simgear/math/point3d.hxx

   1 /**
   2  * \file point3d.hxx
   3  * A 3d point class (depricated).  This class is depricated and we are
   4  * in the process of removing all usage of it in favor of plib's "sg"
   5  * library of point, vector, and math routines.  Plib's sg lib is less
   6  * object oriented, but integrates more seamlessly with opengl.
   7  *
   8  * Adapted from algebra3 by Jean-Francois Doue, started October 1998.
   9  */
  10
  11 // Copyright (C) 1998  Curtis L. Olson  - curt@me.umn.edu
  12 //
  13 // This library is free software; you can redistribute it and/or
  14 // modify it under the terms of the GNU Library General Public
  15 // License as published by the Free Software Foundation; either
  16 // version 2 of the License, or (at your option) any later version.
  17 //
  18 // This library is distributed in the hope that it will be useful,
  19 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  20 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  21 // Library General Public License for more details.
  22 //
  23 // You should have received a copy of the GNU Library General Public
  24 // License along with this library; if not, write to the
  25 // Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330,
  26 // Boston, MA  02111-1307, USA.
  27 //
  28 // $Id$
  29
  30
  31 #ifndef _POINT3D_HXX
  32 #define _POINT3D_HXX
  33
  34
  35 #ifndef __cplusplus
  36 # error This library requires C++
  37 #endif
  38
  39 #include <simgear/compiler.h>
  40
  41 #ifdef SG_MATH_EXCEPTION_CLASH
  42 # define exception c_exception
  43 #endif
  44
  45 #ifdef SG_HAVE_STD_INCLUDES
  46 # include <iostream>
  47 # include <cassert>
  48 # include <cmath>
  49 #else
  50 # include <iostream.h>
  51 # include <assert.h>
  52 # include <math.h>
  53 #endif
  54
  55 #include <simgear/math/localconsts.hxx>
  56
  57 // I don't understand ... <math.h> or <cmath> should be included
  58 // already depending on how you defined SG_HAVE_STD_INCLUDES, but I
  59 // can go ahead and add this -- CLO
  60 #ifdef __MWERKS__
  61 SG_USING_NAMESPACE(std);
  62 #endif
  63
  64 SG_USING_STD(ostream);
  65 SG_USING_STD(istream);
  66
  67
  68 const double fgPoint3_Epsilon = 0.0000001;
  69
  70 enum {PX, PY, PZ};                  // axes
  71
  72 // Kludge for msvc++ 6.0 - requires forward decls of friend functions.
  73 class Point3D;
  74 istream& operator>> ( istream&, Point3D& );
  75 ostream& operator<< ( ostream&, const Point3D& );
  76 Point3D operator- (const Point3D& p);               // -p1
  77 bool operator== (const Point3D& a, const Point3D& b);  // p1 == p2?
  78
  79
  80 /**
  81  * 3D Point class.
  82  */
  83
  84 class Point3D {
  85
  86 protected:
  87
  88     double n[3];
  89
  90 public:
  91
  92     /** Default constructor */
  93     Point3D();
  94     Point3D(const double x, const double y, const double z);
  95     explicit Point3D(const double d);
  96     Point3D(const Point3D &p);
  97
  98     // Assignment operators
  99
 100     Point3D& operator = ( const Point3D& p );    // assignment of a Point3D
 101     Point3D& operator += ( const Point3D& p );   // incrementation by a Point3D
 102     Point3D& operator -= ( const Point3D& p );   // decrementation by a Point3D
 103     Point3D& operator *= ( const double d );     // multiplication by a constant
 104     Point3D& operator /= ( const double d );     // division by a constant
 105
 106     void setx(const double x);
 107     void sety(const double y);
 108     void setz(const double z);
 109     void setlon(const double x);
 110     void setlat(const double y);
 111     void setradius(const double z);
 112     void setelev(const double z);
 113
 114     // Queries
 115
 116     double& operator [] ( int i);                // indexing
 117     double operator[] (int i) const;             // read-only indexing
 118
 119     inline const double *get_n() const { return n; };
 120     double x() const;      // cartesian x
 121     double y() const;      // cartesian y
 122     double z() const;      // cartesian z
 123
 124     double lon() const;    // polar longitude
 125     double lat() const;    // polar latitude
 126     double radius() const; // polar radius
 127     double elev() const;   // geodetic elevation (if specifying a surface point)
 128
 129     // friends
 130     friend Point3D operator - (const Point3D& p);                   // -p1
 131     friend bool operator == (const Point3D& a, const Point3D& b);  // p1 == p2?
 132     friend istream& operator>> ( istream&, Point3D& );
 133     friend ostream& operator<< ( ostream&, const Point3D& );
 134
 135     // Special functions
 136     double distance3D(const Point3D& a) const;        // distance between
 137     double distance3Dsquared(const Point3D& a) const; // distance between ^ 2
 138 };
 139
 140
 141 // input from stream
 142 inline istream&
 143 operator >> ( istream& in, Point3D& p)
 144 {
 145     char c;
 146
 147     in >> p.n[PX];
 148
 149     // read past optional comma
 150     while ( in.get(c) ) {
 151         if ( (c != ' ') && (c != ',') ) {
 152             // push back on the stream
 153             in.putback(c);
 154             break;
 155         }
 156     }
 157
 158     in >> p.n[PY];
 159
 160     // read past optional comma
 161     while ( in.get(c) ) {
 162         if ( (c != ' ') && (c != ',') ) {
 163             // push back on the stream
 164             in.putback(c);
 165             break;
 166         }
 167     }
 168
 169     in >> p.n[PZ];
 170
 171     return in;
 172 }
 173
 174 inline ostream&
 175 operator<< ( ostream& out, const Point3D& p )
 176 {
 177     return out << p.n[PX] << ", " << p.n[PY] << ", " << p.n[PZ];
 178 }
 179
 180 ///////////////////////////
 181 //
 182 // Point3D Member functions
 183 //
 184 ///////////////////////////
 185
 186 // CONSTRUCTORS
 187
 188 inline Point3D::Point3D() {}
 189
 190 inline Point3D::Point3D(const double x, const double y, const double z)
 191 {
 192     n[PX] = x; n[PY] = y; n[PZ] = z;
 193 }
 194
 195 inline Point3D::Point3D(const double d)
 196 {
 197     n[PX] = n[PY] = n[PZ] = d;
 198 }
 199
 200 inline Point3D::Point3D(const Point3D& p)
 201 {
 202     n[PX] = p.n[PX]; n[PY] = p.n[PY]; n[PZ] = p.n[PZ];
 203 }
 204
 205 // ASSIGNMENT OPERATORS
 206
 207 inline Point3D& Point3D::operator = (const Point3D& p)
 208 {
 209     n[PX] = p.n[PX]; n[PY] = p.n[PY]; n[PZ] = p.n[PZ]; return *this;
 210 }
 211
 212 inline Point3D& Point3D::operator += ( const Point3D& p )
 213 {
 214     n[PX] += p.n[PX]; n[PY] += p.n[PY]; n[PZ] += p.n[PZ]; return *this;
 215 }
 216
 217 inline Point3D& Point3D::operator -= ( const Point3D& p )
 218 {
 219     n[PX] -= p.n[PX]; n[PY] -= p.n[PY]; n[PZ] -= p.n[PZ]; return *this;
 220 }
 221
 222 inline Point3D& Point3D::operator *= ( const double d )
 223 {
 224     n[PX] *= d; n[PY] *= d; n[PZ] *= d; return *this;
 225 }
 226
 227 inline Point3D& Point3D::operator /= ( const double d )
 228 {
 229     double d_inv = 1./d; n[PX] *= d_inv; n[PY] *= d_inv; n[PZ] *= d_inv;
 230     return *this;
 231 }
 232
 233 inline void Point3D::setx(const double x) {
 234     n[PX] = x;
 235 }
 236
 237 inline void Point3D::sety(const double y) {
 238     n[PY] = y;
 239 }
 240
 241 inline void Point3D::setz(const double z) {
 242     n[PZ] = z;
 243 }
 244
 245 inline void Point3D::setlon(const double x) {
 246     n[PX] = x;
 247 }
 248
 249 inline void Point3D::setlat(const double y) {
 250     n[PY] = y;
 251 }
 252
 253 inline void Point3D::setradius(const double z) {
 254     n[PZ] = z;
 255 }
 256
 257 inline void Point3D::setelev(const double z) {
 258     n[PZ] = z;
 259 }
 260
 261 // QUERIES
 262
 263 inline double& Point3D::operator [] ( int i)
 264 {
 265     assert(! (i < PX || i > PZ));
 266     return n[i];
 267 }
 268
 269 inline double Point3D::operator [] ( int i) const {
 270     assert(! (i < PX || i > PZ));
 271     return n[i];
 272 }
 273
 274
 275 inline double Point3D::x() const { return n[PX]; }
 276
 277 inline double Point3D::y() const { return n[PY]; }
 278
 279 inline double Point3D::z() const { return n[PZ]; }
 280
 281 inline double Point3D::lon() const { return n[PX]; }
 282
 283 inline double Point3D::lat() const { return n[PY]; }
 284
 285 inline double Point3D::radius() const { return n[PZ]; }
 286
 287 inline double Point3D::elev() const { return n[PZ]; }
 288
 289
 290 // FRIENDS
 291
 292 inline Point3D operator - (const Point3D& a)
 293 {
 294     return Point3D(-a.n[PX],-a.n[PY],-a.n[PZ]);
 295 }
 296
 297 inline Point3D operator + (const Point3D& a, const Point3D& b)
 298 {
 299     return Point3D(a) += b;
 300 }
 301
 302 inline Point3D operator - (const Point3D& a, const Point3D& b)
 303 {
 304     return Point3D(a) -= b;
 305 }
 306
 307 inline Point3D operator * (const Point3D& a, const double d)
 308 {
 309     return Point3D(a) *= d;
 310 }
 311
 312 inline Point3D operator * (const double d, const Point3D& a)
 313 {
 314     return a*d;
 315 }
 316
 317 inline Point3D operator / (const Point3D& a, const double d)
 318 {
 319     return Point3D(a) *= (1.0 / d );
 320 }
 321
 322 inline bool operator == (const Point3D& a, const Point3D& b)
 323 {
 324     return
 325         fabs(a.n[PX] - b.n[PX]) < fgPoint3_Epsilon &&
 326         fabs(a.n[PY] - b.n[PY]) < fgPoint3_Epsilon &&
 327         fabs(a.n[PZ] - b.n[PZ]) < fgPoint3_Epsilon;
 328 }
 329
 330 inline bool operator != (const Point3D& a, const Point3D& b)
 331 {
 332     return !(a == b);
 333 }
 334
 335 // Special functions
 336
 337 inline double
 338 Point3D::distance3D(const Point3D& a ) const
 339 {
 340     double x, y, z;
 341
 342     x = n[PX] - a.n[PX];
 343     y = n[PY] - a.n[PY];
 344     z = n[PZ] - a.n[PZ];
 345
 346     return sqrt(x*x + y*y + z*z);
 347 }
 348
 349
 350 inline double
 351 Point3D::distance3Dsquared(const Point3D& a ) const
 352 {
 353     double x, y, z;
 354
 355     x = n[PX] - a.n[PX];
 356     y = n[PY] - a.n[PY];
 357     z = n[PZ] - a.n[PZ];
 358
 359     return(x*x + y*y + z*z);
 360 }
 361
 362
 363 #endif // _POINT3D_HXX
 364
 365