ginac/power.h

   1 /** @file power.h
   2  *
   3  *  Interface to GiNaC's symbolic exponentiation (basis^exponent). */
   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_POWER_H__
  24 #define __GINAC_POWER_H__
  25
  26 #include "basic.h"
  27 #include "ex.h"
  28
  29 #ifndef NO_NAMESPACE_GINAC
  30 namespace GiNaC {
  31 #endif // ndef NO_NAMESPACE_GINAC
  32
  33 class numeric;
  34 class add;
  35
  36 /** This class holds a two-component object, a basis and and exponent
  37  *  representing exponentiation. */
  38 class power : public basic
  39 {
  40         GINAC_DECLARE_REGISTERED_CLASS(power, basic)
  41
  42         friend class mul;
  43
  44 // member functions
  45
  46         // other constructors
  47 public:
  48         power(const ex & lh, const ex & rh);
  49         power(const ex & lh, const numeric & rh);
  50
  51         // functions overriding virtual functions from bases classes
  52 public:
  53         basic * duplicate() const;
  54         void print(std::ostream & os, unsigned upper_precedence = 0) const;
  55         void printraw(std::ostream & os) const;
  56         void printtree(std::ostream & os, unsigned indent) const;
  57         void printcsrc(std::ostream & os, unsigned type, unsigned upper_precedence = 0) const;
  58         bool info(unsigned inf) const;
  59         unsigned nops() const;
  60         ex & let_op(int i);
  61         int degree(const symbol & s) const;
  62         int ldegree(const symbol & s) const;
  63         ex coeff(const symbol & s, int n = 1) const;
  64         ex eval(int level=0) const;
  65         ex evalf(int level=0) const;
  66         ex series(const relational & s, int order, unsigned options = 0) const;
  67         ex subs(const lst & ls, const lst & lr) const;
  68         ex normal(lst &sym_lst, lst &repl_lst, int level = 0) const;
  69         ex to_rational(lst &repl_lst) const;
  70         ex simplify_ncmul(const exvector & v) const;
  71 protected:
  72         ex derivative(const symbol & s) const;
  73         int compare_same_type(const basic & other) const;
  74         unsigned return_type(void) const;
  75         unsigned return_type_tinfo(void) const;
  76         ex expand(unsigned options = 0) const;
  77
  78         // new virtual functions which can be overridden by derived classes
  79         // none
  80
  81         // non-virtual functions in this class
  82 protected:
  83         ex expand_add(const add & a, int n) const;
  84         ex expand_add_2(const add & a) const;
  85         ex expand_mul(const mul & m, const numeric & n) const;
  86         //ex expand_commutative_3(const ex & basis, const numeric & exponent,
  87         //                        unsigned options) const;
  88         //ex expand_noncommutative(const ex & basis, const numeric & exponent, unsigned options) const;
  89
  90 // member variables
  91
  92 protected:
  93         ex basis;
  94         ex exponent;
  95         static unsigned precedence;
  96 };
  97
  98 // utility functions
  99 inline const power &ex_to_power(const ex &e)
 100 {
 101         return static_cast<const power &>(*e.bp);
 102 }
 103
 104 // wrapper functions
 105
 106 /** Symbolic exponentiation.  Returns a power-object as a new expression.
 107  *
 108  *  @param b the basis expression
 109  *  @param e the exponent expression */
 110 inline ex pow(const ex & b, const ex & e)
 111 { return power(b,e); }
 112
 113 /** Square root expression.  Returns a power-object with exponent 1/2 as a new
 114  *  expression.  */
 115 ex sqrt(const ex & a);
 116
 117 #ifndef NO_NAMESPACE_GINAC
 118 } // namespace GiNaC
 119 #endif // ndef NO_NAMESPACE_GINAC
 120
 121 #endif // ndef __GINAC_POWER_H__