]> pd.if.org Git - hexagon/blobdiff - lib/hexagon.c
move library source into lib
[hexagon] / lib / hexagon.c
diff --git a/lib/hexagon.c b/lib/hexagon.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..155a5d2
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,574 @@
+#include "hexagon.h"
+
+#include <math.h>
+#include <stdio.h>
+#include <stdlib.h>
+#include <limits.h>
+
+/* constructor function */
+struct HL_hex HL_hex_xy(int x, int y) {
+       struct HL_hex h;
+       h.x = x;
+       h.y = y;
+       return h;
+}
+
+int HL_hex_cmp(struct HL_hex const *a, struct HL_hex const *b) {
+        if (a->x != b->x) {
+                return a->x > b->x ? 1 : -1;
+        }
+        if (a->y != b->y) {
+                return a->y > b->y ? 1 : -1;
+        }
+        return 0;
+}
+
+int HL_hex_eq(struct HL_hex const *a, struct HL_hex const *b) {
+        return a->x == b->x && a->y == b->y;
+}
+
+/*
+ * This file is written by Nathan Wagner and dedicated to the public
+ * domain
+ */
+
+double HL_vertexv[12] = {
+       .577350269189625764509148780502, 0.0,
+       .288675134594812882254574390251, 0.5,
+       -.288675134594812882254574390251, 0.5,
+       -.577350269189625764509148780502, 0.0,
+       -.288675134594812882254574390251, -0.5,
+       .288675134594812882254574390251, -0.5};
+
+double HL_fand[16] = {
+       0.0, 0.0,
+       .577350269189625764509148780502, 0.0,
+       .288675134594812882254574390251, 0.5,
+       -.288675134594812882254574390251, 0.5,
+       -.577350269189625764509148780502, 0.0,
+       -.288675134594812882254574390251, -0.5,
+       .288675134594812882254574390251, -0.5,
+       .577350269189625764509148780502, 0.0
+};
+
+double HL_hfand[16] = {
+       0.0, 0.0,
+       0.0, .577350269189625764509148780502,
+       0.5, .288675134594812882254574390251,
+       0.5, -.288675134594812882254574390251,
+       0.0, -.577350269189625764509148780502,
+       -0.5, -.288675134594812882254574390251,
+       -0.5, .288675134594812882254574390251,
+       0.0, .577350269189625764509148780502
+};
+
+float HL_fanf[16] = {
+       0.0f, 0.0f,
+       .577350269189625764509148780502f, 0.0f,
+       .288675134594812882254574390251f, 0.5f,
+       -.288675134594812882254574390251f, 0.5f,
+       -.577350269189625764509148780502f, 0.0f,
+       -.288675134594812882254574390251f, -0.5f,
+       .288675134594812882254574390251f, -0.5f,
+       .577350269189625764509148780502f, 0.0f
+};
+
+float HL_hfanf[16] = {
+       0.0f, 0.0f,
+       0.0f, .577350269189625764509148780502f,
+       0.5f, .288675134594812882254574390251f,
+       0.5f, -.288675134594812882254574390251f,
+       0.0f, -.577350269189625764509148780502f,
+       -0.5f, -.288675134594812882254574390251f,
+       -0.5f, .288675134594812882254574390251f,
+       0.0f, .577350269189625764509148780502f
+};
+
+/* size of a square that will exactly fit in a hexagon */
+/* 2.0/(1+sqrt(3.0)) */
+double HL_square = .73205080756887729352;
+
+/* these all are for a hex one unit across */
+static double          hexptvd[6][2] = {
+       {.577350269189625764509148780502, 0.0}, /* 1.0/sqrt3 */
+       {.288675134594812882254574390251, 0.5}, /* 0.5/sqrt3 */
+       {-.288675134594812882254574390251, 0.5},
+       {-.577350269189625764509148780502, 0.0},
+       {-.288675134594812882254574390251, -0.5},
+       {.288675134594812882254574390251, -0.5}
+};
+
+#if 0
+
+/* TODO how is this related? to the above? */
+static double          texptvd[6][2] = {
+       {1.154700538379251529018297561004, 0.5},        /* 2.0/sqrt3 */
+       {.866025403784438646763723170753, 1.0}, /* 1.5/sqrt3 */
+       {.288675134594812882254574390251, 1.0},
+       {0.0, 0.5},
+       {.288675134594812882254574390251, 0.0},
+       {.866025403784438646763723170753, 0.0}
+};
+
+static double          hexpthd[6][2] = {
+       {0.0, .577350269189625764509148780502},
+       {0.5, .288675134594812882254574390251},
+       {0.5, -.288675134594812882254574390251},
+       {0.0, -.577350269189625764509148780502},
+       {-0.5, -.288675134594812882254574390251},
+       {-0.5, .288675134594812882254574390251}
+};
+
+#endif
+
+#define RD (180.0 / M_PI)
+/* angle ranges from 0-6 */
+/* distance is 0 at origin, 1.0 at the hex side */
+
+#if 0
+       double sqrt3;
+
+       sqrt3 = sqrt(3.0);
+
+        1
+      /---\
+    2/     \0
+    /       \
+    \       /
+    3\     /5
+      \---/
+        4
+
+      /\
+    0/  \5
+    /    \
+    |    |
+   1|    |4
+    |    |
+    \    /
+    2\  /3
+      \/
+
+#endif
+
+/* return the polar distance */
+struct HL_point HL_polar(double angle, double distance, double *d) {
+       double A, B, C, b;
+       struct HL_point pt;
+
+#if 0
+           C
+          /\
+       b /  \ a
+        /    \
+       /      \
+     A -------- B
+           c
+
+     c = 1 ; fixed, will scale later
+     B = 60 ; exterior angle of hextant
+     C = 180-B-A = 120-A ; sum of angles of a triangle
+     A = function argument ; the polar coordinate we are calculating
+     b = c * sin(B) / sin(C) ; law of sines
+
+#endif
+       /* convert angle to radians */
+       angle = angle * M_PI / 3.0;
+
+       /* calculate the distance along the ray to the hex side */
+
+       A = fmod(angle, M_PI/3.0); /* constrain to within an equilateral */
+       B = M_PI / 3.0;
+       C = M_PI - B - A;
+
+       b = sin(B) / sin(C);
+
+       /* scale for hex one unit from side to side, rather than
+        * one unit from center to vertex
+        */
+/*     b = b * sqrt(3.0) / 2.0 / 2.0; */
+       b = b / sqrt(3);
+
+       pt.x = distance * b * cos(angle);
+       pt.y = distance * b * sin(angle);
+       
+       if (d) {
+               *d = distance * b;
+       }
+
+       return pt;
+}
+
+void HL_vertices(struct HL_hex hex, double *vc) {
+       int i;
+       double xc, yc;
+       struct HL_point center;
+
+       center = HL_hexcenter(hex);
+       xc = center.x;
+       yc = center.y;
+
+       for (i=0; i<6; i++) {
+               *vc++ = hexptvd[i][0] + xc;
+               *vc++ = hexptvd[i][1] + yc;
+       }
+       *vc++ = hexptvd[0][0] + xc;
+       *vc++ = hexptvd[0][1] + yc;
+}
+
+#if 0
+void HL_trianglefan(int cantor, double *vc) {
+       HL_hexcenter(cantor, vc, vc+1);
+       HL_vertices(cantor, vc+2);
+}
+#endif
+
+struct HL_point HL_hexcenter(struct HL_hex hex) {
+       int x, y;
+       struct HL_point center;
+       double yc;
+
+       double stride = 1.5/sqrt(3.0);
+
+       x = hex.x;
+       y = hex.y;
+
+       center.x = x * stride;
+
+       if (x >= 0) yc = y + ((x + 1) % 2) / 2.0 - 0.5;
+       if (x < 0) yc = y + ((-x + 1) % 2) / 2.0 - 0.5;
+
+       center.y = yc;
+
+       return center;
+}
+
+/*
+ * This function assumes that the hexes are one unit across, and vertically
+ * oriented.  If that is not the case, you will need to transform
+ * your input coordinates first.
+ */
+struct HL_hex HL_bin(double x, double y) {
+       return HL_hexbin(1.0, x, y);
+}
+
+struct HL_isohex HL_xy2ijk(struct HL_hex hex) {
+       int pi, pj, pk;
+       int x, y;
+       struct HL_isohex iso;
+
+       x = hex.x;
+       y = hex.y;
+
+       pi = x;
+       pj = -y;
+
+       if (x < 0) {
+               pj = pj + (-x + 1) / 2;
+       } else {
+               pj = pj - x/2;
+       }
+       pk = -pi - pj;
+
+       iso.i = pi;
+       iso.j = pj;
+       iso.k = pk;
+
+       return iso;
+}
+
+#if 0
+
+static int xy2ijk(int x, int y, int *i, int *j, int *k) {
+       int pi, pj, pk;
+
+       pi = x;
+       pj = -y;
+       if (x < 0) {
+               pj = pj + (-x + 1) / 2;
+       } else {
+               pj = pj - x/2;
+       }
+       pk = -pi - pj;
+
+       if (i) *i = pi;
+       if (j) *j = pj;
+       if (k) *k = pk;
+
+       return HL_cantor_xy(x,y);
+}
+static int ijk2xy(int i, int j, int k, int *x, int *y) {
+       int px, py;
+
+       px = i;
+
+       /* py = -j - i/2; */
+       py = -j;
+
+       if (i < 0) {
+               py += (-i + 1)/2;
+       } else {
+               py -= i/2;
+       }
+
+       if (x) *x = px;
+       if (y) *y = py;
+
+       return HL_cantor_xy(px,py);
+}
+
+#endif
+
+struct HL_hex HL_ijk2xy(struct HL_isohex iso) {
+       int px, py;
+       struct HL_hex xy;
+       int i,j;
+
+       i = iso.i;
+       j = iso.j;
+
+       px = i;
+
+       /* py = -j - i/2; */
+       py = -j;
+
+       if (i < 0) {
+               py += (-i + 1)/2;
+       } else {
+               py -= i/2;
+       }
+
+       xy.x = px;
+       xy.y = py;
+
+       return xy;
+}
+
+
+static void xy2ijkp(struct HL_hex h, int *ijk) {
+       struct HL_isohex iso;
+
+       iso = HL_xy2ijk(h);
+       ijk[0] = iso.i;
+       ijk[1] = iso.j;
+       ijk[2] = iso.k;
+}
+
+int HL_distance(struct HL_hex from, struct HL_hex to) {
+       int dist = 0, i;;
+       int fc[3], tc[3];
+
+       xy2ijkp(from, fc);
+       xy2ijkp(to, tc);
+
+       for (i=0;i<=2;i++) {
+               dist += abs(fc[i] - tc[i]);
+       }
+
+       return dist / 2;
+}
+
+int HL_hexes_within_range(struct HL_hex hex, int range, struct HL_hex *list, int size) {
+       int count = 0;
+       int i;
+
+       if (range == 0) {
+               return HL_hexes_at_range(hex, 0, list, size);
+       }
+
+       for (i=1;i<=range;i++) {
+               count += HL_hexes_at_range(hex, i, count > size ? 0 : list+count, size-count);
+       }
+       return count;
+}
+
+int HL_hexes_at_range(struct HL_hex hex, int range, struct HL_hex *list, int size) {
+       int q; /* p and q are count/loop vars */
+       struct HL_isohex iso;
+
+
+       if (range == 0) {
+               if (list) {
+                       list[0] = hex;
+               }
+               return 1;
+       } else if (range < 0) {
+               return 0;
+       }
+
+       /* TODO don't bother to collect if the list isn't big enough? */
+       /* i.e. if (!list || size < range * 6) */
+       if (!list || size < 1) return range * 6;
+
+       iso = HL_xy2ijk(hex);
+
+       iso.i += range;
+       iso.k = -iso.i - iso.j;
+
+       hex = HL_ijk2xy(iso);
+
+       for(q=0; q<size && q < range * 6; q++) { 
+               list[q] = hex;
+               hex = HL_adjhex(hex, q/range+2);
+       }
+
+       return range * 6;
+}
+
+/* direction 0 is positive X , counter clockwise from there */
+struct HL_hex HL_adjhex(struct HL_hex hex, int dir) {
+       int c[3];
+       struct HL_isohex iso;
+
+       iso = HL_xy2ijk(hex);
+       c[0] = iso.i;
+       c[1] = iso.j;
+       c[2] = iso.k;
+
+       switch (dir%6) {
+               case 2:
+                       c[0]--; c[1]++; break;
+               case 1:
+                               c[1]++; c[2]--; break;
+               case 0:
+                       c[0]++;         c[2]--; break;
+               case 5:
+                       c[0]++; c[1]--; break;
+               case 4:
+                               c[1]--; c[2]++; break;
+               case 3:
+                       c[0]--;       ; c[2]++; break;
+       }
+
+       iso.i = c[0];
+       iso.j = c[1];
+       iso.k = c[2];
+
+       return HL_ijk2xy(iso);
+}
+
+int HL_adjhexp(struct HL_hex hex, int dir, struct HL_hex *adj) {
+       if (adj) {
+               *adj = HL_adjhex(hex, dir);
+       }
+       return dir;
+}
+
+/* Determine if a map with these dimensions will overflow */
+int HL_map_bounds_ok(int xdim, int ydim) {
+       
+       /* return (x+y) * (x + y + 1) / 2 + y+1; */
+
+       if (INT_MAX - xdim - 1 < ydim) return 0;
+       if (INT_MAX / (xdim+ydim) < (xdim+ydim+1)) return 0;
+       if ( (xdim+ydim) * (xdim+ydim+1) / 2 > INT_MAX - ydim - 1)
+               return 0;
+
+       return 1;
+}
+
+int HL_map_max_dimension(void) {
+       int low, high, try;
+
+       low = 1; high = INT_MAX/2;
+
+        while (low != high - 1) {
+                try = (low + high) / 2;
+                if (HL_map_bounds_ok(try,try)) {
+                        low = try;
+                } else {
+                        high = try;
+                }
+        }
+
+        return low;
+}
+
+struct hex {
+        int iso;
+        int x, y, z;
+};
+
+/* y *must* be positive down as the xy /iso conversion assumes this */
+static int hex_xy(struct hex *h) {
+       if (!h->iso) return 1;
+       if (h->x >= 0) {
+               h->y = -h->y - (h->x+1)/2;
+       } else {
+               /* need to round toward -inf, not toward zero, so x-1 */
+               h->y = -h->y - h->x/2;
+       }
+       h->iso = 0;
+
+       return 1;
+}
+
+#if 0
+
+static int hex_iso(struct hex *h) {
+       if (h->iso) return 1;
+
+       if (h->x >= 0) {
+               h->y = (-h->y - (h->x+1)/2);
+       } else {
+               /* need to round toward -inf, not toward zero, so x-1 */
+               h->y = (-h->y - (h->x)/2);
+       }
+
+       h->z = -h->x - h->y;
+       h->iso = 1;
+       return 1;
+}
+
+#endif
+
+#define COS30 (.866025403784438646763723170752)
+
+struct HL_hex HL_hexbin(double width, double x, double y) {
+       double z, rx, ry, rz;
+       double abs_dx, abs_dy, abs_dz;
+       int ix, iy, iz, s;
+       struct hex h;
+       struct HL_hex hex;
+
+       /*x = x / cos(30 * M_PI / 180.0); */ /* rotated X coord */
+       x = x / COS30;
+       y = y - x / 2.0; /* adjustment for rotated X */
+
+       /* adjust for actual hexwidth */
+       x /= width;
+       y /= width;
+
+       z = -x - y;
+
+       ix = rx = floor(x + 0.5);
+       iy = ry = floor(y + 0.5);
+       iz = rz = floor(z + 0.5);
+
+       s = ix + iy + iz;
+
+       if (s) {
+               abs_dx = fabs(rx - x);
+               abs_dy = fabs(ry - y);
+               abs_dz = fabs(rz - z);
+
+               if (abs_dx >= abs_dy && abs_dx >= abs_dz) {
+                       ix -= s;
+               } else if (abs_dy >= abs_dx && abs_dy >= abs_dz) {
+                       iy -= s;
+               } else {
+                       iz -= s;
+               }
+       }
+       h.x = ix;
+       h.y = iy;
+       h.z = iz;
+       h.iso = 1;
+
+       hex_xy(&h);
+
+       hex.x = h.x;
+       hex.y = h.y;
+
+       return hex;
+}