ginac/color.h

   1 /** @file color.h
   2  *
   3  *  Interface to GiNaC's color objects. */
   4
   5 /*
   6  *  GiNaC Copyright (C) 1999-2000 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., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  21  */
  22
  23 #ifndef __GINAC_COLOR_H__
  24 #define __GINAC_COLOR_H__
  25
  26 #include <string>
  27 #include <vector>
  28 #include "indexed.h"
  29 #include "ex.h"
  30
  31 #ifndef NO_NAMESPACE_GINAC
  32 namespace GiNaC {
  33 #endif // ndef NO_NAMESPACE_GINAC
  34
  35 const unsigned MAX_REPRESENTATION_LABELS = 4;
  36 const unsigned COLOR_EIGHT = 8; // N*N-1
  37 const unsigned COLOR_THREE = 3; // N
  38
  39 // typedef std::vector<exvector> exvectorvector;
  40 typedef std::vector<exvector,malloc_alloc> exvectorvector; // CINT does not like vector<...,default_alloc>
  41
  42 /** Base class for color object */
  43 class color : public indexed
  44 {
  45         GINAC_DECLARE_REGISTERED_CLASS(color, indexed)
  46
  47 // friends
  48
  49         friend color color_ONE(unsigned rl);
  50         friend color color_T(const ex & a, unsigned rl);
  51         friend color color_f(const ex & a, const ex & b, const ex & c);
  52         friend color color_d(const ex & a, const ex & b, const ex & c);
  53         friend ex color_h(const ex & a, const ex & b, const ex & c);
  54         friend color color_delta8(const ex & a, const ex & b);
  55         friend unsigned subs_index_in_exvector(exvector & v, const ex & is, const ex & ir);
  56         friend void split_color_string_in_parts(const exvector & v, exvector & delta8vec,
  57                                                 exvector & fvec, exvector & dvec,
  58                                                 exvectorvector & Tvecs,
  59                                                 exvectorvector & ONEvecs,
  60                                                 exvector & unknownvec);
  61         friend exvector recombine_color_string(exvector & delta8vec, exvector & fvec,
  62                                                exvector & dvec, exvectorvector & Tvecs,
  63                                                exvectorvector & ONEvecs, exvector & unknownvec);
  64         friend ex color_trace_of_one_representation_label(const exvector & v);
  65         friend ex color_trace(const exvector & v, unsigned rl);
  66         friend ex simplify_pure_color_string(const ex & e);
  67         friend ex simplify_color(const ex & e);
  68
  69
  70 // types
  71
  72 public:
  73         typedef enum {
  74                 invalid,        // not properly constructed by one of the friend functions
  75                 color_T,
  76                 color_f,
  77                 color_d,
  78                 color_delta8,
  79                 color_ONE
  80         } color_types;
  81
  82 // member functions
  83
  84         // default constructor, destructor, copy constructor assignment operator and helpers
  85 public:
  86         color();
  87         ~color();
  88         color(const color & other);
  89         const color & operator=(const color & other);
  90 protected:
  91         void copy(const color & other);
  92         void destroy(bool call_parent);
  93
  94         // other constructors
  95 protected:
  96         color(color_types const t, unsigned rl=0);
  97         color(color_types const t, const ex & i1, unsigned rl=0);
  98         color(color_types const t, const ex & i1, const ex & i2, unsigned rl=0);
  99         color(color_types const t, const ex & i1, const ex & i2, const ex & i3,
 100               unsigned rl=0);
 101         color(color_types const t, const exvector & iv, unsigned rl=0);
 102         color(color_types const t, exvector * ivp, unsigned rl=0);
 103
 104         // functions overriding virtual functions from base classes
 105 public:
 106         basic * duplicate() const;
 107         void printraw(std::ostream & os) const;
 108         void printtree(std::ostream & os, unsigned indent) const;
 109         void print(std::ostream & os, unsigned upper_precedence=0) const;
 110         void printcsrc(std::ostream & os, unsigned type, unsigned upper_precedence=0) const;
 111         bool info(unsigned inf) const;
 112         ex eval(int level=0) const;
 113 protected:
 114         int compare_same_type(const basic & other) const;
 115         bool is_equal_same_type(const basic & other) const;
 116         ex simplify_ncmul(const exvector & v) const;
 117         ex thisexprseq(const exvector & v) const;
 118         ex thisexprseq(exvector * vp) const;
 119
 120         // new virtual functions which can be overridden by derived classes
 121         // none
 122
 123         // non-virtual functions in this class
 124 protected:
 125         bool all_of_type_coloridx(void) const;
 126
 127 // member variables
 128
 129 protected:
 130         color_types type;
 131         unsigned representation_label; // to distiguish independent color matrices coming from separated fermion lines
 132 };
 133
 134 // global constants
 135
 136 extern const color some_color;
 137 extern const std::type_info & typeid_color;
 138
 139 // global functions
 140 inline const color &ex_to_color(const ex &e)
 141 {
 142         return static_cast<const color &>(*e.bp);
 143 }
 144
 145 inline color &ex_to_nonconst_color(const ex &e)
 146 {
 147         return static_cast<color &>(*e.bp);
 148 }
 149
 150 color color_ONE(unsigned rl=0);
 151 color color_T(const ex & a, unsigned rl=0);
 152 color color_f(const ex & a, const ex & b, const ex & c);
 153 color color_d(const ex & a, const ex & b, const ex & c);
 154 ex color_h(const ex & a, const ex & b, const ex & c);
 155 color color_delta8(const ex & a, const ex & b);
 156 void split_color_string_in_parts(const exvector & v, exvector & delta8vec,
 157                                  exvector & fvec, exvector & dvec,
 158                                  exvectorvector & Tvecs,
 159                                  exvectorvector & ONEvecs,
 160                                  exvector & unknownvec);
 161 exvector recombine_color_string(exvector & delta8vec, exvector & fvec,
 162                                 exvector & dvec, exvectorvector & Tvecs,
 163                                 exvectorvector & ONEvecs, exvector & unknownvec);
 164 ex color_trace_of_one_representation_label(const exvector & v);
 165 ex color_trace(const exvector & v, unsigned rl=0);
 166 ex simplify_pure_color_string(const ex & e);
 167 ex simplify_color(const ex & e);
 168
 169 ex brute_force_sum_color_indices(const ex & e);
 170
 171 void append_exvector_to_exvector(exvector & dest, const exvector & source);
 172
 173 #ifndef NO_NAMESPACE_GINAC
 174 } // namespace GiNaC
 175 #endif // ndef NO_NAMESPACE_GINAC
 176
 177 #endif // ndef __GINAC_COLOR_H__