ginac/symbol.h

   1 /** @file symbol.h
   2  *
   3  *  Interface to GiNaC's symbolic objects. */
   4
   5 /*
   6  *  GiNaC Copyright (C) 1999-2002 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_SYMBOL_H__
  24 #define __GINAC_SYMBOL_H__
  25
  26 #include <string>
  27 #include "basic.h"
  28 #include "ex.h"
  29
  30 namespace GiNaC {
  31
  32 /** Basic CAS symbol.  It has a name because it must know how to output itself.
  33  *  It may be assigned an expression, but this feature is only intended for
  34  *  programs like 'ginsh' that want to associate symbols with expressions.
  35  *  If you want to replace symbols by expressions in your code, you should
  36  *  use ex::subs() or use objects of class ex instead of class symbol in the
  37  *  first place. */
  38 class symbol : public basic
  39 {
  40         GINAC_DECLARE_REGISTERED_CLASS_NO_CTORS(symbol, basic)
  41
  42 // types
  43
  44         /** Symbols as keys to expressions - this is deprecated. */
  45         class assigned_ex_info {
  46         public:
  47                 assigned_ex_info();     ///< Default ctor
  48                 bool is_assigned;       ///< True if there is an expression assigned
  49                 ex assigned_expression; ///< The actual expression
  50                 unsigned refcount;      ///< Reference counter
  51         };
  52
  53 // member functions
  54
  55         // default ctor, dtor, copy ctor, assignment operator and helpers
  56 public:
  57         symbol();
  58         ~symbol() { destroy(false); }
  59         symbol(const symbol & other);
  60 protected:
  61         void copy(const symbol & other);
  62         void destroy(bool call_parent);
  63
  64         // other ctors
  65 public:
  66         explicit symbol(const std::string & initname);
  67         explicit symbol(const std::string & initname, const std::string & texname);
  68
  69         // functions overriding virtual functions from base classes
  70 public:
  71         basic * duplicate() const;
  72         void print(const print_context & c, unsigned level = 0) const;
  73         bool info(unsigned inf) const;
  74         ex eval(int level = 0) const;
  75         ex evalf(int level = 0) const { return *this; } // overwrites basic::evalf() for performance reasons
  76         ex series(const relational & s, int order, unsigned options = 0) const;
  77         ex normal(lst &sym_lst, lst &repl_lst, int level = 0) const;
  78         ex to_rational(lst &repl_lst) const;
  79 protected:
  80         ex derivative(const symbol & s) const;
  81         int compare_same_type(const basic & other) const;
  82         bool is_equal_same_type(const basic & other) const;
  83         unsigned calchash(void) const;
  84
  85         // non-virtual functions in this class
  86 public:
  87         void assign(const ex & value);
  88         void unassign(void);
  89         void set_name(const std::string & n) { name = n; }
  90         std::string get_name(void) const { return name; }
  91 private:
  92         std::string & autoname_prefix(void);
  93         std::string default_TeX_name(void) const;
  94
  95 // member variables
  96
  97 protected:
  98         assigned_ex_info * asexinfop;   ///< ptr to assigned expression, deprecated
  99         unsigned serial;       ///< unique serial number for comparison
 100         std::string name;      ///< printname of this symbol
 101         std::string TeX_name;  ///< LaTeX name of this symbol
 102 private:
 103         static unsigned next_serial;
 104 };
 105
 106
 107 // utility functions
 108
 109 /** Specialization of is_exactly_a<symbol>(obj) for symbol objects. */
 110 template<> inline bool is_exactly_a<symbol>(const basic & obj)
 111 {
 112         return obj.tinfo()==TINFO_symbol;
 113 }
 114
 115 // wrapper functions around member functions
 116 inline void unassign(symbol & symarg)
 117 { symarg.unassign(); }
 118
 119 inline int degree(const symbol & a, const ex & s)
 120 { return a.degree(s); }
 121
 122 inline int ldegree(const symbol & a, const ex & s)
 123 { return a.ldegree(s); }
 124
 125 } // namespace GiNaC
 126
 127 #endif // ndef __GINAC_SYMBOL_H__