a23_usm002 のバックアップ(No.6)

a23_useSelfMade #2

(by K, 2023.01.18)

2023.01.18 Wed #1

自作言語を作ってみてわかったのですが、C言語の { } を省略できるルールがかなり面倒です。たとえばforの中にifがあったとして、そのifの直後にelseが来るかどうかでforを閉じるタイミングが変わるので、処理が難しくなります（elseが来なければifの直後のセミコロンまでがforの範囲だけど、elseが来たらelseの終わりまで延長される。つまり先読みしないと閉じていいかどうか決められない）。
でも一方で、 } のためだけに1行を使うのは行数が増えて悲しいです。だから私は今まで { } の省略を結構使ってきたのです（悲しいのは、できるだけ行数を減らしたいというこだわりと、行数が少なくなれば1画面あたりに表示できる情報量が増えるのに・・・、の2点による感想です）。

私は悩みました。こんな記法がこの先何十年も使われたら、その都度言語屋さんは苦労し続けるのです。それは良くないです。こんなのは終わらせるべきです。実行しやすい形式こそ次世代に残すべきものです。・・・でもやっぱり行数は減らしたい・・・。

ということで以下のような新スタイルを考えました。
- まあとにかく、基本的にはK&Rスタイル。
- でも { } は一切省略しない。
- でも } だけの行は行数がもったいないので、 } だけになったら前の行の末尾にくっつける。
- それだと繰り返し範囲がわかりにくいと思うかもしれないけど、インデントはそのままるので大丈夫（かな？）。Pythonだってインデントだけで繰り返し範囲を表現できているのだから、このスタイルもきっと慣れれば何とかなるはずだ！
- if～gotoや、if～breakや、if～continueは例外で、{ } をつけなくてもよい（これでひとかたまりの命令だと思うから）。
とりあえずこのスタイルに名前を付けておきます。KRKスタイルってことにします。

ということで書き直した 3dwave.c[14行] です。

AWin *w = aOpenWin(640, 480, "3dwave");
int r, x, y, gx[42][42], gy[42][42];
for (r = 0; AWin_isClose(w) == 0; r--) {
    aFillRect(w, 640, 480, 0, 0, 0x000000);
    for (y = -20; y <= 21; y++) {
        for (x = -20; x <= 21; x++) {
            float d = sqrt(x * x + y * y), z = sin(r * 0.1 + d) * 50 / (d + 5);
            int x0 = x + 19, y0 = y + 19, x1 = x + 20, y1 = y + 20;
            gx[y1][x1] = (x * 2 - y * 2 + z * 0) * 4 + 320;
            gy[y1][x1] = (x * 2 + y * 2 + z * 1) * 2 + 240;
            if (x0 >= 0 && y0 >= 0) {
                aDrawLine(w, gx[y0][x0], gy[y0][x0], gx[y0][x1], gy[y0][x1], 0x00ffff);
                aDrawLine(w, gx[y0][x0], gy[y0][x0], gx[y1][x0], gy[y1][x0], 0x00ffff); }}}
    aWait(8); }

http://k.osask.jp/files/pic20230117a.png

実行すると分かりますが、波が動きます。

この「実行しやすい形式こそ次世代に残すべき」というのは結構説得力があって（私には）、行ごとのセミコロンの省略も手元で実行する程度のものならいいけど、そうでなければちゃんとつけておくほうがいい気がしました。今はカッコのネストを見ながらセミコロンを付けるかどうか判定しているのですが、あまり良くないなあ、と。文字列リテラルが連続する場合を考慮できていないし・・・。
- ということで、これも修正。

↑

2023.01.18 Wed #2

とにかくどんどん使わないと自分のツールの良さも悪さも分からないので、過去作をeasy-Cに移植していくことにしました。

kcubei.c[38行]

static int sqr[24] = { 7,6,2,3, 6,4,0,2, 1,0,4,5, 7,3,1,5, 3,2,0,1, 7,5,4,6 };
int vertx[8], verty[8], vertz[8], vx[8], vy[8], vz[8], sx[8], sy[8];
int centerz[7], buf0[160], buf1[160], thx, thy, thz, xp, xa, yp, ya, zp, za, xt, yt, zt, t;
AWin *w = aOpenWin(256, 160, "kcube-i"); int ymin, ymax, x, y, c, dx, *buf, y1;
for (i = 0; i < 8; i++) {
    vertx[i] = ( (i >> 2)      * 2 - 1) * 50;
    verty[i] = (((i >> 1) & 1) * 2 - 1) * 50;
    vertz[i] = (( i       & 1) * 2 - 1) * 50; }
for (thx = thy = thz = 0; AWin_isClose(w) == 0; ) {
    thx = thx + 182; xp = aFf16Cos(thx); xa = aFf16Sin(thx);
    thy = thy + 273; yp = aFf16Cos(thy); ya = aFf16Sin(thy);
    thz = thz + 364; zp = aFf16Cos(thz); za = aFf16Sin(thz);
    for (i = 0; i < 8; i++) {
        zt = vertz[i] * xp + verty[i] * xa;  // x軸の周りに回す.
        yt = verty[i] * xp - vertz[i] * xa;
        xt = vertx[i] * yp + aMul64Shr(zt, ya, 16);  // y軸の周りに回す.
        vz[i] = aMul64Shr(zt, yp, 16) - vertx[i] * ya;
        vx[i] = aMul64Shr(xt, zp, 16) - aMul64Shr(yt, za, 16); // z軸の周りに回す.
        vy[i] = aMul64Shr(yt, zp, 16) + aMul64Shr(xt, za, 16);
        t = 9830400 / ((vz[i] + 26214400) >> 16);
        sx[i] = aMul64Shr(vx[i], t, 31) + 128;
        sy[i] = aMul64Shr(vy[i], t, 31) +  80; }
    for (l = 0; l < 6 * 4; l += 4) {
        centerz[l / 4] = vz[sqr[l]] + vz[sqr[l+1]] + vz[sqr[l+2]] + vz[sqr[l+3]] + 0x70000000; }
   aWait(50); aFillRect(w, 160, 160, 48, 0, 0x000000);
   for (centerz[6] = 0; (i = aArgMaxLstInt(centerz, 0, 7)) < 6; centerz[i] = 0) {
        ymin = 99999; ymax = 0; c = AWin_col16(i + 1);
        for (l = 0; l < 4; l++) {
            j = sqr[i * 4 + (l + 3) % 4]; k = sqr[i * 4 + l];
            buf = buf0; AUpdateMinMax(ymin, ymax, sy[k]);
            if (sy[j] == sy[k]) continue;
            if (sy[j] > sy[k]) {
                buf = buf1; m = j; j = k; k = m; }
            y1 = sy[k]; dx = (sx[k] - sx[j]) * 65536 / (y1 - sy[j]); x = sx[j] * 65536 + 32768;
            for (y = sy[j]; y <= y1; y++) {
                buf[y] = x >> 16; x += dx; }}
        for (y = ymin; y <= ymax; y++) {
            aFillRect(w, buf1[y] - buf0[y] + 1, 1, buf0[y], y, c); }}}

http://k.osask.jp/files/pic20230118a.png

実行すると分かりますが、立方体が回転します。

↑

2023.01.19 Thu #1

昨日のkcubei.cは整数演算のみのバージョンですが、おおもとのオリジナル通り浮動小数点演算も自由に使ったらどうなるか知りたくて、書いてみました。
10行減って、28行になりました。回転キューブが28行で書ける日が来るとは・・・。

kcube.c[28行]

static int sqr[24] = { 7,6,2,3, 6,4,0,2, 1,0,4,5, 7,3,1,5, 3,2,0,1, 7,5,4,6 };
int sx[8], sy[8], buf0[160], buf1[160], ymin, ymax, x, y, c, dx, *buf, y1;
AWin *w = aOpenWin(256, 160, "kcube"); AVec3 vert[8], v[8], th; double centerz[7];
for (i = 0; i < 8; i++) {
    vert[i] = AVec3_mul(100, AVec3_new((i >> 2) - 0.5, ((i >> 1) & 1) - 0.5, (i & 1) - 0.5)); }
for (th = AVec3_new(0, 0, 0); AWin_isClose(w) == 0; ) {
    th = AVec3_add(th, AVec3_mul(2 * 3.14159265358979323 / 65536, AVec3_new(182, 273, 364)));
    AMat33 mat = AMat33_mul(AMat33_rotZ(th.z), AMat33_mul(AMat33_rotY(th.y), AMat33_rotX(th.x)));
    for (i = 0; i < 8; i++) {
        v[i] = AMat33Vec3_mul(mat, vert[i]);
        sx[i] = v[i].x * 300 / (v[i].z + 400) + 128;
        sy[i] = v[i].y * 300 / (v[i].z + 400) +  80; }
    for (l = 0; l < 6 * 4; l += 4) {
        centerz[l / 4] = v[sqr[l]].z + v[sqr[l+1]].z + v[sqr[l+2]].z + v[sqr[l+3]].z + 1e6; }
    aWait(50); aFillRect(w, 160, 160, 48, 0, 0x000000);
    for (centerz[6] = 0; (i = aArgMaxLstDbl(centerz, 0, 7)) < 6; centerz[i] = 0) {
        ymin = 99999; ymax = 0; c = AWin_col16(i + 1);
        for (l = 0; l < 4; l++) {
            j = sqr[i * 4 + (l + 3) % 4]; k = sqr[i * 4 + l];
            buf = buf0; AUpdateMinMax(ymin, ymax, sy[k]);
            if (sy[j] == sy[k]) continue;
            if (sy[j] > sy[k]) {
                buf = buf1; m = j; j = k; k = m; }
            y1 = sy[k]; dx = (sx[k] - sx[j]) * 65536 / (y1 - sy[j]); x = sx[j] * 65536 + 32768;
            for (y = sy[j]; y <= y1; y++) {
                buf[y] = x >> 16; x += dx; }}
        for (y = ymin; y <= ymax; y++) {
            aFillRect(w, buf1[y] - buf0[y] + 1, 1, buf0[y], y, c); }}}

http://k.osask.jp/files/pic20230119a.png

なんとなくacl1のライブラリ関数について説明を書いておきます。
- AMat33_rotX: x軸まわりの3x3の回転行列を返します。
- aArgMaxLstDbl: double型の配列と、添え字の範囲[i0, i1)を渡すと、その範囲での最大値を探して、その時のiを返します。もし最大値が複数あるときは一番最後（Lst）に見つかったものを返します。
- AUpdateMinMax: min値、max値、監視対象の変数を指定すると、監視対象変数の内容に応じてminやmaxの変数を更新します。そういうマクロです。マクロなので、変数の型はintでもfloatでもdoubleでもポインタでもOKです。

このプログラムの最大の見どころは、描画関数として aFillRect しか使ってないということです（矩形描画）。3D描画用の便利なライブラリを使ったとかじゃないのです。見ればわかりますが、行列とかベクトルの基本的な演算（和とか積とか）と上記のちょっとした便利関数を使っているだけです。それでも28行で回転キューブが書けるのです。

↑

こめんと欄

コメント	お名前	NameLink