C++实现一个Vector3空间向量类（转）

转自：http://www.2cto.com/kf/201311/260139.html

ector2,3,4类在DirectX中都有现成的可以调用，不过要实现其中的功能其实也不难，也都是一些简单的数学知识罢了。

本文用C++实现一个简单的Vector3类的功能，暂时有的功能是：

1 + - * /算术运算

2 向量的数量积，又叫：点乘

3 向量的向量积，又叫：叉乘

4 向量单位化（normalization)

 

[cpp] 

//Vecotr3.h  

#pragma once  

  

extern const double uZero;  

  

class Vector3  

{  

    float x, y, z;  

public:  

    Vector3():x(0), y(0), z(0){}  

    Vector3(float x1, float y1, float z1):x(x1), y(y1), z(z1){}  

    Vector3(const Vector3 &v);  

    ~Vector3();  

    void operator=(const Vector3 &v);  

    Vector3 operator+(const Vector3 &v);  

    Vector3 operator-(const Vector3 &v);  

    Vector3 operator/(const Vector3 &v);  

    Vector3 operator*(const Vector3 &v);  

    Vector3 operator+(float f);  

    Vector3 operator-(float f);  

    Vector3 operator/(float f);  

    Vector3 operator*(float f);  

    float dot(const Vector3 &v);  

    float length();  

    void normalize();  

    Vector3 crossProduct(const Vector3 &v);  

    void printVec3();  

};  

[cpp]  

//Vector3.cpp  

#include"Plane.h"  

#include<iostream>  

  

const double uZero = 1e-6;  

  

//复制构造函数，必须为常量引用参数，否则编译不通过  

Vector3::Vector3(const Vector3 &v):x(v.x), y(v.y), z(v.z)  

{  

}  

  

Vector3::~Vector3()  

{  

}  

  

void Vector3::operator=(const Vector3 &v)  

{  

    x = v.x;  

    y = v.y;  

    z = v.z;  

}  

  

Vector3 Vector3::operator+(const Vector3 &v)  

{  

    return Vector3(x+v.x, y+v.y, z+v.z);  

}  

  

Vector3 Vector3::operator-(const Vector3 &v)  

{  

    return Vector3(x-v.x, y-v.y, z-v.z);  

}  

  

Vector3 Vector3::operator/(const Vector3 &v)  

{  

    if (fabsf(v.x) <= uZero || fabsf(v.y) <= uZero || fabsf(v.z) <= uZero)  

    {  

        std::cerr<<"Over flow!\n";  

        return *this;  

    }  

    return Vector3(x/v.x, y/v.y, z/v.z);  

}  

  

Vector3 Vector3::operator*(const Vector3 &v)  

{  

    return Vector3(x*v.x, y*v.y, z*v.z);  

}  

  

Vector3 Vector3::operator+(float f)  

{  

    return Vector3(x+f, y+f, z+f);  

}  

  

Vector3 Vector3::operator-(float f)  

{  

    return Vector3(x-f, y-f, z-f);  

}  

  

Vector3 Vector3::operator/(float f)  

{  

    if (fabsf(f) < uZero)  

    {  

        std::cerr<<"Over flow!\n";  

        return *this;  

    }  

    return Vector3(x/f, y/f, z/f);  

}  

  

Vector3 Vector3::operator*(float f)  

{  

    return Vector3(x*f, y*f, z*f);  

}  

  

float Vector3::dot(const Vector3 &v)  

{  

    return x*v.x + y*v.y + z*v.z;  

}  

  

float Vector3::length()  

{  

    return sqrtf(dot(*this));  

}  

  

void Vector3::normalize()  

{  

    float len = length();  

    if (len < uZero) len = 1;  

    len = 1/len;  

  

    x *= len;  

    y *= len;  

    z *= len;  

}  

  

/* 

Cross Product叉乘公式 

aXb = | i,  j,  k  | 

     | a.x a.y a.z| 

     | b.x b.y b.z| = (a.x*b.z -a.z*b.y)i + (a.z*b.x - a.x*b.z)j + (a.x+b.y - a.y*b.x)k  

*/  

Vector3 Vector3::crossProduct(const Vector3 &v)  

{  

    return Vector3(y * v.z - z * v.y,  

                z * v.x - x * v.z,  

                x * v.y - y * v.x);  

}  

  

void Vector3::printVec3()  

{  

    std::cout<<"("<<x<<", "<<y<<", "<<z<<")"<<std::endl;  

}  

 

测试主程序：

[cpp]  

#include<iostream>  

#include<vector>  

#include"Vector3.h"  

  

using namespace std;  

  

int main()   

{  

    Vector3 v31;  

    Vector3 v32(2.0f,3.0f,4.0f);  

    Vector3 v33(v32 - 1.0f);  

    cout<<"We have original Vector3s:\n";  

    v31.printVec3();  

    v32.printVec3();  

    v33.printVec3();  

      

    cout<<"v32 crossproduct v33 is:\n";  

    Vector3 v3233 = v32.crossProduct(v33);  

    v3233.printVec3();  

  

    cout<<"Now we normalize them:\n";  

    v31.normalize();  

    v32.normalize();  

    v33.normalize();  

    v3233.normalize();  

    v31.printVec3();  

    v32.printVec3();  

    v33.printVec3();  

    v3233.printVec3();  

  

    system("pause");  

    return 0;  

}  

 

运算结果：