このあいだ提示した部分を実装しました。
間違っていたら御指摘願います。
著作権さえ消さなければ、何をしてくれてもかまいません。
(あくまで、何かあった時のために僕に連絡できるようにするためであり、著作権は主張する気はあまりないです)
煮るなり焼くなりなんでもどうぞ。
// // C++ Implementation: mvector.h // // Description: Mathematical Vector Calculation // // // Author: Lugia Kun <lugia.kun@gmail.com>, (C) 2008 // // Copyright: See COPYING file that comes with this distribution // // #ifndef _MVECTOR_H_ #define _MVECTOR_H_ #ifndef __cplusplus #error mvector.h is only for C++. #endif // __cplusplus #include <vector> #include <list> #include <string> namespace std { // Error Message #define MISS_SIZE 1 // Two operands have different sizes. #define DIV_ZERO 2 // Calculating division by 0. #define EUNKNOWN 3 // Unknown error. // Error Location #define LOC_ADD 1 // Error when Adding two vectors. #define LOC_SUB 2 // Error when Substracting two vectors. #define LOC_SMUL 3 // Error when Multipling vector and scalor. #define LOC_IPRD 4 // Error when calculating inner product of vectors. #define LOC_OPRD 5 // Error when calculating outer product of vectors. #define LOC_UNKNOWN 0 // Some Error happened. But couldn't specify the place. typedef class _mvec_ex { int data; int loc; public: _mvec_ex(int d, int l) { data = d; loc = l; } int getErrorNum() { return data; } } mvector_exception; template <class _Tp, class _A = allocator<_Tp> > class mvector : public vector<_Tp, _A> { typedef vector<_Tp, _A> vector_type; typedef mvector<_Tp, _A> mvector_type; public: mvector() : vector_type() {} mvector(int n) : vector_type(n) {} mvector(int n, _Tp x) : vector_type(n, x) {} template<class _InputIterator> mvector(_InputIterator first, _InputIterator last) : vector_type(first, last) {} mvector(const mvector& x) : vector_type((vector_type) x) {} // addition mvector_type operator+(mvector_type b) { if(this->size() != b.size()) throw _mvec_ex(MISS_SIZE, LOC_ADD); mvector_type tmp; for(int i = 0; i < this->size(); i++) { tmp.push_back((*this)[i] + b[i]); } return tmp; } // substraction mvector_type operator-(mvector_type b){ if(this->size() != b.size()) throw _mvec_ex(MISS_SIZE, LOC_SUB); mvector_type tmp; for(int i = 0; i < this->size(); i++) { tmp.push_back((*this)[i] - b[i]); } return tmp; } // Multiply -1. mvector_type operator-() { return operator*(-1); } // Scalor Multiplication mvector_type operator*(_Tp b){ mvector_type tmp; for(int i = 0; i < this->size(); i++) { tmp.push_back((*this)[i] * b); } return tmp; } // Scalor Division mvector_type operator/(_Tp b){ mvector_type tmp; for(int i = 0; i < this->size(); i++) { tmp.push_back((*this)[i] / b); } return tmp; } // Inner Product. _Tp operator*(mvector_type b){ if(this->size() != b.size()) throw _mvec_ex(MISS_SIZE, LOC_IPRD); _Tp sum; for(int i = 0; i < this->size(); i++) { sum += (*this)[i] * b[i]; } return sum; } // Outer Product. a ** b will calc outer product. mvector_type operator*(mvector_type *b) { if(this->size() != 3 || b->size() != 3) throw _mvec_ex(MISS_SIZE, LOC_IPRD); // this outer product can use only for 3rd dimension. // if you want to use in 1st dimension, use InnerProduct. // if you want to use in 7th dimension, please implement new function. I'm sorry. mvector_type tmp; mvector_type& l = *this; mvector_type& m = *b; int y, z; for(int i = 0; i < 3; i++) { y = (i + 1) % 3; z = (i + 2) % 3; tmp.push_back(l[y] * m[z] - l[z] * m[y]); } return tmp; } mvector_type* operator*(){ return this; } mvector_type operator+=(mvector_type b) { (*this) = operator+(b); return *this; } }; } #endif // _MVECTOR_H_
前回に紹介した通りですが、一部変わっています。
a, b, c はベクトル、s はスカラーです。
c = a + b; // 加算 c = a - b; // 減算 c = a * s; // スカラー倍 c = a / s; // スカラー倍 (1/s) c = -a; // 逆方向ベクトル s = a * b; // 内積 c = a ** b; // 外積 (3次元のみ) c = a * &b; // 外積 (同) c += b; // 加算代入 (間違えて実装)
7次元の外積を計算したい場合は、別途実装のこと(工学系的には不要だと思われる)。
1次元の外積は内積の数値をベクトル化することで可能。
それ以外の次元は外積を計算できない*1。
(1, 3, 7次元以外は、ウェッジ積*2を用いるが、これも成分計算に関して問題があるので、未実装。必要な方は、各自で実装してみてください。あるいは僕がそれを学習した上で実装することとします。)
また、サイズが間違っているなどの場合には、mvector_exception 例外を送出します。
+= は継承前の vector の動作(後ろに追加)をさせるようにします (そのほうが使い易いでしょう)
これ以外に必要な機能
- 一次独立判定 (行列側で実装する可能性あり)
- 各演算子の関数版
- ベクトルの大きさ
注意点
mvector の配列 a と b があった場合、外積の計算は、C++ 本来の計算順序の関係上、
c = a[0] ** b[0];
は
c = a[0] *(* b)[0];
とみなされます。
したがって、外積でなく、スカラー倍になります。
ですから、この場合で、外積を使用したい場合は、
c = (a[0]) ** (b[0]);
とかっこで括ってやる必要があります。
それがいやな場合には、
c = a[0].OuterProduct(b[0]);
としてください。(実装予定)
