的C++ 3阶实方阵类和4阶实方阵类（兼容与扩展了DX中的4阶实方阵类）；四元数(quaternion)模板类的使用

2024-05-13 18:48
文章标签 模板 c++ 使用 扩展 复用 兼容 方阵 四元 dx quaternion 阶实

本文主要是介绍一个可复用的C++ 3阶实方阵类和4阶实方阵类（兼容与扩展了DX中的4阶实方阵类）；四元数(quaternion)模板类的使用，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！


一个可复用的C++ 3阶实方阵类和4阶实方阵类（兼容与扩展了DX中的4阶实方阵类）
部分DX矩阵函数的实现
namespace Han
{
 FLOAT WINAPI D3DXMatrixDeterminant(CONST D3DXMATRIX *pM)
{
     D3DXMATRIX mtx=*pM;
     FLOAT ret=Bsdet(&mtx(0,0),4);//第一个参数是输入输出参数
     return ret;
}
D3DXMATRIX* D3DXMatrixIdentity(D3DXMATRIX *pOut)
{
//identity matrix
memset(pOut,0,sizeof(D3DXMATRIX));
pOut->m[0][0]=1;
pOut->m[1][1]=1;
pOut->m[2][2]=1;
pOut->m[3][3]=1;
return pOut;
}
//Build a matrix which scales by (sx,sy,sz)
D3DXMATRIX* D3DXMatrixScaling(D3DXMATRIX *pOut,FLOAT sx,FLOAT sy,FLOAT sz)
{
//创建一个沿着X，Y和Z轴方向缩放矩阵
memset(pOut,0,sizeof(D3DXMATRIX));
pOut->m[0][0]=sx;
pOut->m[1][1]=sy;
pOut->m[2][2]=sz;
pOut->m[3][3]=1;
return pOut;
}
//Build a matrix which translates by (x,y,z)
D3DXMATRIX* D3DXMatrixTranslation(D3DXMATRIX *pOut,FLOAT x,FLOAT y,FLOAT z)
{
//创建一个沿着X，Y和Z轴方向平移矩阵
memset(pOut,0,sizeof(D3DXMATRIX));
pOut->m[0][0]=1;
pOut->m[1][1]=1;
pOut->m[2][2]=1;
pOut->m[3][3]=1;
pOut->m[3][0]=x;
pOut->m[3][1]=y;
pOut->m[3][2]=z;
return pOut;
}
//Build a matrix which rotates around the X axis
D3DXMATRIX* D3DXMatrixRotationX(D3DXMATRIX *pOut,FLOAT Angle)
{
//创建一个绕X轴旋转Angle弧度的旋转矩阵
memset(pOut,0,sizeof(D3DXMATRIX));
pOut->m[0][0]=1;
pOut->m[1][1]=cos(Angle);
pOut->m[2][2]=cos(Angle);
pOut->m[3][3]=1;
pOut->m[1][2]=sin(Angle);
pOut->m[2][1]=-sin(Angle);
return pOut;
}
//Build a matrix which rotates around the Y axis
D3DXMATRIX* D3DXMatrixRotationY(D3DXMATRIX *pOut,FLOAT Angle)
{
//创建一个绕Y轴旋转Angle弧度的旋转矩阵
memset(pOut,0,sizeof(D3DXMATRIX));
pOut->m[0][0]=cos(Angle);
pOut->m[1][1]=1;
pOut->m[2][2]=cos(Angle);
pOut->m[3][3]=1;
pOut->m[0][2]=-sin(Angle);
pOut->m[2][0]=sin(Angle);
return pOut;
}
//Build a matrix which rotates around the Z axis
D3DXMATRIX* D3DXMatrixRotationZ(D3DXMATRIX *pOut,FLOAT Angle)
{
//创建一个绕Z轴旋转Angle弧度的旋转矩阵
memset(pOut,0,sizeof(D3DXMATRIX));
pOut->m[0][0]=cos(Angle);
pOut->m[1][1]=cos(Angle);
pOut->m[2][2]=1;
pOut->m[3][3]=1;
pOut->m[0][1]=sin(Angle);
pOut->m[1][0]=-sin(Angle);
return pOut;
}
//Transform (x,y,z,1) by matrix
D3DXVECTOR4* D3DXVec3Transform(D3DXVECTOR4 *pOut,CONST D3DXVECTOR4 *pV,CONST D3DXMATRIX *pM)
{
#if 1
//MV
D3DXVECTOR4 v(pV->x,pV->y,pV->z,1);
pOut->x=(*pM)(0,0)*v.x+(*pM)(0,1)*v.y+(*pM)(0,2)*v.z+(*pM)(0,3)*v.w;
pOut->y=(*pM)(1,0)*v.x+(*pM)(1,1)*v.y+(*pM)(1,2)*v.z+(*pM)(1,3)*v.w;
pOut->z=(*pM)(2,0)*v.x+(*pM)(2,1)*v.y+(*pM)(2,2)*v.z+(*pM)(2,3)*v.w;
pOut->w=(*pM)(3,0)*v.x+(*pM)(3,1)*v.y+(*pM)(3,2)*v.z+(*pM)(3,3)*v.w;
return pOut;
#else
//VM
D3DXVECTOR4 v(pV->x,pV->y,pV->z,1);
pOut->x=(*pM)(0,0)*v.x+(*pM)(1,0)*v.y+(*pM)(2,0)*v.z+(*pM)(3,0)*v.w;
pOut->y=(*pM)(0,1)*v.x+(*pM)(1,1)*v.y+(*pM)(2,1)*v.z+(*pM)(3,1)*v.w;
pOut->z=(*pM)(0,2)*v.x+(*pM)(1,2)*v.y+(*pM)(2,2)*v.z+(*pM)(3,2)*v.w;
pOut->w=(*pM)(0,3)*v.x+(*pM)(1,3)*v.y+(*pM)(2,3)*v.z+(*pM)(3,3)*v.w;
return pOut;
#endif
return NULL;
}
};
----实矩阵乘法----
-3,1,-1,
-7,5,-1,
-6,6,-2,
-3,1,-1,
-7,5,-1,
-6,6,-2,
8,-4,4,
-8,12,4,
-12,12,4,
----实矩阵求逆----
-0.25,-0.25,0.25,
-0.5,3.47694e-008,0.25,
-0.75,0.75,-0.5,
-3,1,-1,
-7,5,-1,
-6,6,-2,
----实矩阵求行列式的值----
16
16
// 矩阵标准API（实矩阵相乘，Bsdet求实方阵的行列式值，求实方阵的逆）的C++封装，一个可复用的C++ 3阶方阵类
//
#include"stdafx.h"
#include<cmath>
#include<iostream>
using namespace std;
template<class T>
void __stdcall Brmul(T *a,T *b,int m,int n,int k,T *c)
{
 int i,j,l,u;
 for (i=0; i<=m-1; i++)
  for (j=0; j<=k-1; j++)
  {
   u=i*k+j;
   c[u]=0.0;
   for(l=0; l<=n-1; l++)
    c[u]=c[u]+a[i*n+l]*b[l*k+j];
  }
  return;
}
template<class T>
//第一个参数是输入输出参数
T __stdcall Bsdet(T *a,int n)
{
 int i,j,k,is,js,l,u,v;
 T f,det,q,d;
 f=1.0; det=1.0;
 for (k=0; k<=n-2; k++)
 {
  q=0.0;
  for (i=k; i<=n-1; i++)
   for (j=k; j<=n-1; j++)
   {
    l=i*n+j;
    d=fabs(a[l]);
    if (d>q)
    {
     q=d;
     is=i;
     js=j;
    }
   }
   if(q+1.0==1.0)
   {
    det=0.0;
    return(det);
   }
   if(is!=k)
   {
    f=-f;
    for (j=k; j<=n-1; j++)
    {
     u=k*n+j;
     v=is*n+j;
     d=a[u];
     a[u]=a[v];
     a[v]=d;
    }
   }
   if(js!=k)
   {
    f=-f;
    for (i=k; i<=n-1; i++)
    {
     u=i*n+js;
     v=i*n+k;
     d=a[u];
     a[u]=a[v];
     a[v]=d;
    }
   }
   l=k*n+k;
   det=det*a[l];
   for (i=k+1; i<=n-1; i++)
   {
    d=a[i*n+k]/a[l];
    for (j=k+1; j<=n-1; j++)
    {
     u=i*n+j;
     a[u]=a[u]-d*a[k*n+j];
    }
   }
 }
 det=f*det*a[n*n-1];
 return(det);
}
template<class T>
int __stdcall Brinv(T *a,int n)
{
 int *is,*js,i,j,k,l,u,v;
 T d,p;
 is=(int*)malloc(n*sizeof(int));
 js=(int*)malloc(n*sizeof(int));
 for (k=0; k<=n-1; k++)
 {
  d=0.0;
  for (i=k; i<=n-1; i++)
   for (j=k; j<=n-1; j++)
   {
    l=i*n+j;
    p=fabs(a[l]);
    if (p>d)
    {
     d=p;
     is[k]=i;
     js[k]=j;
    }
   }
   if (d+1.0==1.0)
   {
    free(is);
    free(js);
    printf("err**not inv\n");
    return(0);
   }
   if (is[k]!=k)
    for (j=0; j<=n-1; j++)
    {
     u=k*n+j;
     v=is[k]*n+j;
     p=a[u];
     a[u]=a[v];
     a[v]=p;
    }
    if (js[k]!=k)
     for (i=0; i<=n-1; i++)
     {
      u=i*n+k;
      v=i*n+js[k];
      p=a[u];
      a[u]=a[v];
      a[v]=p;
     }
     l=k*n+k;
     a[l]=1.0/a[l];
     for (j=0; j<=n-1; j++)
      if (j!=k)
      {
       u=k*n+j;
       a[u]=a[u]*a[l];
      }
      for (i=0; i<=n-1; i++)
       if (i!=k)
        for (j=0; j<=n-1; j++)
         if (j!=k)
         {
          u=i*n+j;
          a[u]=a[u]-a[i*n+k]*a[k*n+j];
         }
         for (i=0; i<=n-1; i++)
          if (i!=k)
          {
           u=i*n+k;
           a[u]=-a[u]*a[l];
          }
 }
 for(k=n-1; k>=0; k--)
 {
  if (js[k]!=k)
   for (j=0; j<=n-1; j++)
   {
    u=k*n+j;
    v=js[k]*n+j;
    p=a[u];
    a[u]=a[v];
    a[v]=p;
   }
   if (is[k]!=k)
    for (i=0; i<=n-1; i++)
    {
     u=i*n+k;
     v=i*n+is[k];
     p=a[u];
     a[u]=a[v];
     a[v]=p;
    }
 }
 free(is);
 free(js);
 return(1);
}
 
// From gamasutra. This file may follow different licence features.
// A floating point number
//
typedef float SCALAR;
//
// A 3D vector
//
class VECTOR
{
public:
 SCALAR x,y,z; //x,y,z coordinates
public:
 VECTOR() : x(0), y(0), z(0) {}
 VECTOR( const SCALAR& a, const SCALAR& b, const SCALAR& c ) : x(a), y(b), z(c) {}
 //index a component
 //NOTE: returning a reference allows
 //you to assign the indexed element
 SCALAR& operator [] ( const long i )
 {
  return *((&x) + i);
 }
//compare

这篇关于一个可复用的C++ 3阶实方阵类和4阶实方阵类（兼容与扩展了DX中的4阶实方阵类）；四元数(quaternion)模板类的使用的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！


http://www.chinasem.cn/article/986525。

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