ginac/color.h

   1 /** @file color.h
   2  *
   3  *  Interface to GiNaC's color objects.
   4  *
   5  *  GiNaC Copyright (C) 1999 Johannes Gutenberg University Mainz, Germany
   6  *
   7  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   8  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
   9  *  the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  10  *  (at your option) any later version.
  11  *
  12  *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
  13  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  15  *  GNU General Public License for more details.
  16  *
  17  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
  18  *  along with this program; if not, write to the Free Software
  19  *  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  20  */
  21
  22 #ifndef __GINAC_COLOR_H__
  23 #define __GINAC_COLOR_H__
  24
  25 #include <string>
  26 #include <vector>
  27 #include <ginac/indexed.h>
  28
  29 #define MAX_REPRESENTATION_LABELS 4
  30 #define COLOR_EIGHT 8 // N*N-1
  31 #define COLOR_THREE 3 // N
  32
  33 /** Base class for color object */
  34 class color : public indexed
  35 {
  36 // friends
  37
  38     friend color color_ONE(unsigned const rl);
  39     friend color color_T(ex const & a, unsigned const rl);
  40     friend color color_f(ex const & a, ex const & b, ex const & c);
  41     friend color color_d(ex const & a, ex const & b, ex const & c);
  42     friend ex color_h(ex const & a, ex const & b, ex const & c);
  43     friend color color_delta8(ex const & a, ex const & b);
  44     friend unsigned subs_index_in_exvector(exvector & v, ex const & is, ex const & ir);
  45     friend void split_color_string_in_parts(exvector const & v, exvector & delta8vec,
  46                                             exvector & fvec, exvector & dvec,
  47                                             vector<exvector> & Tvecs,
  48                                             vector<exvector> & ONEvecs,
  49                                             exvector & unknownvec);
  50     friend exvector recombine_color_string(exvector & delta8vec, exvector & fvec,
  51                                            exvector & dvec, vector<exvector> & Tvecs,
  52                                            vector<exvector> & ONEvecs, exvector & unknownvec);
  53     friend ex color_trace_of_one_representation_label(exvector const & v);
  54     friend ex color_trace(exvector const & v, unsigned const rl);
  55     friend ex simplify_pure_color_string(ex const & e);
  56     friend ex simplify_color(ex const & e);
  57
  58
  59 // types
  60
  61 public:
  62     typedef enum { invalid, // not properly constructed by one of the friend functions
  63                    color_T,
  64                    color_f,
  65                    color_d,
  66                    color_delta8,
  67                    color_ONE
  68     } color_types;
  69
  70 // member functions
  71
  72     // default constructor, destructor, copy constructor assignment operator and helpers
  73 public:
  74     color();
  75     ~color();
  76     color(color const & other);
  77     color const & operator=(color const & other);
  78 protected:
  79     void copy(color const & other);
  80     void destroy(bool call_parent);
  81
  82     // other constructors
  83 protected:
  84     color(color_types const t, unsigned const rl=0);
  85     color(color_types const t, ex const & i1, unsigned const rl=0);
  86     color(color_types const t, ex const & i1, ex const & i2, unsigned const rl=0);
  87     color(color_types const t, ex const & i1, ex const & i2, ex const & i3,
  88           unsigned const rl=0);
  89     color(color_types const t, exvector const & iv, unsigned const rl=0);
  90     color(color_types const t, exvector * ivp, unsigned const rl=0);
  91
  92     // functions overriding virtual functions from base classes
  93 public:
  94     basic * duplicate() const;
  95     void printraw(ostream & os) const;
  96     void printtree(ostream & os, unsigned indent) const;
  97     void print(ostream & os, unsigned upper_precedence=0) const;
  98     void printcsrc(ostream & os, unsigned type, unsigned upper_precedence=0) const;
  99     bool info(unsigned inf) const;
 100     ex eval(int level=0) const;
 101 protected:
 102     int compare_same_type(basic const & other) const;
 103     bool is_equal_same_type(basic const & other) const;
 104     ex simplify_ncmul(exvector const & v) const;
 105     ex thisexprseq(exvector const & v) const;
 106     ex thisexprseq(exvector * vp) const;
 107
 108     // new virtual functions which can be overridden by derived classes
 109     // none
 110
 111     // non-virtual functions in this class
 112 protected:
 113     bool all_of_type_coloridx(void) const;
 114
 115 // member variables
 116
 117 protected:
 118     color_types type;
 119     unsigned representation_label; // to distiguish independent color matrices coming from separated fermion lines
 120 };
 121
 122 // global constants
 123
 124 extern const color some_color;
 125 extern type_info const & typeid_color;
 126
 127 // macros
 128
 129 #define ex_to_color(X) static_cast<color const &>(*(X).bp)
 130 #define ex_to_nonconst_color(X) static_cast<color &>(*(X).bp)
 131
 132 color color_ONE(unsigned const rl=0);
 133 color color_T(ex const & a, unsigned const rl=0);
 134 color color_f(ex const & a, ex const & b, ex const & c);
 135 color color_d(ex const & a, ex const & b, ex const & c);
 136 ex color_h(ex const & a, ex const & b, ex const & c);
 137 color color_delta8(ex const & a, ex const & b);
 138 void split_color_string_in_parts(exvector const & v, exvector & delta8vec,
 139                                  exvector & fvec, exvector & dvec,
 140                                  vector<exvector> & Tvecs,
 141                                  vector<exvector> & ONEvecs,
 142                                  exvector & unknownvec);
 143 exvector recombine_color_string(exvector & delta8vec, exvector & fvec,
 144                                 exvector & dvec, vector<exvector> & Tvecs,
 145                                 vector<exvector> & ONEvecs, exvector & unknownvec);
 146 ex color_trace_of_one_representation_label(exvector const & v);
 147 ex color_trace(exvector const & v, unsigned const rl=0);
 148 ex simplify_pure_color_string(ex const & e);
 149 ex simplify_color(ex const & e);
 150
 151 ex brute_force_sum_color_indices(ex const & e);
 152
 153 void append_exvector_to_exvector(exvector & dest, exvector const & source);
 154
 155 #endif // ndef __GINAC_COLOR_H__
 156
 157