From 247d47f73300bdacfe09a7887c47674343311bd3 Mon Sep 17 00:00:00 2001
From: Danny Robson <danny@nerdcruft.net>
Date: Sat, 26 May 2012 18:02:11 +1000
Subject: [PATCH] Add more scalar operators

---
 point.cpp  |  36 +++++++++++++++-
 point.hpp  |   3 ++
 vector.cpp | 124 +++++++++++++++++++++++++++++++++++++----------------
 vector.hpp |   8 ++--
 4 files changed, 129 insertions(+), 42 deletions(-)

diff --git a/point.cpp b/point.cpp
index 55ccdfc9..9e733167 100644
--- a/point.cpp
+++ b/point.cpp
@@ -25,12 +25,15 @@
 
 using namespace std;
 
+#pragma GCC optimize("-O3")
 
+//-----------------------------------------------------------------------------
 template <size_t S>
 util::point<S>::point ()
 { ; }
 
 
+//-----------------------------------------------------------------------------
 template <size_t S>
 double
 util::point<S>::distance (const util::point<S> &other) const {
@@ -49,7 +52,6 @@ util::point<S>::distance2 (const util::point<S> &other) const {
 }
 
 
-
 template <size_t S>
 double
 util::point<S>::manhattan (const util::point<S> &other) const {
@@ -61,6 +63,7 @@ util::point<S>::manhattan (const util::point<S> &other) const {
 }
 
 
+//-----------------------------------------------------------------------------
 template <size_t S>
 util::point<S>&
 util::point<S>::operator*= (double f) {
@@ -113,6 +116,7 @@ util::point<S>::operator- (const util::point<S> &rhs) const {
 }
 
 
+//-----------------------------------------------------------------------------
 template <size_t S>
 util::vector<S>
 util::point<S>::to (const util::point<S> &rhs) const {
@@ -124,6 +128,7 @@ util::point<S>::to (const util::point<S> &rhs) const {
 }
 
 
+//-----------------------------------------------------------------------------
 template <size_t S>
 void
 util::point<S>::sanity (void) const {
@@ -133,6 +138,35 @@ util::point<S>::sanity (void) const {
 }
 
 
+//-----------------------------------------------------------------------------
+template <size_t S>
+util::point<S>
+util::operator* (const vector<S> &v, const point<S> &p) {
+    point<S> out;
+    for (size_t i = 0; i < S; ++i)
+        out.data[i] = p.data[i] + v.data[i];
+
+    return out;
+}
+
+
+template util::point<1> util::operator* (const vector<1>&, const point<1>&);
+template util::point<2> util::operator* (const vector<2>&, const point<2>&);
+template util::point<3> util::operator* (const vector<3>&, const point<3>&);
+
+
+template <size_t S>
+util::point<S>
+util::operator* (const point<S> &p, const vector<S> &v)
+    { return v * p; }
+
+
+template util::point<1> util::operator* (const point<1>&, const vector<1>&);
+template util::point<2> util::operator* (const point<2>&, const vector<2>&);
+template util::point<3> util::operator* (const point<3>&, const vector<3>&);
+
+
+//-----------------------------------------------------------------------------
 template <size_t S>
 std::ostream&
 util::operator<< (std::ostream &os, const util::point<S> &p) {
diff --git a/point.hpp b/point.hpp
index 206d443b..48b02e35 100644
--- a/point.hpp
+++ b/point.hpp
@@ -59,6 +59,9 @@ namespace util {
     typedef point<2> point2;
     typedef point<3> point3;
 
+    template <size_t S> point<S> operator* (const vector<S>&, const point<S>&);
+    template <size_t S> point<S> operator* (const point<S>&, const vector<S>&);
+
     template <size_t S>
     std::ostream& operator<< (std::ostream&, const util::point<S>&);
 }
diff --git a/vector.cpp b/vector.cpp
index 0bd3c0d7..514fec24 100644
--- a/vector.cpp
+++ b/vector.cpp
@@ -28,17 +28,21 @@
 #include <limits>
 #include <numeric>
 
+#pragma GCC optimize("-O3")
 
+//-----------------------------------------------------------------------------
 using namespace util;
 using std::begin;
 using std::end;
 
 
+//-----------------------------------------------------------------------------
 template <size_t S>
 util::vector<S>::vector ()
 { ; }
 
 
+//-----------------------------------------------------------------------------
 template <size_t S>
 util::vector<S>
 util::vector<S>::operator* (double rhs) const {
@@ -80,6 +84,7 @@ util::vector<S>::operator*= (const util::vector<S> &rhs) {
 }
 
 
+//-----------------------------------------------------------------------------
 template <size_t S>
 util::vector<S>
 util::vector<S>::operator/ (double rhs) const {
@@ -100,6 +105,7 @@ util::vector<S>::operator/= (double rhs) {
 }
 
 
+//-----------------------------------------------------------------------------
 template <size_t S>
 util::vector<S>
 util::vector<S>::operator+ (const util::vector<S> &rhs) const {
@@ -111,6 +117,37 @@ util::vector<S>::operator+ (const util::vector<S> &rhs) const {
 }
 
 
+template <size_t S>
+util::vector<S>
+util::vector<S>::operator+ (double rhs) const {
+    util::vector<S> out;
+
+    for (size_t i = 0; i < S; ++i)
+        out.data[i] = this->data[i] + rhs;
+    return out;
+}
+
+
+template <size_t S>
+util::vector<S>&
+util::vector<S>::operator+= (const util::vector<S> &rhs) {
+    for (size_t i = 0; i < S; ++i)
+        this->data[i] += rhs.data[i];
+
+    return *this;
+}
+
+
+template <size_t S>
+util::vector<S>&
+util::vector<S>::operator+= (double rhs) {
+    for (size_t i = 0; i < S; ++i)
+        this->data[i] += rhs;
+    return *this;
+}
+
+
+//-----------------------------------------------------------------------------
 template <size_t S>
 util::vector<S>
 util::vector<S>::operator- (void) const {
@@ -164,25 +201,7 @@ util::vector<S>::operator-= (double rhs) {
 }
 
 
-template <size_t S>
-util::vector<S>&
-util::vector<S>::operator+= (const util::vector<S> &rhs) {
-    for (size_t i = 0; i < S; ++i)
-        this->data[i] += rhs.data[i];
-
-    return *this;
-}
-
-
-template <size_t S>
-util::vector<S>&
-util::vector<S>::operator+= (double rhs) {
-    for (size_t i = 0; i < S; ++i)
-        this->data[i] += rhs;
-    return *this;
-}
-
-
+//-----------------------------------------------------------------------------
 template <size_t S>
 util::vector<S>&
 util::vector<S>::operator= (const util::vector<S> &rhs) {
@@ -203,6 +222,7 @@ util::vector<S>::operator== (const util::vector<S> &rhs) const {
 }
 
 
+//-----------------------------------------------------------------------------
 template <size_t S>
 double
 util::vector<S>::magnitude (void) const {
@@ -220,16 +240,6 @@ util::vector<S>::magnitude2 (void) const {
 }
 
 
-template <size_t S>
-double
-util::vector<S>::dot (const util::vector<S> &rhs) const {
-    double total = 0.0;
-    for (size_t i = 0; i < S; ++i)
-        total += this->data[i] * rhs.data[i];
-    return total;
-}
-
-
 template <size_t S>
 util::vector<S>&
 util::vector<S>::normalise (void) {
@@ -255,6 +265,26 @@ util::vector<S>::normalised (void) const {
 }
 
 
+//-----------------------------------------------------------------------------
+template <size_t S>
+double
+util::vector<S>::dot (const util::vector<S> &rhs) const {
+    double total = 0.0;
+    for (size_t i = 0; i < S; ++i)
+        total += this->data[i] * rhs.data[i];
+    return total;
+}
+
+
+util::vector<3>
+util::cross (const util::vector<3> &a, const util::vector<3> &b) {
+    return { a.y * b.z - a.z * b.y,
+             a.z * b.x - a.x * b.z,
+             a.x * b.y - a.y * b.x };
+}
+
+
+//-----------------------------------------------------------------------------
 util::vector<3>
 util::spherical_to_cartesian (const util::vector<3> &s) {
     return {
@@ -277,6 +307,7 @@ util::cartesian_to_spherical (const util::vector<3> &c) {
 }
 
 
+//-----------------------------------------------------------------------------
 template <size_t S>
 bool
 util::vector<S>::is_zero (void) const {
@@ -295,14 +326,7 @@ util::vector<S>::sanity (void) const {
 }
 
 
-util::vector<3>
-util::cross (const util::vector<3> &a, const util::vector<3> &b) {
-    return { a.y * b.z - a.z * b.y,
-             a.z * b.x - a.x * b.z,
-             a.x * b.y - a.y * b.x };
-}
-
-
+//-----------------------------------------------------------------------------
 template <size_t S>
 util::vector<S>
 util::operator* (double a, const util::vector<S> &b)
@@ -314,6 +338,29 @@ template util::vector<2> util::operator* (double, const util::vector<2>&);
 template util::vector<3> util::operator* (double, const util::vector<3>&);
 
 
+template <size_t S>
+util::vector<S>
+util::operator+ (double a, const util::vector<S> &b)
+    { return b + a; }
+
+
+template util::vector<1> util::operator+ (double, const util::vector<1>&);
+template util::vector<2> util::operator+ (double, const util::vector<2>&);
+template util::vector<3> util::operator+ (double, const util::vector<3>&);
+
+
+template <size_t S>
+util::vector<S>
+util::operator- (double a, const util::vector<S> &b)
+    { return a + (-b); }
+
+
+template util::vector<1> util::operator- (double, const util::vector<1>&);
+template util::vector<2> util::operator- (double, const util::vector<2>&);
+template util::vector<3> util::operator- (double, const util::vector<3>&);
+
+
+//-----------------------------------------------------------------------------
 template <size_t S>
 std::ostream&
 util::operator<< (std::ostream &os, const util::vector<S> &v) {
@@ -330,6 +377,7 @@ template std::ostream& util::operator<< (std::ostream&, const util::vector<2> &v
 template std::ostream& util::operator<< (std::ostream&, const util::vector<3> &v);
 
 
+//-----------------------------------------------------------------------------
 template <size_t S>
 const json::node&
 util::operator>> (const json::node &node, util::vector<S> &v) {
@@ -352,11 +400,13 @@ template const json::node& util::operator>> (const json::node&, util::vector<2>&
 template const json::node& util::operator>> (const json::node&, util::vector<3>&);
 
 
+//-----------------------------------------------------------------------------
 template struct util::vector<1>;
 template struct util::vector<2>;
 template struct util::vector<3>;
 
 
+//-----------------------------------------------------------------------------
 namespace util {
     template <> vector<1> random (void) { util::vector<1> out; randomise (out.data); return out; }
     template <> vector<2> random (void) { util::vector<2> out; randomise (out.data); return out; }
diff --git a/vector.hpp b/vector.hpp
index 83480a05..56725c66 100644
--- a/vector.hpp
+++ b/vector.hpp
@@ -88,11 +88,11 @@ namespace util {
     typedef vector<3> vector3;
 
 
-    template <size_t S>
-    util::vector<S> operator* (double, const util::vector<S>&);
+    template <size_t S> util::vector<S> operator* (double, const util::vector<S>&);
+    template <size_t S> util::vector<S> operator+ (double, const util::vector<S>&);
+    template <size_t S> util::vector<S> operator- (double, const util::vector<S>&);
 
-    template <size_t S>
-    std::ostream& operator<< (std::ostream&, const util::vector<S>&);
+    template <size_t S> std::ostream& operator<< (std::ostream&, const util::vector<S>&);
 
     template <size_t S>
     const json::node& operator>> (const json::node&, util::vector<S>&);