使用c语言实现归一化高效四元数

以下是使用 C 语言实现的高效四元数归一化函数：

#include <math.h>
#include <xmmintrin.h>

typedef struct {
    float w, x, y, z;
} QuaternionEf;

QuaternionEf QuaternionEf_normalize(QuaternionEf quat) {
    float norm = sqrtf(quat.w * quat.w + quat.x * quat.x + quat.y * quat.y + quat.z * quat.z);
    if (norm == 0) {
        return quat;
    } else {
        __m128 q = _mm_set_ps(quat.z, quat.y, quat.x, quat.w);
        __m128 n = _mm_set1_ps(norm);
        __m128 r = _mm_div_ps(q, n);
        QuaternionEf result;
        _mm_store_ps((float*)&result, r);
        return result;
    }
}

该实现使用了 SSE 指令集的 _mm_set_ps 和 _mm_div_ps 函数，因此可以获得更高的计算效率。首先，我们计算四元数的范数，如果范数为 0，则返回原始四元数。否则，我们把四元数元素的值存储到一个 __m128 类型的变量 q 中，使用 _mm_set1_ps 函数将范数赋值给变量 n，然后使用 _mm_div_ps 函数计算归一化四元数。最后，我们把结果存储到一个新的 QuaternionEf 类型的变量中并返回。需要注意的是，由于我们使用了 SSE 指令集，因此需要在编译时开启 SSE 支持。