src/2d/vectors.lisp @ 4f1e6a70e5ad

(in-package #:coding-math.2d.vectors)


(declaim (inline vec-x vec-y make-vec
                 vec-magnitude vec-angle vec-direction
                 vec-add vec-sub vec-mul vec-div
                 vec-add! vec-sub! vec-mul! vec-div!
                 vec-lerp
                 ))

(defstruct (vec
             (:constructor make-vec
              (&optional (x 0) (y 0))))
  (x 0 :type real)
  (y 0 :type real))

(defun make-random-vec (max-x max-y)
  (make-vec (random max-x) (random max-y)))


(defun make-vec-md (magnitude angle)
  (let ((v (make-vec 0 0)))
    (setf (vec-magnitude v) magnitude
          (vec-angle v) angle)
    v))

(defun make-vec-ma (magnitude angle)
  (make-vec-md magnitude angle))


(defmacro with-vec (bindings vec &body body)
  (once-only (vec)
    `(let ((,(first bindings) (vec-x ,vec))
           (,(second bindings) (vec-y ,vec)))
       ,@body)))

(defmacro with-vecs (bindings &body body)
  (if (null bindings)
    `(progn ,@body)
    (destructuring-bind (vars vec-form . remaining) bindings
      `(with-vec ,vars ,vec-form (with-vecs ,remaining ,@body)))))


(defun vec-magnitude (vec)
  (with-vec (x y) vec
    (sqrt (+ (* x x)
             (* y y)))))

(defun vec-angle (vec)
  (with-vec (x y) vec
    (atan y x)))

(defun vec-direction (vec)
  (vec-angle vec))


(defun (setf vec-angle) (angle vec)
  (let ((magnitude (vec-magnitude vec)))
    (setf (vec-x vec) (* magnitude (cos angle)))
    (setf (vec-y vec) (* magnitude (sin angle))))
  angle)

(defun (setf vec-direction) (angle vec)
  (setf (vec-angle vec) angle))

(defun (setf vec-magnitude) (magnitude vec)
  (let ((angle (vec-angle vec)))
    (setf (vec-x vec) (* magnitude (cos angle)))
    (setf (vec-y vec) (* magnitude (sin angle))))
  magnitude)


(defun vec-add (v1 v2)
  (make-vec (+ (vec-x v1) (vec-x v2))
            (+ (vec-y v1) (vec-y v2))))

(defun vec-sub (v1 v2)
  (make-vec (- (vec-x v1) (vec-x v2))
            (- (vec-y v1) (vec-y v2))))

(defun vec-mul (v s)
  (make-vec (* (vec-x v) s)
            (* (vec-y v) s)))

(defun vec-div (v s)
  (make-vec (/ (vec-x v) s)
            (/ (vec-y v) s)))


(defun vec-add! (v1 v2)
  (incf (vec-x v1) (vec-x v2))
  (incf (vec-y v1) (vec-y v2)))

(defun vec-sub! (v1 v2)
  (decf (vec-x v1) (vec-x v2))
  (decf (vec-y v1) (vec-y v2)))

(defun vec-mul! (v s)
  (setf (vec-x v) (* (vec-x v) s)
        (vec-y v) (* (vec-y v) s)))

(defun vec-div! (v s)
  (setf (vec-x v) (/ (vec-x v) s)
        (vec-y v) (/ (vec-y v) s)))


(defun vec-lerp (v1 v2 n)
  (with-vecs ((x1 y1) v1
              (x2 y2) v2)
    (make-vec (lerp x1 x2 n)
              (lerp y1 y2 n))))


(defun vec-to-string (v)
  (format nil "[~A ~A]" (vec-x v) (vec-y v)))


(defun vec-distance-between (v0 v1)
  (distance (vec-x v0) (vec-y v0)
            (vec-x v1) (vec-y v1)))