ginac/power.h

   1 /** @file power.h
   2  *
   3  *  Interface to GiNaC's symbolic exponentiation (basis^exponent). */
   4
   5 /*
   6  *  GiNaC Copyright (C) 1999-2000 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     // default constructor, destructor, copy constructor assignment operator and helpers
  47 public:
  48     power();
  49     ~power();
  50     power(const power & other);
  51     const power & operator=(const power & other);
  52 protected:
  53     void copy(const power & other);
  54     void destroy(bool call_parent);
  55
  56     // other constructors
  57 public:
  58     power(const ex & lh, const ex & rh);
  59     power(const ex & lh, const numeric & rh);
  60
  61     // functions overriding virtual functions from bases classes
  62 public:
  63     basic * duplicate() const;
  64     void print(ostream & os, unsigned upper_precedence=0) const;
  65     void printraw(ostream & os) const;
  66     void printtree(ostream & os, unsigned indent) const;
  67     void printcsrc(ostream & os, unsigned type, unsigned upper_precedence=0) const;
  68     bool info(unsigned inf) const;
  69     unsigned nops() const;
  70     ex & let_op(int i);
  71     int degree(const symbol & s) const;
  72     int ldegree(const symbol & s) const;
  73     ex coeff(const symbol & s, int n=1) const;
  74     ex eval(int level=0) const;
  75     ex evalf(int level=0) const;
  76     ex series(const relational & s, int order) const;
  77     ex subs(const lst & ls, const lst & lr) const;
  78     ex normal(lst &sym_lst, lst &repl_lst, int level=0) const;
  79     ex to_rational(lst &repl_lst) const;
  80     ex simplify_ncmul(const exvector & v) const;
  81 protected:
  82     ex derivative(const symbol & s) const;
  83     int compare_same_type(const basic & other) const;
  84     unsigned return_type(void) const;
  85     unsigned return_type_tinfo(void) const;
  86     ex expand(unsigned options=0) const;
  87
  88     // new virtual functions which can be overridden by derived classes
  89     // none
  90
  91     // non-virtual functions in this class
  92 protected:
  93     ex expand_add(const add & a, int n) const;
  94     ex expand_add_2(const add & a) const;
  95     ex expand_mul(const mul & m, const numeric & n) const;
  96     //ex expand_commutative_3(const ex & basis, const numeric & exponent,
  97     //                         unsigned options) const;
  98     // ex expand_noncommutative(const ex & basis, const numeric & exponent, unsigned options) const;
  99
 100 // member variables
 101
 102 protected:
 103     ex basis;
 104     ex exponent;
 105     static unsigned precedence;
 106 };
 107
 108 // global constants
 109
 110 extern const power some_power;
 111 extern const type_info & typeid_power;
 112
 113 // utility functions
 114 inline const power &ex_to_power(const ex &e)
 115 {
 116         return static_cast<const power &>(*e.bp);
 117 }
 118
 119 // wrapper functions
 120
 121 /** Symbolic exponentiation.  Returns a power-object as a new expression.
 122  *
 123  *  @param b the basis expression
 124  *  @param e the exponent expression */
 125 inline ex pow(const ex & b, const ex & e)
 126 { return power(b,e); }
 127
 128 /** Square root expression.  Returns a power-object with exponent 1/2 as a new
 129  *  expression.  */
 130 ex sqrt(const ex & a);
 131
 132 #ifndef NO_NAMESPACE_GINAC
 133 } // namespace GiNaC
 134 #endif // ndef NO_NAMESPACE_GINAC
 135
 136 #endif // ndef __GINAC_POWER_H__