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目录
- Qt中QVector4D类详解（基于Qt 5.15版本）
- 一、类的引言
- 二、使用范围
- 三、类的头文件
- 四、类的继承
- 五、类的构造介绍
- 六、共有函数介绍
- 七、static函数介绍
- 八、运算符重载
- 九、详细代码举例
Qt中QVector4D类详解（基于Qt 5.15版本）
一、类的引言
QVector4D类是Qt框架中用于表示和操作四维向量或顶点的核心类。它广泛应用于3D图形渲染、物理模拟、动画以及任何需要四维空间表示的领域。QVector4D通过存储四个浮点数（x, y, z, w）来定义其在四维空间中的位置和方向。
官方文档：https://doc.qt.io/qt-5/qvector4d.html
二、使用范围
QVector4D类的使用范围包括但不限于：
- 3D图形渲染：在3D图形编程中，QVector4D常用于表示顶点坐标、颜色值（包括透明度）、纹理坐标等。
- 物理模拟：在物理引擎中，QVector4D可用于表示力和速度等物理量的四维向量。
- 动画：在动画系统中，QVector4D可用于表示关键帧的插值数据。
- 数学计算：QVector4D提供了丰富的数学函数，如点积、叉积、归一化等，方便进行四维向量的各种计算。
三、类的头文件
在Qt 5.15版本中，QVector4D类的头文件是<QVector4D>，它位于QtCore模块中。因此，在使用QVector4D类之前，需要在项目的.pro文件中添加QT += core配置，以包含QtCore模块。
四、类的继承
QVector4D类是一个独立的类，不继承自其他类。它实现了对四维向量的表示和操作功能，是Qt几何数据类体系中的一个重要组成部分。
五、类的构造介绍
QVector4D类提供了多个构造函数，允许以不同的方式初始化四维向量：
QVector4D()：构造一个默认的QVector4D对象，其x、y、z、w分量均被设置为0.0。QVector4D(float xpos, float ypos, float zpos, float wpos)：构造一个具有指定x、y、z、w分量的QVector4D对象。QVector4D(const QPoint &point)：根据二维点构造QVector4D对象，其z和w分量被设置为0.0。QVector4D(const QPointF &point)：与上一个构造函数类似，但使用QPointF对象作为输入。QVector4D(const QVector2D &vector)：根据二维向量构造QVector4D对象，其z和w分量被设置为0.0。QVector4D(const QVector2D &vector, float zpos, float wpos)：根据二维向量和指定的z、w分量构造QVector4D对象。QVector4D(const QVector3D &vector)：根据三维向量构造QVector4D对象，其w分量被设置为0.0。QVector4D(const QVector3D &vector, float wpos)：根据三维向量和指定的w分量构造QVector4D对象。
六、共有函数介绍
QVector4D类提供了以下共有成员函数，用于操作和查询四维向量的属性：
float x() const：返回x分量。float y() const：返回y分量。float z() const：返回z分量。float w() const：返回w分量。void setX(float x)：设置x分量。void setY(float y)：设置y分量。void setZ(float z)：设置z分量。void setW(float w)：设置w分量。bool isNull() const：如果x、y、z、w分量都等于0.0（考虑到浮点数精度），则返回true。float length() const：返回向量的长度（模）。float lengthSquared() const：返回向量长度的平方，避免了开方运算，通常用于比较长度时提高效率。QVector4D normalized() const：返回向量的归一化形式（单位向量），不改变原向量。void normalize()：就地（in-place）归一化向量，如果向量是零向量或长度非常接近1，则不进行任何操作。QVector4D &operator*=(float factor)：将向量乘以一个标量因子。QVector4D &operator*=(const QVector4D &vector)：将向量与另一个向量进行分量乘法运算。QVector4D &operator+=(const QVector4D &vector)：将向量与另一个向量进行分量加法运算。QVector4D &operator-=(const QVector4D &vector)：将向量与另一个向量进行分量减法运算。QVector4D &operator/=(float divisor)：将向量除以一个标量因子。QVector4D &operator/=(const QVector4D &vector)：将向量与另一个向量进行分量除法运算（对应分量相除）。
七、static函数介绍
在Qt 5.15版本中，QVector4D类提供了一个static成员函数：
static float dotProduct(const QVector4D &v1, const QVector4D &v2)：计算两个向量的点积。
八、运算符重载
QVector4D类支持以下运算符重载，使得向量的操作更加直观和方便：
QVector4D operator+(const QVector4D &vector)：向量加法。QVector4D operator-(const QVector4D &vector)：向量减法。QVector4D operator*(float factor)：向量与标量乘法。QVector4D operator*(const QVector4D &vector)：向量与向量分量乘法（不同于operator*=(const QVector4D &vector)，后者会修改原向量）。QVector4D operator/(float divisor)：向量与标量除法。QVector4D operator/(const QVector4D &divisor)：向量与向量分量除法（对应分量相除）。bool operator==(const QVector4D &vector)：向量相等比较。bool operator!=(const QVector4D &vector)：向量不等比较。
此外，QVector4D类还支持类型转换运算符operator QVariant() const，允许将QVector4D对象转换为QVariant对象。
九、详细代码举例
以下是一个使用QVector4D类的详细代码示例：
#include <QCoreApplication>
#include <QVector4D>
#include <QDebug>
int main(int argc, char *argv[])
{
QCoreApplication a(argc, argv);
// 构造QVector4D对象
QVector4D vector1(1.0f, 2.0f, 3.0f, 4.0f);
QVector4D vector2(5.0f, 6.0f, 7.0f, 8.0f);
// 输出向量的分量
qDebug() << "Vector1:" << "x=" << vector1.x() << ", y=" << vector1.y() << ", z=" << vector1.z() << ", w=" << vector1.w();
qDebug() << "Vector2:" << "x=" << vector2.x() << ", y=" << vector2.y() << ", z=" << vector2.z() << ", w=" << vector2.w();
// 向量加法
QVector4D sum = vector1 + vector2;
qDebug() << "Sum:" << "x=" << sum.x() << ", y=" << sum.y() << ", z=" << sum.z() << ", w=" << sum.w();
// 向量减法
QVector4D difference = vector1 - vector2;
qDebug() << "Difference:" << "x=" << difference.x() << ", y=" << difference.y() << ", z=" << difference.z() << ", w=" << difference.w();
// 向量与标量乘法
QVector4D scaledVector = vector1 * 2.0f;
qDebug() << "Scaled Vector1:" << "x=" << scaledVector.x() << ", y=" << scaledVector.y() << ", z=" << scaledVector.z() << ", w=" << scaledVector.w();
// 向量点积
float dotProd = QVector4D::dotProduct(vector1, vector2);
qDebug() << "Dot Product:" << dotProd;
// 向量归一化
QVector4D normalizedVector = vector1.normalized();
qDebug() << "Normalized Vector1:" << "x=" << normalizedVector.x() << ", y=" << normalizedVector.y() << ", z=" << normalizedVector.z() << ", w=" << normalizedVector.w();
// 向量长度
float length = vector1.length();
qDebug() << "Length of Vector1:" << length;
return a.exec();
}
在这个示例中，我们创建了两个QVector4D对象vector1和vector2，并使用了加法、减法、与标量乘法、点积、归一化和长度计算等成员函数来操作它们。此外，我们还展示了如何使用qDebug()函数输出向
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