ginac/color.h

   1 /** @file color.h
   2  *
   3  *  Interface to GiNaC's color objects. */
   4
   5 /*
   6  *  GiNaC Copyright (C) 1999-2001 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 // Cint doesn't like vector<..,default_alloc> but malloc_alloc is
  40 // unstandardized and not supported by newer GCCs.
  41 #if defined(__GNUC__) && ((__GNUC__ == 2) && (__GNUC_MINOR__ < 97))
  42 typedef std::vector<exvector,malloc_alloc> exvectorvector;
  43 #else
  44 typedef std::vector<exvector> exvectorvector;
  45 #endif
  46
  47 /** Base class for color object */
  48 class color : public indexed
  49 {
  50         GINAC_DECLARE_REGISTERED_CLASS(color, indexed)
  51
  52 // friends
  53
  54         friend color color_ONE(unsigned rl);
  55         friend color color_T(const ex & a, unsigned rl);
  56         friend color color_f(const ex & a, const ex & b, const ex & c);
  57         friend color color_d(const ex & a, const ex & b, const ex & c);
  58         friend ex color_h(const ex & a, const ex & b, const ex & c);
  59         friend color color_delta8(const ex & a, const ex & b);
  60         friend unsigned subs_index_in_exvector(exvector & v, const ex & is, const ex & ir);
  61         friend void split_color_string_in_parts(const exvector & v, exvector & delta8vec,
  62                                                 exvector & fvec, exvector & dvec,
  63                                                 exvectorvector & Tvecs,
  64                                                 exvectorvector & ONEvecs,
  65                                                 exvector & unknownvec);
  66         friend exvector recombine_color_string(exvector & delta8vec, exvector & fvec,
  67                                                exvector & dvec, exvectorvector & Tvecs,
  68                                                exvectorvector & ONEvecs, exvector & unknownvec);
  69         friend ex color_trace_of_one_representation_label(const exvector & v);
  70         friend ex color_trace(const exvector & v, unsigned rl);
  71         friend ex simplify_pure_color_string(const ex & e);
  72         friend ex simplify_color(const ex & e);
  73
  74
  75 // types
  76
  77 public:
  78         typedef enum {
  79                 invalid,        // not properly constructed by one of the friend functions
  80                 color_T,
  81                 color_f,
  82                 color_d,
  83                 color_delta8,
  84                 color_ONE
  85         } color_types;
  86
  87 // member functions
  88
  89         // default constructor, destructor, copy constructor assignment operator and helpers
  90 public:
  91         color();
  92         ~color();
  93         color(const color & other);
  94         const color & operator=(const color & other);
  95 protected:
  96         void copy(const color & other);
  97         void destroy(bool call_parent);
  98
  99         // other constructors
 100 protected:
 101         color(color_types const t, unsigned rl=0);
 102         color(color_types const t, const ex & i1, unsigned rl=0);
 103         color(color_types const t, const ex & i1, const ex & i2, unsigned rl=0);
 104         color(color_types const t, const ex & i1, const ex & i2, const ex & i3,
 105               unsigned rl=0);
 106         color(color_types const t, const exvector & iv, unsigned rl=0);
 107         color(color_types const t, exvector * ivp, unsigned rl=0);
 108
 109         // functions overriding virtual functions from base classes
 110 public:
 111         basic * duplicate() const;
 112         void printraw(std::ostream & os) const;
 113         void printtree(std::ostream & os, unsigned indent) const;
 114         void print(std::ostream & os, unsigned upper_precedence=0) const;
 115         void printcsrc(std::ostream & os, unsigned type, unsigned upper_precedence=0) const;
 116         bool info(unsigned inf) const;
 117         ex eval(int level=0) const;
 118 protected:
 119         int compare_same_type(const basic & other) const;
 120         bool is_equal_same_type(const basic & other) const;
 121         ex simplify_ncmul(const exvector & v) const;
 122         ex thisexprseq(const exvector & v) const;
 123         ex thisexprseq(exvector * vp) const;
 124
 125         // new virtual functions which can be overridden by derived classes
 126         // none
 127
 128         // non-virtual functions in this class
 129 protected:
 130         bool all_of_type_coloridx(void) const;
 131
 132 // member variables
 133
 134 protected:
 135         color_types type;
 136         unsigned representation_label; // to distiguish independent color matrices coming from separated fermion lines
 137 };
 138
 139 // global constants
 140
 141 extern const color some_color;
 142 extern const std::type_info & typeid_color;
 143
 144 // global functions
 145 inline const color &ex_to_color(const ex &e)
 146 {
 147         return static_cast<const color &>(*e.bp);
 148 }
 149
 150 inline color &ex_to_nonconst_color(const ex &e)
 151 {
 152         return static_cast<color &>(*e.bp);
 153 }
 154
 155 color color_ONE(unsigned rl=0);
 156 color color_T(const ex & a, unsigned rl=0);
 157 color color_f(const ex & a, const ex & b, const ex & c);
 158 color color_d(const ex & a, const ex & b, const ex & c);
 159 ex color_h(const ex & a, const ex & b, const ex & c);
 160 color color_delta8(const ex & a, const ex & b);
 161 void split_color_string_in_parts(const exvector & v, exvector & delta8vec,
 162                                  exvector & fvec, exvector & dvec,
 163                                  exvectorvector & Tvecs,
 164                                  exvectorvector & ONEvecs,
 165                                  exvector & unknownvec);
 166 exvector recombine_color_string(exvector & delta8vec, exvector & fvec,
 167                                 exvector & dvec, exvectorvector & Tvecs,
 168                                 exvectorvector & ONEvecs, exvector & unknownvec);
 169 ex color_trace_of_one_representation_label(const exvector & v);
 170 ex color_trace(const exvector & v, unsigned rl=0);
 171 ex simplify_pure_color_string(const ex & e);
 172 ex simplify_color(const ex & e);
 173
 174 ex brute_force_sum_color_indices(const ex & e);
 175
 176 void append_exvector_to_exvector(exvector & dest, const exvector & source);
 177
 178 #ifndef NO_NAMESPACE_GINAC
 179 } // namespace GiNaC
 180 #endif // ndef NO_NAMESPACE_GINAC
 181
 182 #endif // ndef __GINAC_COLOR_H__