ginac/constant.cpp

   1 /** @file constant.cpp
   2  *
   3  *  Implementation of GiNaC's constant types and some special constants. */
   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 #include <string>
  24 #include <stdexcept>
  25
  26 #include "constant.h"
  27 #include "numeric.h"
  28 #include "ex.h"
  29 #include "print.h"
  30 #include "archive.h"
  31 #include "debugmsg.h"
  32 #include "utils.h"
  33
  34 namespace GiNaC {
  35
  36 GINAC_IMPLEMENT_REGISTERED_CLASS(constant, basic)
  37
  38 //////////
  39 // default ctor, dtor, copy ctor assignment operator and helpers
  40 //////////
  41
  42 // public
  43
  44 constant::constant() : basic(TINFO_constant), ef(0), number(0), serial(next_serial++)
  45 {
  46         debugmsg("constant default ctor",LOGLEVEL_CONSTRUCT);
  47 }
  48
  49 // protected
  50
  51 /** For use by copy ctor and assignment operator. */
  52 void constant::copy(const constant & other)
  53 {
  54         inherited::copy(other);
  55         name = other.name;
  56         TeX_name = other.TeX_name;
  57         serial = other.serial;
  58         ef = other.ef;
  59         if (other.number != 0)
  60                 number = new numeric(*other.number);
  61         else
  62                 number = 0;
  63 }
  64
  65 void constant::destroy(bool call_parent)
  66 {
  67         delete number;
  68         if (call_parent)
  69                 inherited::destroy(call_parent);
  70 }
  71
  72 //////////
  73 // other ctors
  74 //////////
  75
  76 // public
  77
  78 constant::constant(const std::string & initname, evalffunctype efun, const std::string & texname)
  79   : basic(TINFO_constant), name(initname), ef(efun), number(0), serial(next_serial++)
  80 {
  81         debugmsg("constant ctor from string, function",LOGLEVEL_CONSTRUCT);
  82         if (texname.empty())
  83                 TeX_name = "\\mbox{" + name + "}";
  84         else
  85                 TeX_name = texname;
  86         setflag(status_flags::evaluated);
  87 }
  88
  89 constant::constant(const std::string & initname, const numeric & initnumber, const std::string & texname)
  90   : basic(TINFO_constant), name(initname), ef(0), number(new numeric(initnumber)), serial(next_serial++)
  91 {
  92         debugmsg("constant ctor from string, numeric",LOGLEVEL_CONSTRUCT);
  93         if (texname.empty())
  94                 TeX_name = "\\mbox{" + name + "}";
  95         else
  96                 TeX_name = texname;
  97         setflag(status_flags::evaluated);
  98 }
  99
 100 //////////
 101 // archiving
 102 //////////
 103
 104 constant::constant(const archive_node &n, const lst &sym_lst) : inherited(n, sym_lst)
 105 {
 106         debugmsg("constant ctor from archive_node", LOGLEVEL_CONSTRUCT);
 107 }
 108
 109 ex constant::unarchive(const archive_node &n, const lst &sym_lst)
 110 {
 111         // Find constant by name (!! this is bad: 'twould be better if there
 112         // was a list of all global constants that we could search)
 113         std::string s;
 114         if (n.find_string("name", s)) {
 115                 if (s == Pi.name)
 116                         return Pi;
 117                 else if (s == Catalan.name)
 118                         return Catalan;
 119                 else if (s == Euler.name)
 120                         return Euler;
 121                 else
 122                         throw (std::runtime_error("unknown constant '" + s + "' in archive"));
 123         } else
 124                 throw (std::runtime_error("unnamed constant in archive"));
 125 }
 126
 127 void constant::archive(archive_node &n) const
 128 {
 129         inherited::archive(n);
 130         n.add_string("name", name);
 131 }
 132
 133 //////////
 134 // functions overriding virtual functions from bases classes
 135 //////////
 136
 137 // public
 138
 139 void constant::print(const print_context & c, unsigned level) const
 140 {
 141         debugmsg("constant print", LOGLEVEL_PRINT);
 142
 143         if (is_of_type(c, print_tree)) {
 144                 c.s << std::string(level, ' ') << name << " (" << class_name() << ")"
 145                     << std::hex << ", hash=0x" << hashvalue << ", flags=0x" << flags << std::dec
 146                     << std::endl;
 147         } else if (is_of_type(c, print_latex))
 148                 c.s << TeX_name;
 149         else
 150                 c.s << name;
 151 }
 152
 153 int constant::degree(const ex & s) const
 154 {
 155         return is_equal(*s.bp) ? 1 : 0;
 156 }
 157
 158 int constant::ldegree(const ex & s) const
 159 {
 160         return is_equal(*s.bp) ? 1 : 0;
 161 }
 162
 163 ex constant::coeff(const ex & s, int n) const
 164 {
 165         if (is_equal(*s.bp))
 166                 return n==1 ? _ex1() : _ex0();
 167         else
 168                 return n==0 ? *this : _ex0();
 169 }
 170
 171 ex constant::evalf(int level) const
 172 {
 173         if (ef!=0) {
 174                 return ef();
 175         } else if (number != 0) {
 176                 return number->evalf();
 177         }
 178         return *this;
 179 }
 180
 181 // protected
 182
 183 /** Implementation of ex::diff() for a constant. It always returns 0.
 184  *
 185  *  @see ex::diff */
 186 ex constant::derivative(const symbol & s) const
 187 {
 188         return _ex0();
 189 }
 190
 191 int constant::compare_same_type(const basic & other) const
 192 {
 193         GINAC_ASSERT(is_exactly_of_type(other, constant));
 194         // const constant & o=static_cast<constant &>(const_cast<basic &>(other));
 195         // return name.compare(o.name);
 196         const constant *o = static_cast<const constant *>(&other);
 197         if (serial==o->serial) return 0;
 198         return serial < o->serial ? -1 : 1;
 199 }
 200
 201 bool constant::is_equal_same_type(const basic & other) const
 202 {
 203         GINAC_ASSERT(is_exactly_of_type(other, constant));
 204         const constant *o = static_cast<const constant *>(&other);
 205         return serial==o->serial;
 206 }
 207
 208 unsigned constant::calchash(void) const
 209 {
 210         hashvalue = golden_ratio_hash(tinfo() ^ serial);
 211         // mask out numeric hashes:
 212         hashvalue &= 0x7FFFFFFFU;
 213
 214         setflag(status_flags::hash_calculated);
 215
 216         return hashvalue;
 217 }
 218
 219 //////////
 220 // new virtual functions which can be overridden by derived classes
 221 //////////
 222
 223 // none
 224
 225 //////////
 226 // non-virtual functions in this class
 227 //////////
 228
 229 // none
 230
 231 //////////
 232 // static member variables
 233 //////////
 234
 235 unsigned constant::next_serial = 0;
 236
 237 //////////
 238 // global constants
 239 //////////
 240
 241 /**  Pi. (3.14159...)  Diverts straight into CLN for evalf(). */
 242 const constant Pi("Pi", PiEvalf, "\\pi");
 243
 244 /** Euler's constant. (0.57721...)  Sometimes called Euler-Mascheroni constant.
 245  *  Diverts straight into CLN for evalf(). */
 246 const constant Euler("Euler", EulerEvalf, "\\gamma_E");
 247
 248 /** Catalan's constant. (0.91597...)  Diverts straight into CLN for evalf(). */
 249 const constant Catalan("Catalan", CatalanEvalf, "G");
 250
 251 } // namespace GiNaC