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features/src/structs.rs
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@@ -0,0 +1,419 @@
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use std::fmt;
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||||
use std::ops;
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#[derive(Debug, Copy, Clone)]
|
||||
pub struct Tuple {
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||||
x: f32,
|
||||
y: f32,
|
||||
z: f32,
|
||||
w: f32,
|
||||
}
|
||||
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||||
impl Tuple {
|
||||
pub fn new(x: f32, y: f32, z: f32, w: f32) -> Tuple {
|
||||
Tuple {
|
||||
x,
|
||||
y,
|
||||
z,
|
||||
w,
|
||||
}
|
||||
}
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||||
pub fn point(x: f32, y: f32, z: f32) -> Tuple {
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||||
Tuple {
|
||||
x,
|
||||
y,
|
||||
z,
|
||||
w: 1.0,
|
||||
}
|
||||
}
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||||
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||||
pub fn vector(x: f32, y: f32, z: f32) -> Tuple {
|
||||
Tuple {
|
||||
x,
|
||||
y,
|
||||
z,
|
||||
w: 0.0,
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
impl Tuple {
|
||||
pub fn x(&self) -> f32 {
|
||||
self.x
|
||||
}
|
||||
|
||||
pub fn y(&self) -> f32 {
|
||||
self.y
|
||||
}
|
||||
|
||||
pub fn z(&self) -> f32 {
|
||||
self.z
|
||||
}
|
||||
|
||||
pub fn w(&self) -> f32 {
|
||||
self.w
|
||||
}
|
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||||
pub fn is_point(&self) -> bool {
|
||||
self.w == 1.0
|
||||
}
|
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|
||||
pub fn is_vector(&self) -> bool {
|
||||
self.w == 0.0
|
||||
}
|
||||
|
||||
pub fn magnitude(&self) -> f32 {
|
||||
(
|
||||
(self.x * self.x) +
|
||||
(self.y * self.y) +
|
||||
(self.z * self.z) +
|
||||
(self.w * self.w)
|
||||
).sqrt()
|
||||
}
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||||
pub fn normalize(&self) -> Tuple {
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||||
let m = self.magnitude();
|
||||
Tuple::new(
|
||||
self.x / m,
|
||||
self.y / m,
|
||||
self.z / m,
|
||||
self.w / m,
|
||||
)
|
||||
}
|
||||
|
||||
pub fn dot(&self, rhs: &Tuple) -> f32 {
|
||||
self.x * rhs.x +
|
||||
self.y * rhs.y +
|
||||
self.z * rhs.z +
|
||||
self.w * rhs.w
|
||||
}
|
||||
|
||||
pub fn cross(&self, rhs: &Tuple) -> Tuple {
|
||||
Tuple::vector(
|
||||
self.y * rhs.z - self.z * rhs.y,
|
||||
self.z * rhs.x - self.x * rhs.z,
|
||||
self.x * rhs.y - self.y * rhs.x
|
||||
)
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
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||||
impl fmt::Display for Tuple {
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||||
fn fmt(&self, f: &mut fmt::Formatter<'_>) -> fmt::Result {
|
||||
write!(f, "({}, {}, {}) {}", self.x, self.y, self.z, if self.is_point() { "p" } else { "v" } )
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
impl PartialEq for Tuple {
|
||||
fn eq(&self, _rhs: &Self) -> bool {
|
||||
relative_eq!(self.x, _rhs.x)
|
||||
&& relative_eq!(self.y, _rhs.y)
|
||||
&& relative_eq!(self.z, _rhs.z)
|
||||
&& relative_eq!(self.w, _rhs.w)
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
impl ops::Add<Tuple> for Tuple {
|
||||
type Output = Tuple;
|
||||
|
||||
fn add(self, _rhs: Tuple) -> Tuple {
|
||||
Tuple::new(
|
||||
self.x + _rhs.x,
|
||||
self.y + _rhs.y,
|
||||
self.z + _rhs.z,
|
||||
self.w + _rhs.w,
|
||||
)
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
impl ops::Sub<Tuple> for Tuple {
|
||||
type Output = Tuple;
|
||||
|
||||
fn sub(self, _rhs: Tuple) -> Tuple {
|
||||
Tuple::new(
|
||||
self.x - _rhs.x,
|
||||
self.y - _rhs.y,
|
||||
self.z - _rhs.z,
|
||||
self.w - _rhs.w,
|
||||
)
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
impl ops::Neg for Tuple {
|
||||
type Output = Tuple;
|
||||
|
||||
fn neg(self) -> Tuple {
|
||||
Tuple::new(
|
||||
-self.x,
|
||||
-self.y,
|
||||
-self.z,
|
||||
-self.w,
|
||||
)
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
impl ops::Mul<f32> for Tuple {
|
||||
type Output = Tuple;
|
||||
|
||||
fn mul(self, _rhs: f32) -> Tuple {
|
||||
Tuple::new(
|
||||
self.x * _rhs,
|
||||
self.y * _rhs,
|
||||
self.z * _rhs,
|
||||
self.w * _rhs,
|
||||
)
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
impl ops::Mul<Tuple> for f32 {
|
||||
type Output = Tuple;
|
||||
|
||||
fn mul(self, _rhs: Tuple) -> Tuple {
|
||||
Tuple::new(
|
||||
_rhs.x * self,
|
||||
_rhs.y * self,
|
||||
_rhs.z * self,
|
||||
_rhs.w * self,
|
||||
)
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
impl ops::Div<f32> for Tuple {
|
||||
type Output = Tuple;
|
||||
|
||||
fn div(self, _rhs: f32) -> Tuple {
|
||||
Tuple::new(
|
||||
self.x / _rhs,
|
||||
self.y / _rhs,
|
||||
self.z / _rhs,
|
||||
self.w / _rhs,
|
||||
)
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
#[cfg(test)]
|
||||
mod tests {
|
||||
use super::*;
|
||||
|
||||
#[test]
|
||||
fn get_point() {
|
||||
let tuple = Tuple::new(4.3, -4.2, 3.1, 1.0);
|
||||
|
||||
assert_relative_eq!( 4.3, tuple.x);
|
||||
assert_relative_eq!(-4.2, tuple.y());
|
||||
assert_relative_eq!( 3.1, tuple.z());
|
||||
assert_eq!(true, tuple.is_point());
|
||||
assert_eq!(false, tuple.is_vector());
|
||||
}
|
||||
|
||||
#[test]
|
||||
fn create_point() {
|
||||
let tuple = Tuple::point(4.3, -4.2, 3.1);
|
||||
assert_eq!(true, tuple.is_point());
|
||||
}
|
||||
|
||||
#[test]
|
||||
fn get_vector() {
|
||||
let tuple = Tuple::new(4.3, -4.2, 3.1, 0.0);
|
||||
|
||||
assert_relative_eq!( 4.3, tuple.x());
|
||||
assert_relative_eq!(-4.2, tuple.y());
|
||||
assert_relative_eq!( 3.1, tuple.z());
|
||||
assert_eq!(false, tuple.is_point());
|
||||
assert_eq!(true, tuple.is_vector());
|
||||
}
|
||||
|
||||
#[test]
|
||||
fn create_vector() {
|
||||
let vector = Tuple::vector(4.0, -4.0, 3.0);
|
||||
assert_eq!(true, vector.is_vector());
|
||||
}
|
||||
|
||||
#[test]
|
||||
fn tuples_equal() {
|
||||
let lhs = Tuple::point(1.0, 2.0, 3.0);
|
||||
let rhs = Tuple::point(1.0, 2.0, 3.0);
|
||||
assert_eq!(lhs, rhs);
|
||||
}
|
||||
|
||||
#[test]
|
||||
fn tuples_relative_equal() {
|
||||
let lhs = Tuple::point(1.0000001, 2.0, 3.0);
|
||||
let rhs = Tuple::point(1.0, 2.0, 3.0);
|
||||
assert_eq!(lhs, rhs);
|
||||
}
|
||||
|
||||
#[test]
|
||||
fn tuples_not_equal() {
|
||||
let lhs = Tuple::point(1.0, 2.0, 3.0);
|
||||
let rhs = Tuple::vector(1.0, 2.0, 3.0);
|
||||
assert_ne!(lhs, rhs);
|
||||
}
|
||||
|
||||
#[test]
|
||||
fn add_two_tuples() {
|
||||
let a1 = Tuple::point(3.0, -2.0, 5.0);
|
||||
let a2 = Tuple::vector(-2.0, 3.0, 1.0);
|
||||
|
||||
let result = Tuple::point(1.0, 1.0, 6.0);
|
||||
assert_eq!(result, a1 + a2);
|
||||
}
|
||||
|
||||
#[test]
|
||||
fn subtract_two_points() {
|
||||
let a1 = Tuple::point(3.0, 2.0, 1.0);
|
||||
let a2 = Tuple::point(5.0, 6.0, 7.0);
|
||||
|
||||
let result = Tuple::vector(-2.0, -4.0, -6.0);
|
||||
assert_eq!(result, a1 - a2);
|
||||
}
|
||||
|
||||
#[test]
|
||||
fn subract_vector_from_point() {
|
||||
let a1 = Tuple::point(3.0, 2.0, 1.0);
|
||||
let a2 = Tuple::vector(5.0, 6.0, 7.0);
|
||||
|
||||
let result = Tuple::point(-2.0, -4.0, -6.0);
|
||||
assert_eq!(result, a1 - a2);
|
||||
}
|
||||
|
||||
#[test]
|
||||
fn subract_vector_from_vector() {
|
||||
let a1 = Tuple::vector(3.0, 2.0, 1.0);
|
||||
let a2 = Tuple::vector(5.0, 6.0, 7.0);
|
||||
|
||||
let result = Tuple::vector(-2.0, -4.0, -6.0);
|
||||
assert_eq!(result, a1 - a2);
|
||||
}
|
||||
|
||||
#[test]
|
||||
fn subtract_vector_from_zero_vector() {
|
||||
let a1 = Tuple::vector(0.0, 0.0, 0.0);
|
||||
let a2 = Tuple::vector(5.0, 6.0, 7.0);
|
||||
|
||||
let result = Tuple::vector(-5.0, -6.0, -7.0);
|
||||
assert_eq!(result, a1 - a2);
|
||||
}
|
||||
|
||||
#[test]
|
||||
fn negate_tuple() {
|
||||
let a = Tuple::new(1.0, -2.0, 3.0, -4.0);
|
||||
let result = Tuple::new(-1.0, 2.0, -3.0, 4.0);
|
||||
|
||||
assert_eq!(result, -a);
|
||||
}
|
||||
|
||||
#[test]
|
||||
fn multiply_tuple_by_scalar() {
|
||||
let a = Tuple::new(1.0, -2.0, 3.0, -4.0);
|
||||
let result = Tuple::new(3.5, -7.0, 10.5, -14.0);
|
||||
|
||||
assert_eq!(result, a * 3.5);
|
||||
}
|
||||
|
||||
#[test]
|
||||
fn multiply_scalar_by_tuple() {
|
||||
let a = Tuple::new(1.0, -2.0, 3.0, -4.0);
|
||||
let result = Tuple::new(3.5, -7.0, 10.5, -14.0);
|
||||
|
||||
assert_eq!(result, 3.5 * a);
|
||||
}
|
||||
|
||||
#[test]
|
||||
fn multiply_tuple_by_fraction() {
|
||||
let a = Tuple::new(1.0, -2.0, 3.0, -4.0);
|
||||
let result = Tuple::new(0.5, -1.0, 1.5, -2.0);
|
||||
|
||||
assert_eq!(result, a * 0.5);
|
||||
}
|
||||
|
||||
#[test]
|
||||
fn divide_tuple() {
|
||||
let a = Tuple::new(1.0, -2.0, 3.0, -4.0);
|
||||
let result = Tuple::new(0.5, -1.0, 1.5, -2.0);
|
||||
|
||||
assert_eq!(result, a / 2.0);
|
||||
}
|
||||
|
||||
#[test]
|
||||
fn magnitude_x() {
|
||||
let v = Tuple::vector(1.0, 0.0, 0.0);
|
||||
assert_eq!(1.0, v.magnitude());
|
||||
}
|
||||
|
||||
#[test]
|
||||
fn magnitude_y() {
|
||||
let v = Tuple::vector(0.0, 1.0, 0.0);
|
||||
assert_eq!(1.0, v.magnitude());
|
||||
}
|
||||
|
||||
#[test]
|
||||
fn magnitude_z() {
|
||||
let v = Tuple::vector(0.0, 0.0, 1.0);
|
||||
assert_eq!(1.0, v.magnitude());
|
||||
}
|
||||
|
||||
#[test]
|
||||
fn magnitude_123() {
|
||||
let v = Tuple::vector(1.0, 2.0, 3.0);
|
||||
assert_eq!(14.0_f32.sqrt(), v.magnitude());
|
||||
}
|
||||
|
||||
#[test]
|
||||
fn magnitude_123_neg() {
|
||||
let v = Tuple::vector(-1.0, -2.0, -3.0);
|
||||
assert_eq!(14.0_f32.sqrt(), v.magnitude());
|
||||
}
|
||||
|
||||
#[test]
|
||||
fn normalize_x() {
|
||||
let v = Tuple::vector(4.0, 0.0, 0.0);
|
||||
let norm = v.normalize();
|
||||
|
||||
let result = Tuple::vector(1.0, 0.0, 0.0);
|
||||
assert_eq!(result, norm);
|
||||
|
||||
}
|
||||
|
||||
#[test]
|
||||
fn normalize_123() {
|
||||
let v = Tuple::vector(1.0, 2.0, 3.0);
|
||||
let norm = v.normalize();
|
||||
|
||||
|
||||
let sqrt_of_14 = 14.0_f32.sqrt();
|
||||
assert_relative_eq!(norm.x, 1.0 / sqrt_of_14);
|
||||
assert_relative_eq!(norm.y, 2.0 / sqrt_of_14);
|
||||
assert_relative_eq!(norm.z, 3.0 / sqrt_of_14);
|
||||
}
|
||||
|
||||
#[test]
|
||||
fn normalize_magnitude() {
|
||||
let v = Tuple::vector(1.0, 2.0, 3.0);
|
||||
let norm = v.normalize();
|
||||
let m = norm.magnitude();
|
||||
|
||||
assert_relative_eq!(1.0, m);
|
||||
}
|
||||
|
||||
#[test]
|
||||
fn dot_product() {
|
||||
let a = Tuple::vector(1.0, 2.0, 3.0);
|
||||
let b = Tuple::vector(2.0, 3.0, 4.0);
|
||||
|
||||
assert_eq!(20.0, a.dot(&b));
|
||||
}
|
||||
|
||||
#[test]
|
||||
fn cross_product() {
|
||||
let a = Tuple::vector(1.0, 2.0, 3.0);
|
||||
let b = Tuple::vector(2.0, 3.0, 4.0);
|
||||
|
||||
let a_cross_b = Tuple::vector(-1.0, 2.0, -1.0);
|
||||
assert_eq!(a_cross_b, a.cross(&b));
|
||||
let b_cross_a = Tuple::vector(1.0, -2.0, 1.0);
|
||||
assert_eq!(b_cross_a, b.cross(&a));
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
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