juno_vec.h

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/*
    MIT License
 
    Copyright (c) 2025 Robin A. Onsay
 
    Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining
    a copy of this software and associated documentation files
    (the "Software"), to deal in the Software without restriction,
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    and to permit persons to whom the Software is furnished to do so,
    subject to the following conditions:
 
    The above copyright notice and this permission notice shall be
    included in all copies or substantial portions of the Software.
*/
 
#ifndef JUNO_VEC_H
#define JUNO_VEC_H
 
#include "juno/math/juno_vec_types.h"
#include "juno_math_types.h"
#include <stdint.h>
#include <math.h>
 
#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif
 
#define Juno_Pow2(d)    (d*d)
#define Juno_Pow3(d)    (d*d*d)
#define Juno_Pow4(d)    (d*d*d*d)
 
static inline JUNO_VEC2_F64_T Juno_Vec2_F64_Add(JUNO_VEC2_F64_T tVec0, JUNO_VEC2_F64_T tVec1)
{
    tVec0.arr[0] += tVec1.arr[0];
    tVec0.arr[1] += tVec1.arr[1];
    return tVec0;
}
 
 
static inline JUNO_VEC2_F64_T Juno_Vec2_F64_Sub(JUNO_VEC2_F64_T tVec0, JUNO_VEC2_F64_T tVec1)
{
    tVec0.arr[0] -= tVec1.arr[0];
    tVec0.arr[1] -= tVec1.arr[1];
    return tVec0;
}
 
static inline JUNO_VEC2_F64_T Juno_Vec2_F64_Mult(JUNO_VEC2_F64_T tVec0, double dScalar)
{
    tVec0.arr[0] *= dScalar;
    tVec0.arr[1] *= dScalar;
    return tVec0;
}
 
static inline double Juno_Vec2_F64_Dot(JUNO_VEC2_F64_T tVec0, JUNO_VEC2_F64_T tVec1)
{
    return tVec0.arr[0] * tVec1.arr[0] + tVec0.arr[1] * tVec1.arr[1];
}
 
static inline double Juno_Vec2_F64_Cross(JUNO_VEC2_F64_T tVec0, JUNO_VEC2_F64_T tVec1)
{
    return tVec0.arr[0] * tVec1.arr[1] - tVec0.arr[1] * tVec1.arr[0];
}
 
static inline double Juno_Vec2_F64_L2Norm(JUNO_VEC2_F64_T tVec0)
{
 
    return sqrt(Juno_Pow2(tVec0.arr[0]) + Juno_Pow2(tVec0.arr[1]));
}
 
static inline JUNO_VEC2_F32_T Juno_Vec2_F32_Add(JUNO_VEC2_F32_T tVec0, JUNO_VEC2_F32_T tVec1)
{
    tVec0.arr[0] += tVec1.arr[0];
    tVec0.arr[1] += tVec1.arr[1];
    return tVec0;
}
 
 
static inline JUNO_VEC2_F32_T Juno_Vec2_F32_Sub(JUNO_VEC2_F32_T tVec0, JUNO_VEC2_F32_T tVec1)
{
    tVec0.arr[0] -= tVec1.arr[0];
    tVec0.arr[1] -= tVec1.arr[1];
    return tVec0;
}
 
static inline JUNO_VEC2_F32_T Juno_Vec2_F32_Mult(JUNO_VEC2_F32_T tVec0, float dScalar)
{
    tVec0.arr[0] *= dScalar;
    tVec0.arr[1] *= dScalar;
    return tVec0;
}
 
static inline float Juno_Vec2_F32_Dot(JUNO_VEC2_F32_T tVec0, JUNO_VEC2_F32_T tVec1)
{
    return tVec0.arr[0] * tVec1.arr[0] + tVec0.arr[1] * tVec1.arr[1];
}
 
static inline float Juno_Vec2_F32_Cross(JUNO_VEC2_F32_T tVec0, JUNO_VEC2_F32_T tVec1)
{
    return tVec0.arr[0] * tVec1.arr[1] - tVec0.arr[1] * tVec1.arr[0];
}
 
static inline float Juno_Vec2_F32_L2Norm(JUNO_VEC2_F32_T tVec0)
{
 
    return sqrtf(Juno_Pow2(tVec0.arr[0]) + Juno_Pow2(tVec0.arr[1]));
}
 
static inline JUNO_VEC2_I32_T Juno_Vec2_I32_Add(JUNO_VEC2_I32_T tVec0, JUNO_VEC2_I32_T tVec1)
{
    tVec0.arr[0] += tVec1.arr[0];
    tVec0.arr[1] += tVec1.arr[1];
    return tVec0;
}
 
 
static inline JUNO_VEC2_I32_T Juno_Vec2_I32_Sub(JUNO_VEC2_I32_T tVec0, JUNO_VEC2_I32_T tVec1)
{
    tVec0.arr[0] -= tVec1.arr[0];
    tVec0.arr[1] -= tVec1.arr[1];
    return tVec0;
}
 
static inline JUNO_VEC2_I32_T Juno_Vec2_I32_Mult(JUNO_VEC2_I32_T tVec0, int32_t dScalar)
{
    tVec0.arr[0] *= dScalar;
    tVec0.arr[1] *= dScalar;
    return tVec0;
}
 
static inline int32_t Juno_Vec2_I32_Dot(JUNO_VEC2_I32_T tVec0, JUNO_VEC2_I32_T tVec1)
{
    return tVec0.arr[0] * tVec1.arr[0] + tVec0.arr[1] * tVec1.arr[1];
}
 
static inline int32_t Juno_Vec2_I32_Cross(JUNO_VEC2_I32_T tVec0, JUNO_VEC2_I32_T tVec1)
{
    return tVec0.arr[0] * tVec1.arr[1] - tVec0.arr[1] * tVec1.arr[0];
}
 
static inline float Juno_Vec2_I32_L2Norm(JUNO_VEC2_I32_T tVec0)
{
 
    return sqrtf(Juno_Pow2(tVec0.arr[0]) + Juno_Pow2(tVec0.arr[1]));
}
 
static inline JUNO_VEC3_F64_T Juno_Vec3_F64_Add(JUNO_VEC3_F64_T tVec0, JUNO_VEC3_F64_T tVec1)
{
    tVec0.arr[0] += tVec1.arr[0];
    tVec0.arr[1] += tVec1.arr[1];
    tVec0.arr[2] += tVec1.arr[2];
    return tVec0;
}
 
 
static inline JUNO_VEC3_F64_T Juno_Vec3_F64_Sub(JUNO_VEC3_F64_T tVec0, JUNO_VEC3_F64_T tVec1)
{
    tVec0.arr[0] -= tVec1.arr[0];
    tVec0.arr[1] -= tVec1.arr[1];
    tVec0.arr[2] -= tVec1.arr[2];
    return tVec0;
}
 
static inline JUNO_VEC3_F64_T Juno_Vec3_F64_Mult(JUNO_VEC3_F64_T tVec0, double dScalar)
{
    tVec0.arr[0] *= dScalar;
    tVec0.arr[1] *= dScalar;
    tVec0.arr[2] *= dScalar;
    return tVec0;
}
 
static inline double Juno_Vec3_F64_Dot(JUNO_VEC3_F64_T tVec0, JUNO_VEC3_F64_T tVec1)
{
    return tVec0.arr[0] * tVec1.arr[0] + tVec0.arr[1] * tVec1.arr[1] + tVec0.arr[2] * tVec1.arr[2];
}
 
static inline JUNO_VEC3_F64_T Juno_Vec3_F64_Cross(JUNO_VEC3_F64_T tVec0, JUNO_VEC3_F64_T tVec1)
{
    JUNO_VEC3_F64_T tRes = {{
        tRes.arr[0] = tVec0.arr[1] * tVec1.arr[2] - tVec0.arr[2] * tVec1.arr[1],
        tRes.arr[1] = tVec0.arr[2] * tVec1.arr[0] - tVec0.arr[0] * tVec1.arr[2],
        tRes.arr[2] = tVec0.arr[0] * tVec1.arr[1] - tVec0.arr[1] * tVec1.arr[0]
    }};
    return tRes;
}
 
static inline double Juno_Vec3_F64_L2Norm(JUNO_VEC3_F64_T tVec0)
{
 
    return sqrtf(Juno_Pow2(tVec0.arr[0]) + Juno_Pow2(tVec0.arr[1]) + Juno_Pow2(tVec0.arr[2]));
}
 
static inline JUNO_VEC3_F32_T Juno_Vec3_F32_Add(JUNO_VEC3_F32_T tVec0, JUNO_VEC3_F32_T tVec1)
{
    tVec0.arr[0] += tVec1.arr[0];
    tVec0.arr[1] += tVec1.arr[1];
    tVec0.arr[2] += tVec1.arr[2];
    return tVec0;
}
 
 
static inline JUNO_VEC3_F32_T Juno_Vec3_F32_Sub(JUNO_VEC3_F32_T tVec0, JUNO_VEC3_F32_T tVec1)
{
    tVec0.arr[0] -= tVec1.arr[0];
    tVec0.arr[1] -= tVec1.arr[1];
    tVec0.arr[2] -= tVec1.arr[2];
    return tVec0;
}
 
static inline JUNO_VEC3_F32_T Juno_Vec3_F32_Mult(JUNO_VEC3_F32_T tVec0, float dScalar)
{
    tVec0.arr[0] *= dScalar;
    tVec0.arr[1] *= dScalar;
    tVec0.arr[2] *= dScalar;
    return tVec0;
}
 
static inline float Juno_Vec3_F32_Dot(JUNO_VEC3_F32_T tVec0, JUNO_VEC3_F32_T tVec1)
{
    return tVec0.arr[0] * tVec1.arr[0] + tVec0.arr[1] * tVec1.arr[1] + tVec0.arr[2] * tVec1.arr[2];
}
 
static inline JUNO_VEC3_F32_T Juno_Vec3_F32_Cross(JUNO_VEC3_F32_T tVec0, JUNO_VEC3_F32_T tVec1)
{
    JUNO_VEC3_F32_T tRes = {{
        tRes.arr[0] = tVec0.arr[1] * tVec1.arr[2] - tVec0.arr[2] * tVec1.arr[1],
        tRes.arr[1] = tVec0.arr[2] * tVec1.arr[0] - tVec0.arr[0] * tVec1.arr[2],
        tRes.arr[2] = tVec0.arr[0] * tVec1.arr[1] - tVec0.arr[1] * tVec1.arr[0]
    }};
    return tRes;
}
 
static inline float Juno_Vec3_F32_L2Norm(JUNO_VEC3_F32_T tVec0)
{
 
    return sqrtf(Juno_Pow2(tVec0.arr[0]) + Juno_Pow2(tVec0.arr[1]) + Juno_Pow2(tVec0.arr[2]));
}
 
static inline JUNO_VEC3_I32_T Juno_Vec3_I32_Add(JUNO_VEC3_I32_T tVec0, JUNO_VEC3_I32_T tVec1)
{
    tVec0.arr[0] += tVec1.arr[0];
    tVec0.arr[1] += tVec1.arr[1];
    tVec0.arr[2] += tVec1.arr[2];
    return tVec0;
}
 
 
static inline JUNO_VEC3_I32_T Juno_Vec3_I32_Sub(JUNO_VEC3_I32_T tVec0, JUNO_VEC3_I32_T tVec1)
{
    tVec0.arr[0] -= tVec1.arr[0];
    tVec0.arr[1] -= tVec1.arr[1];
    tVec0.arr[2] -= tVec1.arr[2];
    return tVec0;
}
 
static inline JUNO_VEC3_I32_T Juno_Vec3_I32_Mult(JUNO_VEC3_I32_T tVec0, int32_t dScalar)
{
    tVec0.arr[0] *= dScalar;
    tVec0.arr[1] *= dScalar;
    tVec0.arr[2] *= dScalar;
    return tVec0;
}
 
static inline int32_t Juno_Vec3_I32_Dot(JUNO_VEC3_I32_T tVec0, JUNO_VEC3_I32_T tVec1)
{
    return tVec0.arr[0] * tVec1.arr[0] + tVec0.arr[1] * tVec1.arr[1] + tVec0.arr[2] * tVec1.arr[2];
}
 
static inline JUNO_VEC3_I32_T Juno_Vec3_I32_Cross(JUNO_VEC3_I32_T tVec0, JUNO_VEC3_I32_T tVec1)
{
    JUNO_VEC3_I32_T tRes = {{
        tVec0.arr[1] * tVec1.arr[2] - tVec0.arr[2] * tVec1.arr[1],
        tVec0.arr[2] * tVec1.arr[0] - tVec0.arr[0] * tVec1.arr[2],
        tVec0.arr[0] * tVec1.arr[1] - tVec0.arr[1] * tVec1.arr[0]
    }};
    return tRes;
}
 
static inline float Juno_Vec3_I32_L2Norm(JUNO_VEC3_I32_T tVec0)
{
 
    return sqrtf(Juno_Pow2(tVec0.arr[0]) + Juno_Pow2(tVec0.arr[1]) + Juno_Pow2(tVec0.arr[2]));
}
 
static inline JUNO_RQUAT_F64_T Juno_RQuat_F64_Add(JUNO_RQUAT_F64_T q0, JUNO_RQUAT_F64_T q1)
{
    q0.arr[0] += q1.arr[0];
    q0.arr[1] += q1.arr[1];
    q0.arr[2] += q1.arr[2];
    q0.arr[3] += q1.arr[3];
    return q0;
}
 
 
static inline JUNO_RQUAT_F64_T Juno_RQuat_F64_Sub(JUNO_RQUAT_F64_T q0, JUNO_RQUAT_F64_T q1)
{
    q0.arr[0] -= q1.arr[0];
    q0.arr[1] -= q1.arr[1];
    q0.arr[2] -= q1.arr[2];
    q0.arr[3] -= q1.arr[3];
    return q0;
}
 
static inline JUNO_RQUAT_F64_T Juno_RQuat_F64_Mult(JUNO_RQUAT_F64_T q0, double dScalar)
{
    q0.arr[0] *= dScalar;
    q0.arr[1] *= dScalar;
    q0.arr[2] *= dScalar;
    q0.arr[3] *= dScalar;
    return q0;
}
 
static inline JUNO_RQUAT_F64_T Juno_RQuat_F64_HamProd(JUNO_RQUAT_F64_T q0, JUNO_RQUAT_F64_T q1)
{
    JUNO_RQUAT_F64_T tRes = {{
        q0.tQuat.s * q1.tQuat.s + q0.tQuat.i * q1.tQuat.i + q0.tQuat.j * q1.tQuat.j + q0.tQuat.k * q1.tQuat.k,
        q0.tQuat.s * q1.tQuat.i + q0.tQuat.i * q1.tQuat.s + q0.tQuat.j * q1.tQuat.k + q0.tQuat.k * q1.tQuat.i,
        q0.tQuat.s * q1.tQuat.j + q0.tQuat.i * q1.tQuat.k + q0.tQuat.j * q1.tQuat.s + q0.tQuat.k * q1.tQuat.j,
        q0.tQuat.s * q1.tQuat.k + q0.tQuat.i * q1.tQuat.j + q0.tQuat.j * q1.tQuat.j + q0.tQuat.k * q1.tQuat.s
    }};
    return tRes;
}
 
static inline JUNO_RQUAT_F64_T Juno_RQuat_F64_Conj(JUNO_RQUAT_F64_T q0)
{
    q0.tQuat.i = -q0.tQuat.i;
    q0.tQuat.j = -q0.tQuat.j;
    q0.tQuat.k = -q0.tQuat.k;
    return q0;
}
 
static inline double Juno_RQuat_F64_L2Norm2(JUNO_RQUAT_F64_T q0)
{
    return Juno_Pow2(q0.arr[0]) + Juno_Pow2(q0.arr[1]) + Juno_Pow2(q0.arr[2]) + Juno_Pow2(q0.arr[3]);
}
 
static inline double Juno_RQuat_F64_L2Norm(JUNO_RQUAT_F64_T q0)
{
 
    return sqrt(Juno_RQuat_F64_L2Norm2(q0));
}
 
static inline JUNO_RQUAT_F64_T Juno_RQuat_F64_Normalize(JUNO_RQUAT_F64_T q0)
{
    return Juno_RQuat_F64_Mult(q0, 1.0 / Juno_RQuat_F64_L2Norm(q0));
}
 
static inline JUNO_RQUAT_F64_T Juno_RQuat_F64_Recip(JUNO_RQUAT_F64_T q0)
{
    return Juno_RQuat_F64_Mult(Juno_RQuat_F64_Conj(q0), 1/Juno_RQuat_F64_L2Norm2(q0));
}
 
#ifdef __cplusplus
}
#endif
#endif