Класс, опеделяющий двумерный вектор More...

#include <Point2D.h>

Inheritance diagram for VMlib::Point2D:

Collaboration diagram for VMlib::Point2D:

Public Member Functions
	Point2D ()
	Пустой конструктор More...

	Point2D (const numvector< double, 2 > &_r)
	Конструктор и приведение типа из numvector<double, 2> More...

	Point2D (const Point2D &_r)
	Конструктор копирования More...

	Point2D (const std::initializer_list< double > &z)
	Конструктор инициализации списком More...

	~Point2D ()
	Деструктор More...

Point2D	rotated (const double angle=1.5707963267948966192313216916398) const
	Поворот вектора на произвольный угол против часовой стрелки (по умолчанию 90 градусов) More...

double &	operator[] (size_t i)

const double &	operator[] (size_t i) const

size_t	size () const

auto	operator& (const numvector< P, n > &y) const -> typename std::remove_const< decltype(this->data[0]*y[0])>::type
	Оператор "&" скалярного умножения More...

auto	operator^ (const numvector< P, 3 > &y) const -> numvector< typename std::remove_const< decltype(this->data[1]*y[2])>::type, 3 >
	Оператор "^" векторного произведения More...

auto	operator^ (const numvector< P, 2 > &y) const -> typename std::remove_const< decltype(this->data[0]*y[1])>::type
	Оператор "^" вычисления третьей компоненты векторного произведения More...

numvector< double, n > &	operator*= (P c)
	Оператор "*=" домножения вектора на действительное число More...

numvector< double, n > &	operator/= (P c)
	Оператор "/=" деления вектора на действительное число More...

numvector< double, n > &	operator+= (const numvector< P, n > &y)
	Оператор "+=" прибавления другого вектора More...

numvector< double, n > &	operator-= (const numvector< P, n > &y)
	Оператор "-=" вычитания другого вектора More...

auto	operator+ (const numvector< P, n > &y) const -> numvector< typename std::remove_const< decltype(this->data[0]+y[0])>::type, n >
	Оператор "+" сложения двух векторов More...

const numvector< double, n > &	operator+ () const
	Оператор "+" унарного плюса More...

auto	operator- (const numvector< P, n > &y) const -> numvector< typename std::remove_const< decltype(this->data[0]-y[0])>::type, n >
	Оператор "-" вычитания двух векторов More...

numvector< double, n >	operator- () const
	Оператор "-" унарного минуса More...

auto	operator* (const P c) const -> numvector< typename std::remove_const< decltype(this->data[0]*c)>::type, n >
	Оператор "*" умножения вектора на число (вектор слева, число справа) More...

bool	operator== (const numvector< P, n > &y) const
	Оператор "==" логического равенства More...

bool	operator!= (const numvector< P, n > &y) const
	Перегрузка оператора "!=" логического неравенства More...

auto	norm1 () const -> typename std::remove_const< typename std::remove_reference< decltype(this->data[0])>::type >::type
	Вычисление 1-нормы вектора More...

auto	norminf () const -> typename std::remove_const< typename std::remove_reference< decltype(this->data[0])>::type >::type
	Вычисление inf-нормы вектора More...

P	length () const
	Вычисление 2-нормы (длины) вектора More...

auto	length2 () const -> typename std::remove_const< typename std::remove_reference< decltype(this->data[0])>::type >::type
	Вычисление квадрата нормы (длины) вектора More...

auto	unit (P newlen=1) const -> numvector< typename std::remove_const< decltype(this->data[0]*newlen)>::type, n >
	Вычисление орта вектора или вектора заданной длины, коллинеарного данному More...

void	normalize (P newlen=1.0)
	Нормирование вектора на заданную длину More...

size_t	member (const P &s) const
	Проверка вхождения элемента в вектор More...

	operator std::set< P > () const
	Приведение вектора к типу std::set. More...

	operator std::vector< P > () const
	Приведение вектора к типу std::vector. More...

numvector< double, n >	rotateLeft (size_t k) const
	"Вращение" вектора на несколько позиций влево More...

numvector< double, 2 >	kcross () const
	Геометрический поворот двумерного вектора на 90 градусов More...

numvector< double, n > &	toZero (P val=0)
	Установка всех компонент вектора в константу (по умолчанию — нуль) More...

auto	dist2To (const numvector< P, n > &y) const -> typename std::remove_const< decltype(this->data[0]-y[0])>::type
	Вычисление квадрата расстояния до другой точки More...

R	distTo (const numvector< P, n > &y)
	Вычисление расстояния между двумя точками More...

Protected Attributes
double	data [n]

Detailed Description

Класс, опеделяющий двумерный вектор

Наследуется от numvector<double, 2>, имеет дополнительные возможности:

поворота на заданный угол против часовой стрелки;
генерируется MPI-описатель для возможности его пересылки как единичного объекта.

Author: Марчевский Илья Константинович 1.12

Date: 14 января 2024 г.

Definition at line 75 of file Point2D.h.

Constructor & Destructor Documentation

VMlib::Point2D::Point2D ( )

inline

Пустой конструктор

Definition at line 85 of file Point2D.h.

85 { };

VMlib::Point2D::Point2D ( const numvector< double, 2 > & _r )

inline

Конструктор и приведение типа из numvector<double, 2>

Parameters

[in] _r константная ссылка на копируемый объект типа numvector<double, 2>

Definition at line 90 of file Point2D.h.

                                                    {
             data[0] = _r[0];
             data[1] = _r[1];
         };

VMlib::Point2D::Point2D ( const Point2D & _r )

inline

Конструктор копирования

Parameters

[in] _r константная ссылка на копируемый вектор

Definition at line 98 of file Point2D.h.

                                       {
             data[0] = _r[0];
             data[1] = _r[1];
         }

Point2D::Point2D ( const std::initializer_list< double > & z )

Конструктор инициализации списком

Parameters

[in] z константная ссылка на список инициализации из чисел типа double

Warning: Длина списка инициализации не проверяется, от него берутся только 2 первых элемента

Definition at line 64 of file Point2D.cpp.

 {
     for (size_t i = 0; i < 2; ++i)
         data[i] = *(z.begin() + i);
 }//Point2D(...)

VMlib::Point2D::~Point2D ( )

inline

Деструктор

Definition at line 112 of file Point2D.h.

112 { };

Member Function Documentation

auto VMlib::numvector< double , n >::dist2To ( const numvector< P, n > & y ) const-> typename std::remove_const<decltype(this->data[0] - y[0])>::type

inlineinherited

Вычисление квадрата расстояния до другой точки

Template Parameters

P	тип данных второй точки

Parameters

[in] y константная ссылка на радиус-вектор второй точки

Returns: квадрат расстояния между точками

Definition at line 538 of file numvector.h.

         {
             return (*this - y).length2();
         }//dist2To(...)

R VMlib::numvector< double , n >::distTo ( const numvector< P, n > & y )

inlineinherited

Вычисление расстояния между двумя точками

Template Parameters

P	тип данных второй точки
R	тип данных результата (по умолчанию double)

Parameters

[in] y константная ссылка на радиус-вектор второй точки

Returns: расстояние между точками

Definition at line 551 of file numvector.h.

         {
             R res = (*this - y) & (*this - y);
             return sqrt(res);
         }//distTo(...)

numvector<double , 2> VMlib::numvector< double , n >::kcross ( ) const

inlineinherited

Геометрический поворот двумерного вектора на 90 градусов

Исходный вектор при этом не изменяется
Эквивалентно умножению слева на орт третьей оси, т.е. \( \vec k \times \vec r \)

Template Parameters

T	тип данных

Returns: новый двумерный вектор, полученный поворотом исходного на 90 градусов

Definition at line 507 of file numvector.h.

         {
             numvector<T, 2> res;
             res[0] = -this->data[1];
             res[1] =  this->data[0];
             return res;
         }//kcross()

P VMlib::numvector< double , n >::length ( ) const

inlineinherited

Вычисление 2-нормы (длины) вектора

Корень из скалярного квадрата вектора

Template Parameters

P	тип результата (по умолчанию double)

Returns: норма (длина) вектора

Definition at line 371 of file numvector.h.

         {
             P res = *this & *this;
             return sqrt(res);
         }//length()

auto VMlib::numvector< double , n >::length2 ( ) const-> typename std::remove_const<typename std::remove_reference<decltype(this->data[0])>::type>::type

inlineinherited

Вычисление квадрата нормы (длины) вектора

Скалярный квадрат вектора

Returns: квадрат нормы (длины) вектора того же типа, что и компоненты вектора

Definition at line 383 of file numvector.h.

         {
             return (*this & *this);
         }//length2()

size_t VMlib::numvector< double , n >::member ( const P & s ) const

inlineinherited

Проверка вхождения элемента в вектор

Template Parameters

P	тип данных проверяемого элемента

Parameters

[in] s проверяемый элемент

Returns: позиция первого вхождения элемента s; если не входит — возвращает (-1), приведенный к типу size_t

Definition at line 430 of file numvector.h.

         {
             for (size_t i = 0; i < n; ++i)
                 if (this->data[i] == s)
                     return i;
 
             return static_cast<size_t>(-1);
         }//member(...)

auto VMlib::numvector< double , n >::norm1 ( ) const-> typename std::remove_const<typename std::remove_reference<decltype(this->data[0])>::type>::type

inlineinherited

Вычисление 1-нормы вектора

Сумма модулей компонент вектора

Returns: 1-норма вектора

Definition at line 337 of file numvector.h.

         {
             typename std::remove_const<typename std::remove_reference<decltype(this->data[0])>::type>::type res = 0;
             for (size_t i = 0; i < n; ++i)
                 res += abs(this->data[i]);
             return res;
         }//norm1()

void VMlib::numvector< double , n >::normalize ( P newlen = 1.0 )

inlineinherited

Нормирование вектора на заданную длину

Если в качестве новой длины указано отрицательное число — у вектора будет изменено направление

Template Parameters

P	тип числа, задающего длину вектора

Parameters

[in] newlen новая длина вектора (по умолчанию 1.0)

Warning: Работает корректно только для векторов с компонентами типа float и double

Definition at line 416 of file numvector.h.

         {
             auto ilen = static_cast<decltype(this->data[0] * newlen)>(newlen / std::max(this->length(), 1e-16));
             *this *= ilen;
         }//normalize(...)

auto VMlib::numvector< double , n >::norminf ( ) const-> typename std::remove_const<typename std::remove_reference<decltype(this->data[0])>::type>::type

inlineinherited

Вычисление inf-нормы вектора

Наибольшая по модулю компонента вектора

Returns: inf-норма вектора

Definition at line 351 of file numvector.h.

         {
             typename std::remove_const<typename std::remove_reference<decltype(this->data[0])>::type>::type res = 0;
             for (size_t i = 0; i < n; ++i)
             {
                 if (abs(this->data[i]) > res)
                     res = abs(this->data[i]);
             }
             return res;
         }//norminf()

VMlib::numvector< double , n >::operator std::set< P > ( ) const

inlineinherited

Приведение вектора к типу std::set.

Template Parameters

P	тип данных компонент множества

Returns: множество типа std::set, состоящее из тех же элементов, что исходный вектор

Definition at line 446 of file numvector.h.

         {
             std::set<P> newset;
             for (size_t i = 0; i < n; ++i)
                 newset.insert(this->data[i]);
             return newset;
         }//toSet()

VMlib::numvector< double , n >::operator std::vector< P > ( ) const

inlineinherited

Приведение вектора к типу std::vector.

Template Parameters

P	тип данных компонент std::vector

Returns: вектор типа std::vector, состоящий из тех же элементов, что исходный вектор

Definition at line 460 of file numvector.h.

         {
             std::vector<P> vec;
             vec.reserve(n);
             for (size_t i = 0; i < n; ++i)
                 vec.push_back(this->data[i]);
             return vec;
         }

bool VMlib::numvector< double , n >::operator!= ( const numvector< P, n > & y ) const

inlineinherited

Перегрузка оператора "!=" логического неравенства

Template Parameters

P	тип данных компонент вектора, с которым производится сравнение
n	длина вектора

Parameters

[in] y константная ссылка на сравниваемый вектор

Returns: true, если векторы различаются, false в противном случае

Definition at line 324 of file numvector.h.

         {
             return !(*this == y);
         }//operator!=(...)

auto VMlib::numvector< double , n >::operator& ( const numvector< P, n > & y ) const-> typename std::remove_const<decltype(this->data[0] * y[0])>::type

inlineinherited

Оператор "&" скалярного умножения

Template Parameters

P	тип данных компонент вектора - второго сомножителя
n	длина обоих векторов

Parameters

[in] y константная ссылка на второй множитель

Returns: результат вычисления скалярного произведения, приведенный к нужному типу

Definition at line 123 of file numvector.h.

         {
             typename std::remove_const<decltype(this->data[0] * y[0])>::type res = 0;
             for (size_t j = 0; j < n; ++j)
                 res += this->data[j] * y[j];
             return res;
         }//operator&(...)

auto VMlib::numvector< double , n >::operator* ( const P c ) const-> numvector<typename std::remove_const<decltype(this->data[0] * c)>::type, n>

inlineinherited

Оператор "*" умножения вектора на число (вектор слева, число справа)

Template Parameters

P	тип данных множителя
n	длина вектора

Parameters

[in] c число-множитель

Returns: результат умножения вектора на число, приведенный к соответствующему типу

Definition at line 267 of file numvector.h.

         {
             numvector<typename std::remove_const<decltype(this->data[0] * c)>::type, n> res;
             for (size_t i = 0; i < n; ++i)
                 res[i] = c * this->data[i];
             return res;
         }//operator*(...)

numvector<double , n>& VMlib::numvector< double , n >::operator*= ( P c )

inlineinherited

Оператор "*=" домножения вектора на действительное число

Template Parameters

T	тип данных компонент вектора
P	тип данных множителя
n	длина вектора

Parameters

[in] c числовой множитель типа, приводимого к типу компонент вектора

Returns: ссылку на самого себя после домножения на число

Definition at line 172 of file numvector.h.

         {
             for (size_t i = 0; i < n; ++i)
                 this->data[i] *= c;
             return *this;
         }//operator*=(...)

auto VMlib::numvector< double , n >::operator+ ( const numvector< P, n > & y ) const-> numvector<typename std::remove_const<decltype(this->data[0] + y[0])>::type, n>

inlineinherited

Оператор "+" сложения двух векторов

Template Parameters

P	тип данных компонент вектора - второго слагаемого
n	длина вектора

Parameters

[in] y константная ссылка на прибавляемый вектор

Returns: результат сложения двух векторов, приведенный к нужному типу

Definition at line 235 of file numvector.h.

         {
             numvector<typename std::remove_const<decltype(this->data[0] + y[0])>::type, n> res;
             for (size_t i = 0; i < n; ++i)
                 res[i] = this->data[i] + y[i];
             return res;
         }//operator+(...)

const numvector<double , n>& VMlib::numvector< double , n >::operator+ ( ) const

inlineinherited

Оператор "+" унарного плюса

Template Parameters

T	тип данных компонент вектора
n	длина вектора

Returns: константную ссылку на самого себя

Definition at line 295 of file numvector.h.

         {
             return *this;
         }//operator+()

numvector<double , n>& VMlib::numvector< double , n >::operator+= ( const numvector< P, n > & y )

inlineinherited

Оператор "+=" прибавления другого вектора

Template Parameters

T	тип данных компонент вектора
P	тип данных компонент прибавляемого вектора
n	длина вектора

Parameters

[in] y константная ссылка на прибавляемый вектор

Returns: ссылку на самого себя после сложения с другим вектором

Definition at line 204 of file numvector.h.

         {
             for (size_t i = 0; i < n; ++i)
                 this->data[i] += y[i];
             return *this;
         }//operator+=(...)

auto VMlib::numvector< double , n >::operator- ( const numvector< P, n > & y ) const-> numvector<typename std::remove_const<decltype(this->data[0] - y[0])>::type, n>

inlineinherited

Оператор "-" вычитания двух векторов

Template Parameters

P	тип данных компонент вектора - вычитаемого
n	длина вектора

Parameters

[in] y константная ссылка на вычитаемый вектор

Returns: результат вычитания двух векторов, приведенный к нужному типу

Definition at line 251 of file numvector.h.

         {
             numvector<typename std::remove_const<decltype(this->data[0] - y[0])>::type, n> res;
             for (size_t i = 0; i < n; ++i)
                 res[i] = this->data[i] - y[i];
             return res;
         }//operator-(...)

numvector<double , n> VMlib::numvector< double , n >::operator- ( ) const

inlineinherited

Оператор "-" унарного минуса

Template Parameters

T	тип данных компонент вектора
n	длина вектора

Returns: противоположный вектор

Definition at line 281 of file numvector.h.

         {
             numvector<T, n> res;
             for (size_t i = 0; i < n; ++i)
                 res[i] = -this->data[i];
             return res;
         }//operator-()

numvector<double , n>& VMlib::numvector< double , n >::operator-= ( const numvector< P, n > & y )

inlineinherited

Оператор "-=" вычитания другого вектора

Template Parameters

T	тип данных компонент вектора
P	тип данных компонент вычитаемого вектора
n	длина вектора

Parameters

[in] y константная ссылка на вычитаемый вектор

Returns: ссылка на самого себя после вычитания другого вектора

Definition at line 220 of file numvector.h.

         {
             for (size_t i = 0; i < n; ++i)
                 this->data[i] -= y[i];
             return *this;
         }//operator-=(...)

numvector<double , n>& VMlib::numvector< double , n >::operator/= ( P c )

inlineinherited

Оператор "/=" деления вектора на действительное число

Template Parameters

T	тип данных компонент вектора
P	тип данных множителя
n	длина вектора

Parameters

[in] c числовой делитель типа, приводимого к типу компонент вектора

Returns: ссылку на самого себя после деления на число

Definition at line 188 of file numvector.h.

         {
             for (size_t i = 0; i < n; ++i)
                 this->data[i] /= c;
             return *this;
         }//operator/=(...)

bool VMlib::numvector< double , n >::operator== ( const numvector< P, n > & y ) const

inlineinherited

Оператор "==" логического равенства

Template Parameters

P	тип данных компонент вектора, с которым производится сравнение
n	длина вектора

Parameters

[in] y константная ссылка на сравниваемый вектор

Returns: true, если векторы одинаковые, false в противном случае

Definition at line 308 of file numvector.h.

         {
             for (size_t i = 0; i < n; ++i)
                 if (this->data[i] != y[i])
                     return false;
             return true;
         }//operator==(...)

double & VMlib::numvector< double , n >::operator[] ( size_t i )

inlineinherited

Definition at line 101 of file numvector.h.

         {
             return this->data[i];
         }

const double & VMlib::numvector< double , n >::operator[] ( size_t i ) const

inlineinherited

Definition at line 106 of file numvector.h.

         {
             return this->data[i];
         }

auto VMlib::numvector< double , n >::operator^ ( const numvector< P, 3 > & y ) const-> numvector<typename std::remove_const<decltype(this->data[1] * y[2])>::type, 3>

inlineinherited

Оператор "^" векторного произведения

Определен только для трехмерных векторов

Template Parameters

P	тип данных компонент вектора - второго сомножителя

Parameters

[in] y константная ссылка на второй множитель

Returns: результат вычисления векторного произведения, приведенный к нужному типу

Definition at line 140 of file numvector.h.

         {
             numvector<typename std::remove_const<decltype(this->data[1] * y[2])>::type, 3> vec;
             vec[0] = this->data[1] * y[2] - this->data[2] * y[1];
             vec[1] = this->data[2] * y[0] - this->data[0] * y[2];
             vec[2] = this->data[0] * y[1] - this->data[1] * y[0];
             return vec;
         }//operator^(...)

auto VMlib::numvector< double , n >::operator^ ( const numvector< P, 2 > & y ) const-> typename std::remove_const<decltype(this->data[0] * y[1])>::type

inlineinherited

Оператор "^" вычисления третьей компоненты векторного произведения

Определен только для двумерных векторов

Template Parameters

P	тип данных компонент вектора - второго множителя

Parameters

[in] y константная ссылка на второй множитель

Returns: результат вычисления третьей компоненты векторного произведения двух двумерных векторов, приведенный к нужному типу

Definition at line 158 of file numvector.h.

         {
             return (this->data[0] * y[1] - this->data[1] * y[0]);
         }//operator^(...)

Point2D VMlib::Point2D::rotated ( const double angle = 1.5707963267948966192313216916398 ) const

inline

Поворот вектора на произвольный угол против часовой стрелки (по умолчанию 90 градусов)

Parameters

[in] angle угол поворота в радианах (по умолчанию \( \frac{\pi}{2} \))

Returns: новый вектор, полученный поворотом старого

Definition at line 118 of file Point2D.h.

                                                                                          {
             Point2D res;
             double cosa = cos(angle);
             double sina = sin(angle);
 
             res[0] = data[0] * cosa - data[1] * sina;
             res[1] = data[0] * sina + data[1] * cosa;
             return res;
         }

Here is the caller graph for this function:

numvector<double , n> VMlib::numvector< double , n >::rotateLeft ( size_t k ) const

inlineinherited

"Вращение" вектора на несколько позиций влево

Исходный вектор при этом не изменяется

Template Parameters

T	тип данных компонент вектора
n	длина вектора

Parameters

[in] k количество позиций, на которые производится "вращение"

Returns: вектор, полученный "вращением" исходного на k позиций влево

Definition at line 478 of file numvector.h.

         {
             if (k > n)
                 throw;
 
             if (k == n)
                 return *this;
 
             numvector<T, n> res;
 
             //for (size_t i = 0; i < n; ++i) 
             //  res[i] = r[(i + k) % n];
 
             for (size_t i = 0; i < n - k; ++i)
                 res[i] = this->data[i + k];
             for (size_t i = n - k; i < n; ++i)
                 res[i] = this->data[i + k - n];
             return res;
         }//rotateLeft(...)

size_t VMlib::numvector< double , n >::size ( ) const

inlineinherited

Definition at line 111 of file numvector.h.

         {
             return n;
         }

numvector<double , n>& VMlib::numvector< double , n >::toZero ( P val = 0 )

inlineinherited

Установка всех компонент вектора в константу (по умолчанию — нуль)

Template Parameters

T	тип данных компонент вектора
P	тип данных константы
n	длина вектора

Parameters

[in] val константа, значению которой приравниваются все компоненты вектора (по умолчанию 0)

Returns: ссылка на сам вектор

Definition at line 524 of file numvector.h.

         {
             for (size_t i = 0; i < n; ++i)
                 this->data[i] = val;
             return *this;
         }

auto VMlib::numvector< double , n >::unit ( P newlen = 1 ) const-> numvector<typename std::remove_const<decltype(this->data[0] * newlen)>::type, n>

inlineinherited

Вычисление орта вектора или вектора заданной длины, коллинеарного данному

Если в качестве новой длины указано отрицательное число — вектор будет противоположно направленным

Template Parameters

P	тип числа, задающего длину вектора

Parameters

[in] newlen длина получаемого вектора (по умолчанию 1.0)

Returns: вектор, коллинеарный исходному, заданной длины (по умолчанию 1.0)

Warning: для получения float-орта от вектора с компонентами типа float или целыми нужно явно указать параметр 1.0f

Definition at line 399 of file numvector.h.

         {
             auto ilen = static_cast<decltype(this->data[0] * newlen)>(newlen / std::max(this->length(), 1e-16));
             return (*this * ilen);
         }//unit(...)

Member Data Documentation

double VMlib::numvector< double , n >::data[n]

protectedinherited

Definition at line 98 of file numvector.h.

The documentation for this class was generated from the following files:

VMlib/Point2D/Point2D.h
VMlib/Point2D/Point2D.cpp

Public Member Functions

Protected Attributes

Detailed Description

Constructor & Destructor Documentation

Member Function Documentation

Member Data Documentation