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