fix: remove all heap allocation for better performance in vector functions.

include/math/vector3.h

@@ -13,7 +13,7 @@ typedef struct {
  * @return  A pointer to the newly allocated 3D vector if 
  *          successful, or NULL if the allocation fails.
  */
-Vec3* vec3(float x, float y, float z);
+Vec3 vec3(float x, float y, float z);
 
 /**
  * @brief   Adds two 3D vectors in a new 3D vector.
@@ -23,7 +23,7 @@ Vec3* vec3(float x, float y, float z);
  *          representing the sum of v1 and v2.
  *          Returns NULL if the allocation fails.
  */
-Vec3* vec3Add(Vec3* v1, Vec3* v2);
+Vec3 vec3Add(Vec3 v1, Vec3 v2);
 
 /**
  * @brief   Subtracts two 3D vectors in a new 3D 
@@ -34,7 +34,7 @@ Vec3* vec3Add(Vec3* v1, Vec3* v2);
  *          representing the subtraction of v1 and v2. 
  *          Returns NULL if the allocation fails.
  */
-Vec3* vec3Sub(Vec3* v1, Vec3* v2);
+Vec3 vec3Sub(Vec3 v1, Vec3 v2);
 
 /**
  * @brief   Scales a 3D vector by a constant scalar in a 
@@ -46,7 +46,7 @@ Vec3* vec3Sub(Vec3* v1, Vec3* v2);
  *          scalar. Returns NULL if the allocation 
  *          fails.
  */
-Vec3* vec3Scale(Vec3* v, float scalar);
+Vec3 vec3Scale(Vec3 v, float scalar);
 
 /**
  * @brief   Computes the dot product of two 3D vectors
@@ -62,7 +62,7 @@ Vec3* vec3Scale(Vec3* v, float scalar);
  *          Returns NAN if one of the input vectors are 
  *          NULL.
  */
-float vec3Dot(Vec3* a, Vec3* b);
+float vec3Dot(Vec3 a, Vec3 b);
 
 /**
  * @brief   Computes the Length (magnitude) of a 3D 
@@ -72,7 +72,7 @@ float vec3Dot(Vec3* a, Vec3* b);
  *          a scalar value. Returns NAN if input vector
  *          is NULL.
  */
-float vec3Len(Vec3* v);
+float vec3Len(Vec3 v);
 
 /**
  * @brief   Normalizes the 3D vector.
@@ -82,7 +82,7 @@ float vec3Len(Vec3* v);
  *          if the input vector is a zero vector. Returns 
  *          NULL if the input pointer is invalid.
  */
-Vec3* vec3Norm(Vec3* v);
+Vec3 vec3Norm(Vec3 v);
 
 /**
  * @brief   Performs linear interpolation between two 3D 
@@ -99,7 +99,7 @@ Vec3* vec3Norm(Vec3* v);
  *          a and b. Returns NULL if any of the input vectors 
  *          is NULL.
  */
-Vec3* vec3Lerp(Vec3* a, Vec3* b, float t);
+Vec3 vec3Lerp(Vec3 a, Vec3 b, float t);
 
 /**
  * @brief   Computes the cross product of two 3D vectors.
@@ -113,7 +113,7 @@ Vec3* vec3Lerp(Vec3* a, Vec3* b, float t);
  *          the cross product of vectors a and b.
  *          Returns NULL if the allocation fails.
  */
-Vec3* vec3Cross(Vec3* a, Vec3* b);
+Vec3 vec3Cross(Vec3 a, Vec3 b);
 
 /**
  * @brief   Computes the angle between two 3D vectors.
@@ -121,7 +121,7 @@ Vec3* vec3Cross(Vec3* a, Vec3* b);
  * @param   b Pointer to the second vector.
  * @return  The angle between a and b in radians.
  */
-float vec3Angle(Vec3* a, Vec3* b);
+float vec3Angle(Vec3 a, Vec3 b);
 
 /**
  * @brief   Computes the projection of vector a onto vector b.
@@ -131,7 +131,7 @@ float vec3Angle(Vec3* a, Vec3* b);
  *          the projection of a onto b.
  *          Returns NULL if b is a zero vector.
  */
-Vec3* vec3Proj(Vec3* a, Vec3* b);
+Vec3 vec3Proj(Vec3 a, Vec3 b);
 
 /**
  * @brief   Computes the reflection of a vector v against a normal.
@@ -141,7 +141,7 @@ Vec3* vec3Proj(Vec3* a, Vec3* b);
  *          the reflection of v across normal.
  *          Returns NULL if normal is a zero vector.
  */
-Vec3* vec3Refl(Vec3* v, Vec3* normal);
+Vec3 vec3Refl(Vec3 v, Vec3 normal);
 
 /**
  * @brief   Computes the Euclidean distance between two 3D vectors.
@@ -150,7 +150,7 @@ Vec3* vec3Refl(Vec3* v, Vec3* normal);
  * @return  The scalar distance between a and b.
  *          Returns NAN if either vector is NULL.
  */
-float vec3Dist(Vec3* a, Vec3* b);
+float vec3Dist(Vec3 a, Vec3 b);
 
 /**
  * @brief   Rotates a 3D vector around a given axis by a specified angle.
@@ -161,8 +161,8 @@ float vec3Dist(Vec3* a, Vec3* b);
  *          the rotated vector.
  *          Returns NULL if axis is a zero vector.
  */
-Vec3* vec3Rotate(Vec3* v, Vec3* axis, float angle);
+Vec3 vec3Rotate(Vec3 v, Vec3 axis, float angle);
 
-void vec3Free(Vec3* v);
+void vec3Free(Vec3 v);
 
 #endif // VEC3_H

include/math/vector4.h

@@ -14,7 +14,7 @@ typedef struct {
  * @return  A pointer to the newly allocated 4D vector if 
  *          successful, or NULL if the allocation fails.
  */
-Vec4* vec4(float x, float y, float z, float w);
+Vec4 vec4(float x, float y, float z, float w);
 
 /**
  * @brief   Adds two 4D vectors in a new 4D vector.
@@ -24,7 +24,7 @@ Vec4* vec4(float x, float y, float z, float w);
  *          representing the sum of v1 and v2.
  *          Returns NULL if the allocation fails.
  */
-Vec4* vec4Add(Vec4* v1, Vec4* v2);
+Vec4 vec4Add(Vec4 v1, Vec4 v2);
 
 /**
  * @brief   Subtracts two 4D vectors in a new 4D 
@@ -35,7 +35,7 @@ Vec4* vec4Add(Vec4* v1, Vec4* v2);
  *          representing the subtraction of v1 and v2. 
  *          Returns NULL if the allocation fails.
  */
-Vec4* vec4Sub(Vec4* v1, Vec4* v2);
+Vec4 vec4Sub(Vec4 v1, Vec4 v2);
 
 /**
  * @brief   Scales a 4D vector by a constant scalar in a 
@@ -47,7 +47,7 @@ Vec4* vec4Sub(Vec4* v1, Vec4* v2);
  *          scalar. Returns NULL if the allocation 
  *          fails.
  */
-Vec4* vec4Scale(Vec4* v, float scalar);
+Vec4 vec4Scale(Vec4 v, float scalar);
 
 /**
  * @brief   Computes the dot product of two 4D vectors
@@ -63,7 +63,7 @@ Vec4* vec4Scale(Vec4* v, float scalar);
  *          Returns NAN if one of the input vectors are 
  *          NULL.
  */
-float vec4Dot(Vec4* a, Vec4* b);
+float vec4Dot(Vec4 a, Vec4 b);
 
 /**
  * @brief   Computes the Length (magnitude) of a 4D 
@@ -73,7 +73,7 @@ float vec4Dot(Vec4* a, Vec4* b);
  *          a scalar value. Returns NAN if input vector
  *          is NULL.
  */
-float vec4Len(Vec4* v);
+float vec4Len(Vec4 v);
 
 /**
  * @brief   Normalizes the 4D vector.
@@ -83,7 +83,7 @@ float vec4Len(Vec4* v);
  *          if the input vector is a zero vector. Returns 
  *          NULL if the input pointer is invalid.
  */
-Vec4* vec4Norm(Vec4* v);
+Vec4 vec4Norm(Vec4 v);
 
 /**
  * @brief   Performs linear interpolation between two 4D 
@@ -100,7 +100,7 @@ Vec4* vec4Norm(Vec4* v);
  *          a and b. Returns NULL if any of the input vectors 
  *          is NULL.
  */
-Vec4* vec4Lerp(Vec4* a, Vec4* b, float t);
+Vec4 vec4Lerp(Vec4 a, Vec4 b, float t);
 
 /**
  * @brief   Computes the angle between two 4D vectors.
@@ -108,7 +108,7 @@ Vec4* vec4Lerp(Vec4* a, Vec4* b, float t);
  * @param   b Pointer to the second vector.
  * @return  The angle between a and b in radians.
  */
-float vec4Angle(Vec4* a, Vec4* b);
+float vec4Angle(Vec4 a, Vec4 b);
 
 /**
  * @brief   Computes the projection of vector a onto vector b.
@@ -118,7 +118,7 @@ float vec4Angle(Vec4* a, Vec4* b);
  *          the projection of a onto b.
  *          Returns NULL if b is a zero vector.
  */
-Vec4* vec4Proj(Vec4* a, Vec4* b);
+Vec4 vec4Proj(Vec4 a, Vec4 b);
 
 /**
  * @brief   Computes the reflection of a vector v against a normal.
@@ -128,7 +128,7 @@ Vec4* vec4Proj(Vec4* a, Vec4* b);
  *          the reflection of v across normal.
  *          Returns NULL if normal is a zero vector.
  */
-Vec4* vec4Refl(Vec4* v, Vec4* normal);
+Vec4 vec4Refl(Vec4 v, Vec4 normal);
 
 /**
  * @brief   Computes the Euclidean distance between two 4D vectors.
@@ -137,9 +137,7 @@ Vec4* vec4Refl(Vec4* v, Vec4* normal);
  * @return  The scalar distance between a and b.
  *          Returns NAN if either vector is NULL.
  */
-float vec4Dist(Vec4* a, Vec4* b);
+float vec4Dist(Vec4 a, Vec4 b);
-
-void vec4Free(Vec4* v);
 
 
 #endif // VECTOR4_H

src/main.c

@@ -1,3 +1,5 @@
+#include <stdlib.h>
+
 int main() {
-    return 0;
+    return EXIT_FAILURE;
 }

src/math/vector.c

@@ -1,11 +1,11 @@
 #include "math/vector.h"
 
-Vec3* Vec4ToVec3(Vec4* v)
+Vec3 Vec4ToVec3(Vec4 v)
 {
-    return vec3(v->x, v->y, v->z);
+    return vec3(v.x, v.y, v.z);
 }
 
-Vec4* Vec3ToVec4(Vec3* v) 
+Vec4 Vec3ToVec4(Vec3 v) 
 {
-    return vec4(v->x, v->y, v->z, 0);
+    return vec4(v.x, v.y, v.z, 0);
 }

src/math/vector3.c

@@ -2,82 +2,67 @@
 #include <stdlib.h>
 #include <float.h>
 
-#include <math/vector3.h>
+#include "math/vector3.h"
 
-Vec3* vec3(float x, float y, float z) 
+Vec3 vec3(float x, float y, float z) 
 {
-    Vec3* vec = (Vec3*)malloc(sizeof(Vec3));
+    return (Vec3) {x, y, z};
-    if (!vec) return NULL;
-
-    vec->x = x;
-    vec->y = y;
-    vec->z = z;
-
-    return vec;
 }
 
-Vec3* vec3Add(Vec3* v1, Vec3* v2)
+Vec3 vec3Add(Vec3 v1, Vec3 v2)
 {
-    if (!v1 || !v2) return NULL;
+    return vec3(v1.x + v2.x, v1.y + v2.y, v1.z + v2.z);
-    return vec3(v1->x + v2->x, v1->y + v2->y, v1->z + v2->z);
 }
 
-Vec3* vec3Sub(Vec3* v1, Vec3* v2)
+Vec3 vec3Sub(Vec3 v1, Vec3 v2)
 {
-    if (!v1 || !v2) return NULL;
+    return vec3(v1.x - v2.x, v1.y - v2.y, v1.z - v2.z);
-    return vec3(v1->x - v2->x, v1->y - v2->y, v1->z - v2->z);
 }
 
-Vec3* vec3Scale(Vec3* v, float scalar)
+Vec3 vec3Scale(Vec3 v, float scalar)
 {
-    if (!v) return NULL;
+    return vec3(v.x * scalar, v.y * scalar, v.z * scalar);
-    return vec3(v->x * scalar, v->y * scalar, v->z * scalar);
 }
 
-float vec3Dot(Vec3* a, Vec3* b) 
+float vec3Dot(Vec3 a, Vec3 b) 
 {
-    if (!a || !b) return NAN;
+    return a.x * b.x + a.y * b.y + a.z * b.z;
-    return a->x * b->x + a->y * b->y + a->z * b->z;
 }
 
-float vec3Len(Vec3* v)
+float vec3Len(Vec3 v)
 {
-    if (!v) return NAN;
+    return sqrtf(v.x * v.x + v.y * v.y + v.z * v.z);
-    return sqrtf(v->x * v->x + v->y * v->y + v->z * v->z);
 }
 
-Vec3* vec3Norm(Vec3* v)
+Vec3 vec3Norm(Vec3 v)
 {
-    if (!v) return NULL;
 
     float length = vec3Len(v);
-    if (length == 0.f) return NULL;
+    if (length == 0.f) return vec3(0, 0, 0);
 
     return vec3Scale(v, 1.f / length);
 }
 
-Vec3* vec3Lerp(Vec3* a, Vec3* b, float t)
+Vec3 vec3Lerp(Vec3 a, Vec3 b, float t)
 {
-    if (!a || !b) return NULL;
     t = fmaxf(0.f, fminf(t, 1.f));
     return vec3(
-        a->x + t * (b->x - a->x),
+        a.x + t * (b.x - a.x),
-        a->y + t * (b->y - a->y),
+        a.y + t * (b.y - a.y),
-        a->z + t * (b->z - a->z)
+        a.z + t * (b.z - a.z)
     );
 }
 
-Vec3* vec3Cross(Vec3* a, Vec3* b) 
+Vec3 vec3Cross(Vec3 a, Vec3 b) 
 {
-    if (!a || !b) return NULL;
     return vec3(
-        a->y * b->z - a->z * b->y, 
+        a.y * b.z - a.z * b.y, 
-        a->z * b->x - a->x * b->z, 
+        a.z * b.x - a.x * b.z, 
-        a->x * b->y - a->y * b->x
+        a.x * b.y - a.y * b.x
     );
 }
 
-float vec3Angle(Vec3* a, Vec3* b)
+float vec3Angle(Vec3 a, Vec3 b)
 {
     float lenA = vec3Len(a);    
     float lenB = vec3Len(b);
@@ -95,70 +80,46 @@ float vec3Angle(Vec3* a, Vec3* b)
     return acosf(cosTheta); 
 }
 
-Vec3* vec3Proj(Vec3* a, Vec3* b)
+Vec3 vec3Proj(Vec3 a, Vec3 b)
 {
-    if (!a || !b) return NULL;
     float dotA = vec3Dot(a, b);
     float dotB = vec3Dot(b, b);
 
-    if (dotB < FLT_EPSILON) return NULL;
-
     float scale = dotA / dotB;
     return vec3Scale(b, scale);
 }
 
-Vec3* vec3Refl(Vec3* v, Vec3* normal)
+Vec3 vec3Refl(Vec3 v, Vec3 normal)
 {
-    if (!v || !normal) return NULL;
+    Vec3 proj = vec3Proj(v, normal);
-
+    Vec3 scal = vec3Scale(proj, 2.f);
-    Vec3* proj = vec3Proj(v, normal);
+    Vec3 rlt = vec3Sub(v, scal);
-    Vec3* scal = vec3Scale(proj, 2.f);
-    Vec3* rlt = vec3Sub(v, scal);
-
-    vec3Free(proj);
-    vec3Free(scal);
     return rlt; 
 }
 
-float vec3Dist(Vec3* a, Vec3* b)
+float vec3Dist(Vec3 a, Vec3 b)
 {
-    if (!a || !b) return NAN;
+    Vec3 vsub = vec3Sub(a, b);
-    Vec3* vsub = vec3Sub(a, b);
 
     float rlt = vec3Len(vsub);
-    vec3Free(vsub);
     return rlt;
 }
 
-Vec3* vec3Rotate(Vec3* v, Vec3* axis, float angle) 
+Vec3 vec3Rotate(Vec3 v, Vec3 axis, float angle) 
 {
-    if (!v || !axis) return NULL;
+    Vec3 normAxis = vec3Norm(axis);
-    Vec3* normAxis = vec3Norm(axis);
 
     float dot = vec3Dot(normAxis, v);
-    Vec3* cross = vec3Cross(normAxis, v);
+    Vec3 cross = vec3Cross(normAxis, v);
     
-    Vec3* vscal = vec3Scale(v, cosf(angle));
+    Vec3 vscal = vec3Scale(v, cosf(angle));
-    Vec3* cscal = vec3Scale(cross, sinf(angle));
+    Vec3 cscal = vec3Scale(cross, sinf(angle));
 
-    Vec3* add = vec3Add(vscal, cscal);
+    Vec3 add = vec3Add(vscal, cscal);
 
-    vec3Free(cross);
+    Vec3 dscal = vec3Scale(normAxis, dot * (1 - cosf(angle)));
 
-    Vec3* dscal = vec3Scale(normAxis, dot * (1 - cosf(angle)));
+    Vec3 rlt = vec3Add(add, dscal);
-    vec3Free(normAxis);
-    vec3Free(vscal);
-    vec3Free(cscal);
-
-    Vec3* rlt = vec3Add(add, dscal);
-
-    vec3Free(add);
-    vec3Free(dscal);
 
     return rlt;
 }   
-
-void vec3Free(Vec3* v) 
-{
-    free(v);
-}

src/math/vector4.c

@@ -4,73 +4,57 @@
 
 #include "math/vector4.h"
 
-Vec4* vec4(float x, float y, float z, float w) 
+Vec4 vec4(float x, float y, float z, float w) 
 {
-    Vec4* vec = (Vec4*)malloc(sizeof(Vec4));
+    return (Vec4) {x, y, z, w};
-    if (!vec) return NULL;
-
-    vec->x = x;
-    vec->y = y;
-    vec->z = z;
-    vec->w = w;
-
-    return vec;
 }
 
-Vec4* vec4Add(Vec4* v1, Vec4* v2)
+Vec4 vec4Add(Vec4 v1, Vec4 v2)
 {
-    if (!v1 || !v2) return NULL;
+    return vec4(v1.x + v2.x, v1.y + v2.y, v1.z + v2.z, v1.w + v2.w);
-    return vec4(v1->x + v2->x, v1->y + v2->y, v1->z + v2->z, v1->w + v2->w);
 }
 
-Vec4* vec4Sub(Vec4* v1, Vec4* v2)
+Vec4 vec4Sub(Vec4 v1, Vec4 v2)
 {
-    if (!v1 || !v2) return NULL;
+    return vec4(v1.x - v2.x, v1.y - v2.y, v1.z - v2.z, v1.w - v2.w);
-    return vec4(v1->x - v2->x, v1->y - v2->y, v1->z - v2->z, v1->w - v2->w);
 }
 
-Vec4* vec4Scale(Vec4* v, float scalar)
+Vec4 vec4Scale(Vec4 v, float scalar)
 {
-    if (!v) return NULL;
+    return vec4(v.x * scalar, v.y * scalar, v.z * scalar, v.w * scalar);
-    return vec4(v->x * scalar, v->y * scalar, v->z * scalar, v->w * scalar);
 }
 
-float vec4Dot(Vec4* a, Vec4* b) 
+float vec4Dot(Vec4 a, Vec4 b) 
 {
-    if (!a || !b) return 0;
+    return a.x * b.x + a.y * b.y + a.z * b.z + a.w * b.w;
-    return a->x * b->x + a->y * b->y + a->z * b->z + a->w * b->w;
 }
 
-float vec4Len(Vec4* v)
+float vec4Len(Vec4 v)
 {
-    if (!v) return NAN;
+    return sqrtf(v.x * v.x + v.y * v.y + v.z * v.z + v.w * v.w);
-    return sqrtf(v->x * v->x + v->y * v->y + v->z * v->z + v->w * v->w);
 }
 
-Vec4* vec4Norm(Vec4* v)
+Vec4 vec4Norm(Vec4 v)
 {
-    if (!v) return NULL;
-
     float length = vec4Len(v);
-    if (length == 0.f) return NULL;
+    if (length == 0.f) return vec4(0, 0, 0, 0);
 
     return vec4Scale(v, 1.f / length);
 }
 
-Vec4* vec4Lerp(Vec4* a, Vec4* b, float t)
+Vec4 vec4Lerp(Vec4 a, Vec4 b, float t)
 {
-    if (!a || !b) return NULL;
     t = fmaxf(0.f, fminf(t, 1.f));
 
     return vec4(
-        a->x + t * (b->x - a->x),
+        a.x + t * (b.x - a.x),
-        a->y + t * (b->y - a->y),
+        a.y + t * (b.y - a.y),
-        a->z + t * (b->z - a->z),
+        a.z + t * (b.z - a.z),
-        a->w + t * (b->w - a->w)
+        a.w + t * (b.w - a.w)
     );
 }
 
-float vec4Angle(Vec4* a, Vec4* b)
+float vec4Angle(Vec4 a, Vec4 b)
 {
     float lenA = vec4Len(a);    
     float lenB = vec4Len(b);
@@ -88,42 +72,26 @@ float vec4Angle(Vec4* a, Vec4* b)
     return acosf(cosTheta); 
 }
 
-Vec4* vec4Proj(Vec4* a, Vec4* b)
+Vec4 vec4Proj(Vec4 a, Vec4 b)
 {
-    if (!a || !b) return NULL;
     float dotA = vec4Dot(a, b);
     float dotB = vec4Dot(b, b);
 
-    if (dotB < FLT_EPSILON) return NULL;
-
     float scale = dotA / dotB;
     return vec4Scale(b, scale);
 }
 
-Vec4* vec4Refl(Vec4* v, Vec4* normal)
+Vec4 vec4Refl(Vec4 v, Vec4 normal)
 {
-    if (!v || !normal) return NULL;
+    Vec4 proj = vec4Proj(v, normal);
-
+    Vec4 scal = vec4Scale(proj, 2.f);
-    Vec4* proj = vec4Proj(v, normal);
+    Vec4 rlt = vec4Sub(v, scal);
-    Vec4* scal = vec4Scale(proj, 2.f);
-    Vec4* rlt = vec4Sub(v, scal);
-    
-    vec4Free(proj);
-    vec4Free(scal);
     return rlt; 
 }
 
-float vec4Dist(Vec4* a, Vec4* b)
+float vec4Dist(Vec4 a, Vec4 b)
 {
-    if (!a || !b) return NAN;
+    Vec4 vsub = vec4Sub(a, b);
-    Vec4* vsub = vec4Sub(a, b);
-
     float rlt = vec4Len(vsub);
-    vec4Free(vsub);
     return rlt;
 }
-
-void vec4Free(Vec4* v) 
-{
-    if (v) free(v);
-}