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