関数プログラミングP58座標変換

coord.c

/* coord.c
   $ gcc -o coord coord.c -W -Wall -Wextra -lm -ansi -pedantic
   $ ./coord
    (-0.000000,-0.707107)
    (-0.707107,0.000000)
    (0.000000,0.707107)
    (0.707107,-0.000000)
*/

#include <stdio.h>
#include <math.h>

/* 座標の型 */
typedef struct {
    double x;
    double y;
} coord_t;

/* 座標変換設定 */
typedef struct  {
    coord_t rotAt; /* 回転中心座標 */
    double theta; /* 回転量[ラジアン] */
    double ofs_x; /* X軸方向平行移動量 */
    double ofs_y; /* Y軸方向平行移動量 */
} config_t;

typedef coord_t (*converter_t)(coord_t);

/* 並行移動のプリミティブ */
coord_t trans(double dx, double dy, coord_t coord) {
    coord_t result = coord;
    result.x += dx;
    result.y += dy;
    return result;
}

/* 原点中心回転のプリミティブ */
coord_t rotate(double thela, coord_t coord) {
    coord_t result = {0, 0};
    result.x = cos(thela) * coord.x - sin(thela) * coord.y;
    result.y = sin(thela) * coord.x + cos(thela) * coord.y;
    return result;
}

/* 設定を元にした並行移動 */
coord_t trans_by_config(config_t config, coord_t coord) {
    return trans(config.ofs_x, config.ofs_y, coord);
}

/* 設定を元にした回転 */
coord_t rotate_by_config(config_t config, coord_t coord) {
    coord_t pre_trans = trans(-config.rotAt.x, -config.rotAt.y, coord);
    coord_t rotated = rotate(config.theta, pre_trans);
    coord_t post_trans = trans(config.rotAt.x, config.rotAt.y, rotated);
    return post_trans;
}

/* 設定を元にした座標変換 */
coord_t convert_by_config(config_t config, coord_t coord) {
    return trans_by_config(config, rotate_by_config(config, coord));
}

/* 座標すべてに同じ変換を適用 */
void map_to_coords(converter_t conv, size_t n, coord_t* in_coord, coord_t* out_coord) {
    unsigned int i = 0;
    for (i = 0; i < n; i++) out_coord[i] = conv(in_coord[i]);
}

int main(void)
{
    /* (0.5, 0.5)を中心に反時計回りに45度回転させ、(-0.5 -0.5)並列移動させる設定 */
    config_t config = { {0.5, 0.5}, 3.141592653589793 / 4, -0.5, -0.5 };
    /* 変換前の座標、たとえばこの４点からなる正方形 */
    coord_t unit_rect[] = { {0, 0}, {0, 1}, {1, 1}, {1, 0} };
    /* 変換後の座標 */
    coord_t converted_rect[] = { {0, 0}, {0, 0}, {0, 0}, {0, 0} };

    /* map_to_coordsが使いたいが、 */
    /* convert_by_configと簡単には組み合わせられない */
    /* しかたないのでループ */

    { unsigned int i = 0;
        for (i = 0; i < sizeof(unit_rect)/sizeof(unit_rect[0]); i++)
            converted_rect[i] = convert_by_config(config, unit_rect[i]);
    }

    { unsigned int i = 0;
        for (i = 0; i < sizeof(converted_rect)/sizeof(converted_rect[0]); i++)
            printf("(%.6f,%.6f)\n", converted_rect[i].x, converted_rect[i].y);
    }
    return 0;
}