ginac/function.cppy

   1 /** @file function.cpp
   2  *
   3  *  Implementation of class of symbolic functions. */
   4
   5 /*
   6  *  This file was generated automatically by function.py.
   7  *  Please do not modify it directly, edit function.cppy instead!
   8  *  function.py options: maxargs=@maxargs@
   9  *
  10  *  GiNaC Copyright (C) 1999-2015 Johannes Gutenberg University Mainz, Germany
  11  *
  12  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  13  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
  14  *  the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  15  *  (at your option) any later version.
  16  *
  17  *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
  18  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  19  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  20  *  GNU General Public License for more details.
  21  *
  22  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
  23  *  along with this program; if not, write to the Free Software
  24  *  Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
  25  */
  26
  27 #include "function.h"
  28 #include "operators.h"
  29 #include "fderivative.h"
  30 #include "ex.h"
  31 #include "lst.h"
  32 #include "symmetry.h"
  33 #include "print.h"
  34 #include "power.h"
  35 #include "archive.h"
  36 #include "inifcns.h"
  37 #include "tostring.h"
  38 #include "utils.h"
  39 #include "hash_seed.h"
  40 #include "remember.h"
  41
  42 #include <iostream>
  43 #include <limits>
  44 #include <list>
  45 #include <stdexcept>
  46 #include <string>
  47
  48 namespace GiNaC {
  49
  50 //////////
  51 // helper class function_options
  52 //////////
  53
  54 function_options::function_options()
  55 {
  56         initialize();
  57 }
  58
  59 function_options::function_options(std::string const & n, std::string const & tn)
  60 {
  61         initialize();
  62         set_name(n, tn);
  63 }
  64
  65 function_options::function_options(std::string const & n, unsigned np)
  66 {
  67         initialize();
  68         set_name(n, std::string());
  69         nparams = np;
  70 }
  71
  72 function_options::~function_options()
  73 {
  74         // nothing to clean up at the moment
  75 }
  76
  77 void function_options::initialize()
  78 {
  79         set_name("unnamed_function", "\\\\mbox{unnamed}");
  80         nparams = 0;
  81         eval_f = evalf_f = real_part_f = imag_part_f = conjugate_f = expand_f
  82                 = derivative_f = expl_derivative_f = power_f = series_f = 0;
  83         info_f = 0;
  84         evalf_params_first = true;
  85         use_return_type = false;
  86         eval_use_exvector_args = false;
  87         evalf_use_exvector_args = false;
  88         conjugate_use_exvector_args = false;
  89         real_part_use_exvector_args = false;
  90         imag_part_use_exvector_args = false;
  91         expand_use_exvector_args = false;
  92         derivative_use_exvector_args = false;
  93         expl_derivative_use_exvector_args = false;
  94         power_use_exvector_args = false;
  95         series_use_exvector_args = false;
  96         print_use_exvector_args = false;
  97         info_use_exvector_args = false;
  98         use_remember = false;
  99         functions_with_same_name = 1;
 100         symtree = 0;
 101 }
 102
 103 function_options & function_options::set_name(std::string const & n,
 104                                               std::string const & tn)
 105 {
 106         name = n;
 107         if (tn==std::string())
 108                 TeX_name = "\\\\mbox{"+name+"}";
 109         else
 110                 TeX_name = tn;
 111         return *this;
 112 }
 113
 114 function_options & function_options::latex_name(std::string const & tn)
 115 {
 116         TeX_name = tn;
 117         return *this;
 118 }
 119
 120 // the following lines have been generated for max. @maxargs@ parameters
 121 +++ for method, N in [ (f, N) for f in methods[0:-1] for N in range(1, maxargs + 1)]:
 122 function_options & function_options::@method@_func(@method@_funcp_@N@ e)
 123 {
 124         test_and_set_nparams(@N@);
 125         @method@_f = @method@_funcp(e);
 126         return *this;
 127 }
 128 ---
 129 // end of generated lines
 130
 131 +++ for method in methods[0:-1]:
 132 function_options & function_options::@method@_func(@method@_funcp_exvector e)
 133 {
 134         @method@_use_exvector_args = true;
 135         @method@_f = @method@_funcp(e);
 136         return *this;
 137 }
 138 ---
 139
 140 // end of generated lines
 141
 142 function_options & function_options::set_return_type(unsigned rt, const return_type_t* rtt)
 143 {
 144         use_return_type = true;
 145         return_type = rt;
 146         if (rtt != 0)
 147                 return_type_tinfo = *rtt;
 148         else
 149                 return_type_tinfo = make_return_type_t<function>();
 150         return *this;
 151 }
 152
 153 function_options & function_options::do_not_evalf_params()
 154 {
 155         evalf_params_first = false;
 156         return *this;
 157 }
 158
 159 function_options & function_options::remember(unsigned size,
 160                                               unsigned assoc_size,
 161                                               unsigned strategy)
 162 {
 163         use_remember = true;
 164         remember_size = size;
 165         remember_assoc_size = assoc_size;
 166         remember_strategy = strategy;
 167         return *this;
 168 }
 169
 170 function_options & function_options::overloaded(unsigned o)
 171 {
 172         functions_with_same_name = o;
 173         return *this;
 174 }
 175
 176 function_options & function_options::set_symmetry(const symmetry & s)
 177 {
 178         symtree = s;
 179         return *this;
 180 }
 181
 182 void function_options::test_and_set_nparams(unsigned n)
 183 {
 184         if (nparams==0) {
 185                 nparams = n;
 186         } else if (nparams!=n) {
 187                 // we do not throw an exception here because this code is
 188                 // usually executed before main(), so the exception could not
 189                 // be caught anyhow
 190                 std::cerr << "WARNING: " << name << "(): number of parameters ("
 191                           << n << ") differs from number set before ("
 192                           << nparams << ")" << std::endl;
 193         }
 194 }
 195
 196 void function_options::set_print_func(unsigned id, print_funcp f)
 197 {
 198         if (id >= print_dispatch_table.size())
 199                 print_dispatch_table.resize(id + 1);
 200         print_dispatch_table[id] = f;
 201 }
 202
 203 /** This can be used as a hook for external applications. */
 204 unsigned function::current_serial = 0;
 205
 206
 207 GINAC_IMPLEMENT_REGISTERED_CLASS(function, exprseq)
 208
 209 //////////
 210 // default constructor
 211 //////////
 212
 213 // public
 214
 215 function::function() : serial(0)
 216 {
 217 }
 218
 219 //////////
 220 // other constructors
 221 //////////
 222
 223 // public
 224
 225 function::function(unsigned ser) : serial(ser)
 226 {
 227 }
 228
 229 // the following lines have been generated for max. @maxargs@ parameters
 230 +++ for N in range(1, maxargs + 1):
 231 function::function(unsigned ser, @seq('const ex & param%(n)d', N)@)
 232         : exprseq(@seq('param%(n)d', N)@), serial(ser)
 233 {
 234 }
 235 ---
 236
 237 function::function(unsigned ser, const exprseq & es) : exprseq(es), serial(ser)
 238 {
 239
 240         // Force re-evaluation even if the exprseq was already evaluated
 241         // (the exprseq copy constructor copies the flags)
 242         clearflag(status_flags::evaluated);
 243 }
 244
 245 function::function(unsigned ser, const exvector & v, bool discardable)
 246   : exprseq(v,discardable), serial(ser)
 247 {
 248 }
 249
 250 function::function(unsigned ser, std::auto_ptr<exvector> vp)
 251   : exprseq(vp), serial(ser)
 252 {
 253 }
 254
 255 //////////
 256 // archiving
 257 //////////
 258
 259 /** Construct object from archive_node. */
 260 void function::read_archive(const archive_node& n, lst& sym_lst)
 261 {
 262         inherited::read_archive(n, sym_lst);
 263         // Find serial number by function name
 264         std::string s;
 265         if (n.find_string("name", s)) {
 266                 unsigned int ser = 0;
 267                 std::vector<function_options>::const_iterator i = registered_functions().begin(), iend = registered_functions().end();
 268                 while (i != iend) {
 269                         if (s == i->name) {
 270                                 serial = ser;
 271                                 return;
 272                         }
 273                         ++i; ++ser;
 274                 }
 275                 throw (std::runtime_error("unknown function '" + s + "' in archive"));
 276         } else
 277                 throw (std::runtime_error("unnamed function in archive"));
 278 }
 279
 280 /** Archive the object. */
 281 void function::archive(archive_node &n) const
 282 {
 283         inherited::archive(n);
 284         GINAC_ASSERT(serial < registered_functions().size());
 285         n.add_string("name", registered_functions()[serial].name);
 286 }
 287
 288 GINAC_BIND_UNARCHIVER(function);
 289
 290 //////////
 291 // functions overriding virtual functions from base classes
 292 //////////
 293
 294 // public
 295
 296 void function::print(const print_context & c, unsigned level) const
 297 {
 298         GINAC_ASSERT(serial<registered_functions().size());
 299         const function_options &opt = registered_functions()[serial];
 300         const std::vector<print_funcp> &pdt = opt.print_dispatch_table;
 301
 302         // Dynamically dispatch on print_context type
 303         const print_context_class_info *pc_info = &c.get_class_info();
 304
 305 next_context:
 306         unsigned id = pc_info->options.get_id();
 307         if (id >= pdt.size() || pdt[id] == NULL) {
 308
 309                 // Method not found, try parent print_context class
 310                 const print_context_class_info *parent_pc_info = pc_info->get_parent();
 311                 if (parent_pc_info) {
 312                         pc_info = parent_pc_info;
 313                         goto next_context;
 314                 }
 315
 316                 // Method still not found, use default output
 317                 if (is_a<print_tree>(c)) {
 318
 319                         c.s << std::string(level, ' ') << class_name() << " "
 320                             << opt.name << " @" << this
 321                             << std::hex << ", hash=0x" << hashvalue << ", flags=0x" << flags << std::dec
 322                             << ", nops=" << nops()
 323                             << std::endl;
 324                         unsigned delta_indent = static_cast<const print_tree &>(c).delta_indent;
 325                         for (size_t i=0; i<seq.size(); ++i)
 326                                 seq[i].print(c, level + delta_indent);
 327                         c.s << std::string(level + delta_indent, ' ') << "=====" << std::endl;
 328
 329                 } else if (is_a<print_csrc>(c)) {
 330
 331                         // Print function name in lowercase
 332                         std::string lname = opt.name;
 333                         size_t num = lname.size();
 334                         for (size_t i=0; i<num; i++)
 335                                 lname[i] = tolower(lname[i]);
 336                         c.s << lname;
 337                         printseq(c, '(', ',', ')', exprseq::precedence(), function::precedence());
 338
 339                 } else if (is_a<print_latex>(c)) {
 340                         c.s << opt.TeX_name;
 341                         printseq(c, '(', ',', ')', exprseq::precedence(), function::precedence());
 342                 } else {
 343                         c.s << opt.name;
 344                         printseq(c, '(', ',', ')', exprseq::precedence(), function::precedence());
 345                 }
 346
 347         } else {
 348
 349                 // Method found, call it
 350                 current_serial = serial;
 351                 if (opt.print_use_exvector_args)
 352                         ((print_funcp_exvector)pdt[id])(seq, c);
 353                 else switch (opt.nparams) {
 354                         // the following lines have been generated for max. @maxargs@ parameters
 355 +++ for N in range(1, maxargs + 1):
 356                         case @N@:
 357                                 ((print_funcp_@N@)(pdt[id]))(@seq('seq[%(n)d]', N, 0)@, c);
 358                                 break;
 359 ---
 360                         // end of generated lines
 361                 default:
 362                         throw(std::logic_error("function::print(): invalid nparams"));
 363                 }
 364         }
 365 }
 366
 367 ex function::eval(int level) const
 368 {
 369         if (level>1) {
 370                 // first evaluate children, then we will end up here again
 371                 return function(serial,evalchildren(level));
 372         }
 373
 374         GINAC_ASSERT(serial<registered_functions().size());
 375         const function_options &opt = registered_functions()[serial];
 376
 377         // Canonicalize argument order according to the symmetry properties
 378         if (seq.size() > 1 && !(opt.symtree.is_zero())) {
 379                 exvector v = seq;
 380                 GINAC_ASSERT(is_a<symmetry>(opt.symtree));
 381                 int sig = canonicalize(v.begin(), ex_to<symmetry>(opt.symtree));
 382                 if (sig != std::numeric_limits<int>::max()) {
 383                         // Something has changed while sorting arguments, more evaluations later
 384                         if (sig == 0)
 385                                 return _ex0;
 386                         return ex(sig) * thiscontainer(v);
 387                 }
 388         }
 389
 390         if (opt.eval_f==0) {
 391                 return this->hold();
 392         }
 393
 394         bool use_remember = opt.use_remember;
 395         ex eval_result;
 396         if (use_remember && lookup_remember_table(eval_result)) {
 397                 return eval_result;
 398         }
 399         current_serial = serial;
 400         if (opt.eval_use_exvector_args)
 401                 eval_result = ((eval_funcp_exvector)(opt.eval_f))(seq);
 402         else
 403         switch (opt.nparams) {
 404                 // the following lines have been generated for max. @maxargs@ parameters
 405 +++ for N in range(1, maxargs + 1):
 406                 case @N@:
 407                         eval_result = ((eval_funcp_@N@)(opt.eval_f))(@seq('seq[%(n)d]', N, 0)@);
 408                         break;
 409 ---
 410                 // end of generated lines
 411         default:
 412                 throw(std::logic_error("function::eval(): invalid nparams"));
 413         }
 414         if (use_remember) {
 415                 store_remember_table(eval_result);
 416         }
 417         return eval_result;
 418 }
 419
 420 ex function::evalf(int level) const
 421 {
 422         GINAC_ASSERT(serial<registered_functions().size());
 423         const function_options &opt = registered_functions()[serial];
 424
 425         // Evaluate children first
 426         exvector eseq;
 427         if (level == 1 || !(opt.evalf_params_first))
 428                 eseq = seq;
 429         else if (level == -max_recursion_level)
 430                 throw(std::runtime_error("max recursion level reached"));
 431         else {
 432                 eseq.reserve(seq.size());
 433                 --level;
 434                 exvector::const_iterator it = seq.begin(), itend = seq.end();
 435                 while (it != itend) {
 436                         eseq.push_back(it->evalf(level));
 437                         ++it;
 438                 }
 439         }
 440
 441         if (opt.evalf_f==0) {
 442                 return function(serial,eseq).hold();
 443         }
 444         current_serial = serial;
 445         if (opt.evalf_use_exvector_args)
 446                 return ((evalf_funcp_exvector)(opt.evalf_f))(seq);
 447         switch (opt.nparams) {
 448                 // the following lines have been generated for max. @maxargs@ parameters
 449 +++ for N in range(1, maxargs + 1):
 450                 case @N@:
 451                         return ((evalf_funcp_@N@)(opt.evalf_f))(@seq('eseq[%(n)d]', N, 0)@);
 452 ---
 453                 // end of generated lines
 454         }
 455         throw(std::logic_error("function::evalf(): invalid nparams"));
 456 }
 457
 458 /**
 459  *  This method is defined to be in line with behaviour of function::return_type()
 460  */
 461 ex function::eval_ncmul(const exvector & v) const
 462 {
 463         // If this function is called then the list of arguments is non-empty
 464         // and the first argument is non-commutative, see  function::return_type()
 465         return seq.begin()->eval_ncmul(v);
 466 }
 467
 468 unsigned function::calchash() const
 469 {
 470         unsigned v = golden_ratio_hash(make_hash_seed(typeid(*this)) ^ serial);
 471         for (size_t i=0; i<nops(); i++) {
 472                 v = rotate_left(v);
 473                 v ^= this->op(i).gethash();
 474         }
 475
 476         if (flags & status_flags::evaluated) {
 477                 setflag(status_flags::hash_calculated);
 478                 hashvalue = v;
 479         }
 480         return v;
 481 }
 482
 483 ex function::thiscontainer(const exvector & v) const
 484 {
 485         return function(serial, v);
 486 }
 487
 488 ex function::thiscontainer(std::auto_ptr<exvector> vp) const
 489 {
 490         return function(serial, vp);
 491 }
 492
 493 /** Implementation of ex::series for functions.
 494  *  \@see ex::series */
 495 ex function::series(const relational & r, int order, unsigned options) const
 496 {
 497         GINAC_ASSERT(serial<registered_functions().size());
 498         const function_options &opt = registered_functions()[serial];
 499
 500         if (opt.series_f==0) {
 501                 return basic::series(r, order);
 502         }
 503         ex res;
 504         current_serial = serial;
 505         if (opt.series_use_exvector_args) {
 506                 try {
 507                         res = ((series_funcp_exvector)(opt.series_f))(seq, r, order, options);
 508                 } catch (do_taylor) {
 509                         res = basic::series(r, order, options);
 510                 }
 511                 return res;
 512         }
 513         switch (opt.nparams) {
 514                 // the following lines have been generated for max. @maxargs@ parameters
 515 +++ for N in range(1, maxargs + 1):
 516                 case @N@:
 517                         try {
 518                                 res = ((series_funcp_@N@)(opt.series_f))(@seq('seq[%(n)d]', N, 0)@, r, order, options);
 519                         } catch (do_taylor) {
 520                                 res = basic::series(r, order, options);
 521                         }
 522                         return res;
 523 ---
 524                 // end of generated lines
 525         }
 526         throw(std::logic_error("function::series(): invalid nparams"));
 527 }
 528
 529 /** Implementation of ex::conjugate for functions. */
 530 ex function::conjugate() const
 531 {
 532         GINAC_ASSERT(serial<registered_functions().size());
 533         const function_options & opt = registered_functions()[serial];
 534
 535         if (opt.conjugate_f==0) {
 536                 return conjugate_function(*this).hold();
 537         }
 538
 539         if (opt.conjugate_use_exvector_args) {
 540                 return ((conjugate_funcp_exvector)(opt.conjugate_f))(seq);
 541         }
 542
 543         switch (opt.nparams) {
 544                 // the following lines have been generated for max. @maxargs@ parameters
 545 +++ for N in range(1, maxargs + 1):
 546                 case @N@:
 547                         return ((conjugate_funcp_@N@)(opt.conjugate_f))(@seq('seq[%(n)d]', N, 0)@);
 548 ---
 549                 // end of generated lines
 550         }
 551         throw(std::logic_error("function::conjugate(): invalid nparams"));
 552 }
 553
 554 /** Implementation of ex::real_part for functions. */
 555 ex function::real_part() const
 556 {
 557         GINAC_ASSERT(serial<registered_functions().size());
 558         const function_options & opt = registered_functions()[serial];
 559
 560         if (opt.real_part_f==0)
 561                 return basic::real_part();
 562
 563         if (opt.real_part_use_exvector_args)
 564                 return ((real_part_funcp_exvector)(opt.real_part_f))(seq);
 565
 566         switch (opt.nparams) {
 567                 // the following lines have been generated for max. @maxargs@ parameters
 568 +++ for N in range(1, maxargs + 1):
 569                 case @N@:
 570                         return ((real_part_funcp_@N@)(opt.real_part_f))(@seq('seq[%(n)d]', N, 0)@);
 571 ---
 572                 // end of generated lines
 573         }
 574         throw(std::logic_error("function::real_part(): invalid nparams"));
 575 }
 576
 577 /** Implementation of ex::imag_part for functions. */
 578 ex function::imag_part() const
 579 {
 580         GINAC_ASSERT(serial<registered_functions().size());
 581         const function_options & opt = registered_functions()[serial];
 582
 583         if (opt.imag_part_f==0)
 584                 return basic::imag_part();
 585
 586         if (opt.imag_part_use_exvector_args)
 587                 return ((imag_part_funcp_exvector)(opt.imag_part_f))(seq);
 588
 589         switch (opt.nparams) {
 590                 // the following lines have been generated for max. @maxargs@ parameters
 591 +++ for N in range(1, maxargs + 1):
 592                 case @N@:
 593                         return ((imag_part_funcp_@N@)(opt.imag_part_f))(@seq('seq[%(n)d]', N, 0)@);
 594 ---
 595                 // end of generated lines
 596         }
 597         throw(std::logic_error("function::imag_part(): invalid nparams"));
 598 }
 599
 600 /** Implementation of ex::info for functions. */
 601 bool function::info(unsigned inf) const
 602 {
 603         GINAC_ASSERT(serial<registered_functions().size());
 604         const function_options & opt = registered_functions()[serial];
 605
 606         if (opt.info_f==0) {
 607                 return basic::info(inf);
 608         }
 609
 610         if (opt.info_use_exvector_args) {
 611                 return ((info_funcp_exvector)(opt.info_f))(seq, inf);
 612         }
 613
 614         switch (opt.nparams) {
 615                 // the following lines have been generated for max. @maxargs@ parameters
 616 +++ for N in range(1, maxargs + 1):
 617                 case @N@:
 618                         return ((info_funcp_@N@)(opt.info_f))(@seq('seq[%(n)d]', N, 0)@, inf);
 619 ---
 620                 // end of generated lines
 621         }
 622         throw(std::logic_error("function::info(): invalid nparams"));
 623 }
 624
 625 // protected
 626
 627 /** Implementation of ex::diff() for functions. It applies the chain rule,
 628  *  except for the Order term function.
 629  *  \@see ex::diff */
 630 ex function::derivative(const symbol & s) const
 631 {
 632         ex result;
 633
 634         try {
 635                 // Explicit derivation
 636                 result = expl_derivative(s);
 637         } catch (...) {
 638                 // Chain rule
 639                 ex arg_diff;
 640                 size_t num = seq.size();
 641                 for (size_t i=0; i<num; i++) {
 642                         arg_diff = seq[i].diff(s);
 643                         // We apply the chain rule only when it makes sense.  This is not
 644                         // just for performance reasons but also to allow functions to
 645                         // throw when differentiated with respect to one of its arguments
 646                         // without running into trouble with our automatic full
 647                         // differentiation:
 648                         if (!arg_diff.is_zero())
 649                                 result += pderivative(i)*arg_diff;
 650                 }
 651         }
 652         return result;
 653 }
 654
 655 int function::compare_same_type(const basic & other) const
 656 {
 657         GINAC_ASSERT(is_a<function>(other));
 658         const function & o = static_cast<const function &>(other);
 659
 660         if (serial != o.serial)
 661                 return serial < o.serial ? -1 : 1;
 662         else
 663                 return exprseq::compare_same_type(o);
 664 }
 665
 666 bool function::is_equal_same_type(const basic & other) const
 667 {
 668         GINAC_ASSERT(is_a<function>(other));
 669         const function & o = static_cast<const function &>(other);
 670
 671         if (serial != o.serial)
 672                 return false;
 673         else
 674                 return exprseq::is_equal_same_type(o);
 675 }
 676
 677 bool function::match_same_type(const basic & other) const
 678 {
 679         GINAC_ASSERT(is_a<function>(other));
 680         const function & o = static_cast<const function &>(other);
 681
 682         return serial == o.serial;
 683 }
 684
 685 unsigned function::return_type() const
 686 {
 687         GINAC_ASSERT(serial<registered_functions().size());
 688         const function_options &opt = registered_functions()[serial];
 689
 690         if (opt.use_return_type) {
 691                 // Return type was explicitly specified
 692                 return opt.return_type;
 693         } else {
 694                 // Default behavior is to use the return type of the first
 695                 // argument. Thus, exp() of a matrix behaves like a matrix, etc.
 696                 if (seq.empty())
 697                         return return_types::commutative;
 698                 else
 699                         return seq.begin()->return_type();
 700         }
 701 }
 702
 703 return_type_t function::return_type_tinfo() const
 704 {
 705         GINAC_ASSERT(serial<registered_functions().size());
 706         const function_options &opt = registered_functions()[serial];
 707
 708         if (opt.use_return_type) {
 709                 // Return type was explicitly specified
 710                 return opt.return_type_tinfo;
 711         } else {
 712                 // Default behavior is to use the return type of the first
 713                 // argument. Thus, exp() of a matrix behaves like a matrix, etc.
 714                 if (seq.empty())
 715                         return make_return_type_t<function>();
 716                 else
 717                         return seq.begin()->return_type_tinfo();
 718         }
 719 }
 720
 721 //////////
 722 // new virtual functions which can be overridden by derived classes
 723 //////////
 724
 725 // none
 726
 727 //////////
 728 // non-virtual functions in this class
 729 //////////
 730
 731 // protected
 732
 733 ex function::pderivative(unsigned diff_param) const // partial differentiation
 734 {
 735         GINAC_ASSERT(serial<registered_functions().size());
 736         const function_options &opt = registered_functions()[serial];
 737
 738         // No derivative defined? Then return abstract derivative object
 739         if (opt.derivative_f == NULL)
 740                 return fderivative(serial, diff_param, seq);
 741
 742         current_serial = serial;
 743         if (opt.derivative_use_exvector_args)
 744                 return ((derivative_funcp_exvector)(opt.derivative_f))(seq, diff_param);
 745         switch (opt.nparams) {
 746                 // the following lines have been generated for max. @maxargs@ parameters
 747 +++ for N in range(1, maxargs + 1):
 748                 case @N@:
 749                         return ((derivative_funcp_@N@)(opt.derivative_f))(@seq('seq[%(n)d]', N, 0)@, diff_param);
 750 ---
 751                 // end of generated lines
 752         }
 753         throw(std::logic_error("function::pderivative(): no diff function defined"));
 754 }
 755
 756 ex function::expl_derivative(const symbol & s) const // explicit differentiation
 757 {
 758         GINAC_ASSERT(serial<registered_functions().size());
 759         const function_options &opt = registered_functions()[serial];
 760
 761         // No explicit derivative defined? Then this function shall not be called!
 762         if (opt.expl_derivative_f == NULL)
 763                 throw(std::logic_error("function::expl_derivative(): explicit derivation is called, but no such function defined"));
 764
 765         current_serial = serial;
 766         if (opt.expl_derivative_use_exvector_args)
 767                 return ((expl_derivative_funcp_exvector)(opt.expl_derivative_f))(seq, s);
 768         switch (opt.nparams) {
 769                 // the following lines have been generated for max. @maxargs@ parameters
 770 +++ for N in range(1, maxargs + 1):
 771                 case @N@:
 772                         return ((expl_derivative_funcp_@N@)(opt.expl_derivative_f))(@seq('seq[%(n)d]', N, 0)@, s);
 773 ---
 774                 // end of generated lines
 775         }
 776 }
 777
 778 ex function::power(const ex & power_param) const // power of function
 779 {
 780         GINAC_ASSERT(serial<registered_functions().size());
 781         const function_options &opt = registered_functions()[serial];
 782
 783         if (opt.power_f == NULL)
 784                 return (new GiNaC::power(*this, power_param))->setflag(status_flags::dynallocated |
 785                                                                        status_flags::evaluated);
 786
 787         current_serial = serial;
 788         if (opt.power_use_exvector_args)
 789                 return ((power_funcp_exvector)(opt.power_f))(seq,  power_param);
 790         switch (opt.nparams) {
 791                 // the following lines have been generated for max. @maxargs@ parameters
 792 +++ for N in range(1, maxargs + 1):
 793                 case @N@:
 794                         return ((power_funcp_@N@)(opt.power_f))(@seq('seq[%(n)d]', N, 0)@, power_param);
 795 ---
 796                 // end of generated lines
 797         }
 798         throw(std::logic_error("function::power(): no power function defined"));
 799 }
 800
 801 ex function::expand(unsigned options) const
 802 {
 803         GINAC_ASSERT(serial<registered_functions().size());
 804         const function_options &opt = registered_functions()[serial];
 805
 806         // No expand defined? Then return the same function with expanded arguments (if required)
 807         if (opt.expand_f == NULL) {
 808                 // Only expand arguments when asked to do so
 809                 if (options & expand_options::expand_function_args)
 810                         return inherited::expand(options);
 811                 else
 812                         return (options == 0) ? setflag(status_flags::expanded) : *this;
 813         }
 814
 815         current_serial = serial;
 816         if (opt.expand_use_exvector_args)
 817                 return ((expand_funcp_exvector)(opt.expand_f))(seq,  options);
 818         switch (opt.nparams) {
 819                 // the following lines have been generated for max. @maxargs@ parameters
 820 +++ for N in range(1, maxargs + 1):
 821                 case @N@:
 822                         return ((expand_funcp_@N@)(opt.expand_f))(@seq('seq[%(n)d]', N, 0)@, options);
 823 ---
 824                 // end of generated lines
 825         }
 826         throw(std::logic_error("function::expand(): no expand of function defined"));
 827 }
 828
 829 std::vector<function_options> & function::registered_functions()
 830 {
 831         static std::vector<function_options> rf = std::vector<function_options>();
 832         return rf;
 833 }
 834
 835 bool function::lookup_remember_table(ex & result) const
 836 {
 837         return remember_table::remember_tables()[this->serial].lookup_entry(*this,result);
 838 }
 839
 840 void function::store_remember_table(ex const & result) const
 841 {
 842         remember_table::remember_tables()[this->serial].add_entry(*this,result);
 843 }
 844
 845 // public
 846
 847 unsigned function::register_new(function_options const & opt)
 848 {
 849         size_t same_name = 0;
 850         for (size_t i=0; i<registered_functions().size(); ++i) {
 851                 if (registered_functions()[i].name==opt.name) {
 852                         ++same_name;
 853                 }
 854         }
 855         if (same_name>=opt.functions_with_same_name) {
 856                 // we do not throw an exception here because this code is
 857                 // usually executed before main(), so the exception could not
 858                 // caught anyhow
 859                 std::cerr << "WARNING: function name " << opt.name
 860                           << " already in use!" << std::endl;
 861         }
 862         registered_functions().push_back(opt);
 863         if (opt.use_remember) {
 864                 remember_table::remember_tables().
 865                         push_back(remember_table(opt.remember_size,
 866                                                  opt.remember_assoc_size,
 867                                                  opt.remember_strategy));
 868         } else {
 869                 remember_table::remember_tables().push_back(remember_table());
 870         }
 871         return registered_functions().size()-1;
 872 }
 873
 874 /** Find serial number of function by name and number of parameters.
 875  *  Throws exception if function was not found. */
 876 unsigned function::find_function(const std::string &name, unsigned nparams)
 877 {
 878         std::vector<function_options>::const_iterator i = function::registered_functions().begin(), end = function::registered_functions().end();
 879         unsigned serial = 0;
 880         while (i != end) {
 881                 if (i->get_name() == name && i->get_nparams() == nparams)
 882                         return serial;
 883                 ++i;
 884                 ++serial;
 885         }
 886         throw (std::runtime_error("no function '" + name + "' with " + ToString(nparams) + " parameters defined"));
 887 }
 888
 889 /** Return the print name of the function. */
 890 std::string function::get_name() const
 891 {
 892         GINAC_ASSERT(serial<registered_functions().size());
 893         return registered_functions()[serial].name;
 894 }
 895
 896 } // namespace GiNaC
 897