ginac/color.h

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