ginac/symbol.h

   1 /** @file symbol.h
   2  *
   3  *  Interface to GiNaC's symbolic objects. */
   4
   5 /*
   6  *  GiNaC Copyright (C) 1999-2011 Johannes Gutenberg University Mainz, Germany
   7  *
   8  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   9  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
  10  *  the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  11  *  (at your option) any later version.
  12  *
  13  *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
  14  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  16  *  GNU General Public License for more details.
  17  *
  18  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
  19  *  along with this program; if not, write to the Free Software
  20  *  Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
  21  */
  22
  23 #ifndef GINAC_SYMBOL_H
  24 #define GINAC_SYMBOL_H
  25
  26 #include "basic.h"
  27 #include "ex.h"
  28 #include "ptr.h"
  29 #include "archive.h"
  30
  31 #include <string>
  32 #include <typeinfo>
  33
  34 namespace GiNaC {
  35
  36 /** Basic CAS symbol.  It has a name because it must know how to output itself.
  37  */
  38 class symbol : public basic
  39 {
  40         GINAC_DECLARE_REGISTERED_CLASS(symbol, basic)
  41         // other constructors
  42 public:
  43         explicit symbol(const std::string & initname);
  44         symbol(const std::string & initname, const std::string & texname);
  45
  46         // functions overriding virtual functions from base classes
  47 public:
  48         bool info(unsigned inf) const;
  49         ex eval(int level = 0) const { return *this; } // for performance reasons
  50         ex evalf(int level = 0) const { return *this; } // overwrites basic::evalf() for performance reasons
  51         ex series(const relational & s, int order, unsigned options = 0) const;
  52         ex subs(const exmap & m, unsigned options = 0) const { return subs_one_level(m, options); } // overwrites basic::subs() for performance reasons
  53         ex normal(exmap & repl, exmap & rev_lookup, int level = 0) const;
  54         ex to_rational(exmap & repl) const;
  55         ex to_polynomial(exmap & repl) const;
  56         ex conjugate() const;
  57         ex real_part() const;
  58         ex imag_part() const;
  59         bool is_polynomial(const ex & var) const;
  60         /** Save (a.k.a. serialize) object into archive. */
  61         void archive(archive_node& n) const;
  62         /** Read (a.k.a. deserialize) object from archive. */
  63         void read_archive(const archive_node& n, lst& syms);
  64 protected:
  65         ex derivative(const symbol & s) const;
  66         bool is_equal_same_type(const basic & other) const;
  67         unsigned calchash() const;
  68
  69         // non-virtual functions in this class
  70 public:
  71         void set_name(const std::string & n) { name = n; }
  72         std::string get_name() const;
  73         virtual unsigned get_domain() const { return domain::complex; }
  74 protected:
  75         void do_print(const print_context & c, unsigned level) const;
  76         void do_print_latex(const print_latex & c, unsigned level) const;
  77         void do_print_tree(const print_tree & c, unsigned level) const;
  78         void do_print_python_repr(const print_python_repr & c, unsigned level) const;
  79
  80 // member variables
  81
  82 protected:
  83         unsigned serial;                 ///< unique serial number for comparison
  84         mutable std::string name;        ///< printname of this symbol
  85         std::string TeX_name;            ///< LaTeX name of this symbol
  86 private:
  87         static unsigned next_serial;
  88 };
  89 GINAC_DECLARE_UNARCHIVER(symbol);
  90
  91
  92 /** Specialization of symbol to real domain */
  93 class realsymbol : public symbol
  94 {
  95 public:
  96         realsymbol();
  97         explicit realsymbol(const std::string & initname);
  98         realsymbol(const std::string & initname, const std::string & texname);
  99
 100         unsigned get_domain() const { return domain::real; }
 101
 102         ex conjugate() const { return *this; }
 103         ex real_part() const { return *this; }
 104         ex imag_part() const { return 0; }
 105
 106         realsymbol* duplicate() const { return new realsymbol(*this); }
 107 };
 108 GINAC_DECLARE_UNARCHIVER(realsymbol);
 109
 110
 111 /** Specialization of symbol to real positive domain */
 112 class possymbol : public realsymbol
 113 {
 114 public:
 115         possymbol();
 116         explicit possymbol(const std::string & initname);
 117         possymbol(const std::string & initname, const std::string & texname);
 118
 119         unsigned get_domain() const { return domain::positive; }
 120
 121         possymbol* duplicate() const { return new possymbol(*this); }
 122 };
 123 GINAC_DECLARE_UNARCHIVER(possymbol);
 124
 125 } // namespace GiNaC
 126
 127 #endif // ndef GINAC_SYMBOL_H