KSG-Framework/Mat3.h

#ifndef Mat3_H
#define Mat3_H

#include "Vec2.h"

namespace Framework
{
    template<typename T>
    //! Eine 3x3 Matrix
    class Mat3
    {
    public:
        T elements[3][3]; //! Die Elemente der Matrix

        //! Kopiert die Elemente einer anderen Matrix in diese
        //! \param r Die andere Matrix
        Mat3& operator=(const Mat3& r)
        {
            memcpy(elements, r.elements, sizeof(elements));
            return *this;
        }

        //! Multipliziert alle Werte mit einem Skalar und speichert das Ergebnis
        //! in dieser \param r Der Skalar
        Mat3& operator*=(const T r)
        {
            for (T& e : elements)
                e *= r;
            return *this;
        }

        //! Multipliziert die Matrix mit einer anderen und speichert das
        //! Ergebnis in dieser \param r Die andere Matrix
        Mat3& operator*=(const Mat3& r)
        {
            return *this = *this * r;
        }

        //! Multipliziert alle Werte mit einem Skalar ohne diese zu verändern
        //! \param r Der Skalar
        Mat3 operator*(const T r) const
        {
            Mat3 result = *this;
            return result *= r;
        }

        //! Multipliziert die Matrix mit einer anderen ohne diese zu verändern
        //! \param r Die andere Matrix
        Mat3 operator*(const Mat3& r) const
        {
            Mat3 result;
            for (int j = 0; j < 3; j++)
            {
                for (int k = 0; k < 3; k++)
                {
                    T sum = 0;
                    for (int i = 0; i < 3; i++)
                        sum += elements[j][i] * r.elements[i][k];
                    result.elements[j][k] = sum;
                }
            }
            return result;
        }

        //! Multipliziert die Matrix mit einem Vektor ohne diese zu verändern
        //! \param r Der Vektor
        Vec2<T> operator*(const Vec2<T> r) const
        {
            Vec2<T> result;
            result.x
                = elements[0][0] * r.x + elements[0][1] * r.y + elements[0][2];
            result.y
                = elements[1][0] * r.x + elements[1][1] * r.y + elements[1][2];
            return result;
        }

        //! Erzeugt eine Matrix, die verwendet wird, um einen Vektor zu drehen,
        //! wenn sie mit ihm multipliziert wird \param radian Der Winkel im
        //! Bogenmas, um dem der Vektor gedreht werden soll
        static Mat3 rotation(T radian)
        {
            const T cosTheta = (T)lowPrecisionCos(radian);
            const T sinTheta = (T)lowPrecisionSin(radian);
            Mat3 r = {cosTheta, -sinTheta, 0, sinTheta, cosTheta, 0, 0, 0, 1};
            return r;
        }

        //! Erzeugt eine Matrix, die einen Vektor skalliert. wenn sie mit ihm
        //! multipliziert wird \param faktor Der Faktor, um den Skalliert werden
        //! soll
        static Mat3 scaling(T faktor)
        {
            Mat3 s = {faktor, 0, 0, 0, faktor, 0, 0, 0, 1};
            return s;
        }

        //! Erzeugt eine Matrix, die einen Vektor verschiebt, wenn sie mit ihm
        //! multipliziert wird \param offset Die x und y Werte, die zu dem
        //! Vektor dazu addiert werden sollen
        static Mat3 translation(const Vec2<T> offset)
        {
            Mat3 t = {1, 0, offset.x, 0, 1, offset.y, 0, 0, 1};
            return t;
        }

        //! Erzeugt eine MAtrix, die mit allem multiplizert werden kann, ohne es
        //! zu verändern
        static Mat3 identity()
        {
            Mat3 i = {1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1};
            return i;
        }
    };
} // namespace Framework

#endif