]> www.ginac.de Git - ginac.git/blobdiff - doc/tutorial/ginac.texi
[C++20] Clean up using-declarations.
[ginac.git] / doc / tutorial / ginac.texi
index b83ba1c7e1094d434e453a64e6844f91108f055b..1ba42151e86a39898c9c2dbef89cc4268c1d5a3f 100644 (file)
@@ -24,7 +24,7 @@
 This is a tutorial that documents GiNaC @value{VERSION}, an open
 framework for symbolic computation within the C++ programming language.
 
-Copyright (C) 1999-2014 Johannes Gutenberg University Mainz, Germany
+Copyright (C) 1999-2020 Johannes Gutenberg University Mainz, Germany
 
 Permission is granted to make and distribute verbatim copies of
 this manual provided the copyright notice and this permission notice
@@ -48,11 +48,11 @@ notice identical to this one.
 @title GiNaC @value{VERSION}
 @subtitle An open framework for symbolic computation within the C++ programming language
 @subtitle @value{UPDATED}
-@author @uref{http://www.ginac.de}
+@author @uref{https://www.ginac.de}
 
 @page
 @vskip 0pt plus 1filll
-Copyright @copyright{} 1999-2014 Johannes Gutenberg University Mainz, Germany
+Copyright @copyright{} 1999-2020 Johannes Gutenberg University Mainz, Germany
 @sp 2
 Permission is granted to make and distribute verbatim copies of
 this manual provided the copyright notice and this permission notice
@@ -126,7 +126,7 @@ hand-made documentation like this one is difficult to keep in sync with
 the development, the actual documentation is inside the sources in the
 form of comments.  That documentation may be parsed by one of the many
 Javadoc-like documentation systems.  If you fail at generating it you
-may access it from @uref{http://www.ginac.de/reference/, the GiNaC home
+may access it from @uref{https://www.ginac.de/reference/, the GiNaC home
 page}.  It is an invaluable resource not only for the advanced user who
 wishes to extend the system (or chase bugs) but for everybody who wants
 to comprehend the inner workings of GiNaC.  This little tutorial on the
@@ -135,7 +135,7 @@ the near future.
 
 @section License
 The GiNaC framework for symbolic computation within the C++ programming
-language is Copyright @copyright{} 1999-2014 Johannes Gutenberg
+language is Copyright @copyright{} 1999-2020 Johannes Gutenberg
 University Mainz, Germany.
 
 This program is free software; you can redistribute it and/or
@@ -201,7 +201,7 @@ Assuming the file is called @file{hello.cc}, on our system we can compile
 and run it like this:
 
 @example
-$ c++ hello.cc -o hello -lcln -lginac
+$ c++ hello.cc -o hello -lginac -lcln
 $ ./hello
 355687428096000*x*y+20922789888000*y^2+6402373705728000*x^2
 @end example
@@ -372,8 +372,8 @@ lambda^2-3*lambda+11
 @end example
 
 Multivariate polynomials and rational functions may be expanded,
-collected and normalized (i.e. converted to a ratio of two coprime 
-polynomials):
+collected, factorized, and normalized (i.e. converted to a ratio of
+two coprime polynomials):
 
 @example
 > a = x^4 + 2*x^2*y^2 + 4*x^3*y + 12*x*y^3 - 3*y^4;
@@ -382,6 +382,8 @@ polynomials):
 4*x*y-y^2+x^2
 > expand(a*b);
 8*x^5*y+17*x^4*y^2+43*x^2*y^4-24*x*y^5+16*x^3*y^3+3*y^6+x^6
+> factor(%);
+(4*x*y+x^2-y^2)^2*(x^2+3*y^2)
 > collect(a+b,x);
 4*x^3*y-y^2-3*y^4+(12*y^3+4*y)*x+x^4+x^2*(1+2*y^2)
 > collect(a+b,y);
@@ -390,6 +392,9 @@ polynomials):
 3*y^2+x^2
 @end example
 
+Here we have made use of the @command{ginsh}-command @code{%} to pop the
+previously evaluated element from @command{ginsh}'s internal stack.
+
 You can differentiate functions and expand them as Taylor or Laurent
 series in a very natural syntax (the second argument of @code{series} is
 a relation defining the evaluation point, the third specifies the
@@ -414,9 +419,6 @@ x^(-1)-0.5772156649015328606+(0.9890559953279725555)*x
 -Euler-1/12+Order((x-1/2*Pi)^3)
 @end example
 
-Here we have made use of the @command{ginsh}-command @code{%} to pop the
-previously evaluated element from @command{ginsh}'s internal stack.
-
 Often, functions don't have roots in closed form.  Nevertheless, it's
 quite easy to compute a solution numerically, to arbitrary precision:
 
@@ -476,7 +478,7 @@ installation.
 
 In order to install GiNaC on your system, some prerequisites need to be
 met.  First of all, you need to have a C++-compiler adhering to the
-ANSI-standard @cite{ISO/IEC 14882:1998(E)}.  We used GCC for development
+ISO standard @cite{ISO/IEC 14882:2011(E)}.  We used GCC for development
 so if you have a different compiler you are on your own.  For the
 configuration to succeed you need a Posix compliant shell installed in
 @file{/bin/sh}, GNU @command{bash} is fine. The pkg-config utility is
@@ -484,10 +486,10 @@ required for the configuration, it can be downloaded from
 @uref{http://pkg-config.freedesktop.org}.
 Last but not least, the CLN library
 is used extensively and needs to be installed on your system.
-Please get it from @uref{ftp://ftpthep.physik.uni-mainz.de/pub/gnu/}
-(it is covered by GPL) and install it prior to trying to install
-GiNaC.  The configure script checks if it can find it and if it cannot
-it will refuse to continue.
+Please get it from @uref{https://www.ginac.de/CLN/} (it is licensed under
+the GPL) and install it prior to trying to install GiNaC.  The configure
+script checks if it can find it and if it cannot, it will refuse to
+continue.
 
 
 @node Configuration, Building GiNaC, Prerequisites, Installation
@@ -717,7 +719,6 @@ meta-class for storing all mathematical objects.
 * Matrices::                     Matrices.
 * Indexed objects::              Handling indexed quantities.
 * Non-commutative objects::      Algebras with non-commutative products.
-* Hash maps::                    A faster alternative to std::map<>.
 @end menu
 
 
@@ -838,8 +839,8 @@ some immediate simplifications.
 Internally, the anonymous evaluator in GiNaC is implemented by the methods
 
 @example
-ex ex::eval(int level = 0) const;
-ex basic::eval(int level = 0) const;
+ex ex::eval() const;
+ex basic::eval() const;
 @end example
 
 but unless you are extending GiNaC with your own classes or functions, there
@@ -1146,7 +1147,14 @@ This creates a symbol that is printed as "@code{x}" in normal output, but
 as "@code{\Box}" in LaTeX code (@xref{Input/output}, for more
 information about the different output formats of expressions in GiNaC).
 GiNaC automatically creates proper LaTeX code for symbols having names of
-greek letters (@samp{alpha}, @samp{mu}, etc.).
+greek letters (@samp{alpha}, @samp{mu}, etc.). You can retrieve the name
+and the LaTeX name of a symbol using the respective methods:
+@cindex @code{get_name()}
+@cindex @code{get_TeX_name()}
+@example
+symbol::get_name() const;
+symbol::get_TeX_name() const;
+@end example
 
 @cindex @code{subs()}
 Symbols in GiNaC can't be assigned values. If you need to store results of
@@ -1526,6 +1534,15 @@ rational number will return a floating-point approximation. Both
 @code{to_int()/to_long()} and @code{to_double()} discard the imaginary
 part of complex numbers.
 
+Note the signature of the above methods, you may need to apply a type
+conversion and call @code{evalf()} as shown in the following example:
+@example
+    ...
+    ex e1 = 1, e2 = sin(Pi/5);
+    cout << ex_to<numeric>(e1).to_int() << endl
+         << ex_to<numeric>(e2.evalf()).to_double() << endl;
+    ...
+@end example
 
 @node Constants, Fundamental containers, Numbers, Basic concepts
 @c    node-name, next, previous, up
@@ -1647,30 +1664,17 @@ packages, but are sometimes used to supply a variable number of arguments of
 the same type to GiNaC methods such as @code{subs()} and some @code{matrix}
 constructors, so you should have a basic understanding of them.
 
-Lists can be constructed by assigning a comma-separated sequence of
-expressions:
+Lists can be constructed from an initializer list of expressions:
 
 @example
 @{
     symbol x("x"), y("y");
-    lst l;
-    l = x, 2, y, x+y;
+    lst l = @{x, 2, y, x+y@};
     // now, l is a list holding the expressions 'x', '2', 'y', and 'x+y',
     // in that order
     ...
 @end example
 
-There are also constructors that allow direct creation of lists of up to
-16 expressions, which is often more convenient but slightly less efficient:
-
-@example
-    ...
-    // This produces the same list 'l' as above:
-    // lst l(x, 2, y, x+y);
-    // lst l = lst(x, 2, y, x+y);
-    ...
-@end example
-
 Use the @code{nops()} method to determine the size (number of expressions) of
 a list and the @code{op()} method or the @code{[]} operator to access
 individual elements:
@@ -1772,9 +1776,8 @@ You can bring the elements of a list into a canonical order with @code{sort()}:
 
 @example
     ...
-    lst l1, l2;
-    l1 = x, 2, y, x+y;
-    l2 = 2, x+y, x, y;
+    lst l1 = @{x, 2, y, x+y@};
+    lst l2 = @{2, x+y, x, y@};
     l1.sort();
     l2.sort();
     // l1 and l2 are now equal
@@ -1786,8 +1789,7 @@ elements with @code{unique()}:
 
 @example
     ...
-    lst l3;
-    l3 = x, 2, 2, 2, y, x+y, y+x;
+    lst l3 = @{x, 2, 2, 2, y, x+y, y+x@};
     l3.unique();        // l3 is now @{x, 2, y, x+y@}
 @}
 @end example
@@ -1952,9 +1954,17 @@ matrix::matrix(unsigned r, unsigned c);
 creates a matrix with @samp{r} rows and @samp{c} columns with all elements
 set to zero.
 
-The fastest way to create a matrix with preinitialized elements is to assign
-a list of comma-separated expressions to an empty matrix (see below for an
-example). But you can also specify the elements as a (flat) list with
+The easiest way to create a matrix is using an initializer list of
+initializer lists, all of the same size:
+
+@example
+@{
+    matrix m = @{@{1, -a@},
+                @{a,  1@}@};
+@}
+@end example
+
+You can also specify the elements as a (flat) list with
 
 @example
 matrix::matrix(unsigned r, unsigned c, const lst & l);
@@ -1977,6 +1987,7 @@ matrices:
 @cindex @code{symbolic_matrix()}
 @example
 ex diag_matrix(const lst & l);
+ex diag_matrix(initializer_list<ex> l);
 ex unit_matrix(unsigned x);
 ex unit_matrix(unsigned r, unsigned c);
 ex symbolic_matrix(unsigned r, unsigned c, const string & base_name);
@@ -1984,7 +1995,7 @@ ex symbolic_matrix(unsigned r, unsigned c, const string & base_name,
                    const string & tex_base_name);
 @end example
 
-@code{diag_matrix()} constructs a diagonal matrix given the list of diagonal
+@code{diag_matrix()} constructs a square diagonal matrix given the diagonal
 elements. @code{unit_matrix()} creates an @samp{x} by @samp{x} (or @samp{r}
 by @samp{c}) unit matrix. And finally, @code{symbolic_matrix} constructs a
 matrix filled with newly generated symbols made of the specified base name
@@ -2011,10 +2022,9 @@ that specify which row and column to remove:
 
 @example
 @{
-    matrix m(3,3);
-    m = 11, 12, 13,
-        21, 22, 23,
-        31, 32, 33;
+    matrix m = @{@{11, 12, 13@},
+                @{21, 22, 23@},
+                @{31, 32, 33@}@};
     cout << reduced_matrix(m, 1, 1) << endl;
     // -> [[11,13],[31,33]]
     cout << sub_matrix(m, 1, 2, 1, 2) << endl;
@@ -2040,9 +2050,8 @@ Here are a couple of examples for constructing matrices:
 @{
     symbol a("a"), b("b");
 
-    matrix M(2, 2);
-    M = a, 0,
-        0, b;
+    matrix M = @{@{a, 0@},
+                @{0, b@}@};
     cout << M << endl;
      // -> [[a,0],[0,b]]
 
@@ -2052,13 +2061,13 @@ Here are a couple of examples for constructing matrices:
     cout << M2 << endl;
      // -> [[a,0],[0,b]]
 
-    cout << matrix(2, 2, lst(a, 0, 0, b)) << endl;
+    cout << matrix(2, 2, lst@{a, 0, 0, b@}) << endl;
      // -> [[a,0],[0,b]]
 
-    cout << lst_to_matrix(lst(lst(a, 0), lst(0, b))) << endl;
+    cout << lst_to_matrix(lst@{lst@{a, 0@}, lst@{0, b@}@}) << endl;
      // -> [[a,0],[0,b]]
 
-    cout << diag_matrix(lst(a, b)) << endl;
+    cout << diag_matrix(lst@{a, b@}) << endl;
      // -> [[a,0],[0,b]]
 
     cout << unit_matrix(3) << endl;
@@ -2094,13 +2103,12 @@ and @math{C}:
 
 @example
 @{
-    matrix A(2, 2), B(2, 2), C(2, 2);
-    A =  1, 2,
-         3, 4;
-    B = -1, 0,
-         2, 1;
-    C =  8, 4,
-         2, 1;
+    matrix A = @{@{ 1, 2@},
+                @{ 3, 4@}@};
+    matrix B = @{@{-1, 0@},
+                @{ 2, 1@}@};
+    matrix C = @{@{ 8, 4@},
+                @{ 2, 1@}@};
 
     matrix result = A.mul(B).sub(C.mul_scalar(2));
     cout << result << endl;
@@ -2171,22 +2179,20 @@ computing determinants, traces, characteristic polynomials and ranks:
 ex matrix::determinant(unsigned algo=determinant_algo::automatic) const;
 ex matrix::trace() const;
 ex matrix::charpoly(const ex & lambda) const;
-unsigned matrix::rank() const;
+unsigned matrix::rank(unsigned algo=solve_algo::automatic) const;
 @end example
 
-The @samp{algo} argument of @code{determinant()} allows to select
-between different algorithms for calculating the determinant.  The
-asymptotic speed (as parametrized by the matrix size) can greatly differ
-between those algorithms, depending on the nature of the matrix'
-entries.  The possible values are defined in the @file{flags.h} header
-file.  By default, GiNaC uses a heuristic to automatically select an
-algorithm that is likely (but not guaranteed) to give the result most
-quickly.
+The optional @samp{algo} argument of @code{determinant()} and @code{rank()}
+functions allows to select between different algorithms for calculating the
+determinant and rank respectively. The asymptotic speed (as parametrized
+by the matrix size) can greatly differ between those algorithms, depending
+on the nature of the matrix' entries. The possible values are defined in
+the @file{flags.h} header file. By default, GiNaC uses a heuristic to
+automatically select an algorithm that is likely (but not guaranteed)
+to give the result most quickly.
 
-@cindex @code{inverse()} (matrix)
 @cindex @code{solve()}
-Matrices may also be inverted using the @code{ex matrix::inverse()}
-method and linear systems may be solved with:
+Linear systems can be solved with:
 
 @example
 matrix matrix::solve(const matrix & vars, const matrix & rhs,
@@ -2201,6 +2207,15 @@ times @code{p} and in the case of an underdetermined system will still
 contain some of the indeterminates from @code{vars}.  If the system is
 overdetermined, an exception is thrown.
 
+@cindex @code{inverse()} (matrix)
+To invert a matrix, use the method:
+
+@example
+matrix matrix::inverse(unsigned algo=solve_algo::automatic) const;
+@end example
+
+The @samp{algo} argument is optional.  If given, it must be one of
+@code{solve_algo} defined in @file{flags.h}.
 
 @node Indexed objects, Non-commutative objects, Matrices, Basic concepts
 @c    node-name, next, previous, up
@@ -2940,10 +2955,9 @@ and scalar products):
     symbol x("x"), y("y");
 
     // A is a 2x2 matrix, X is a 2x1 vector
-    matrix A(2, 2), X(2, 1);
-    A = 1, 2,
-        3, 4;
-    X = x, y;
+    matrix A = @{@{1, 2@},
+                @{3, 4@}@};
+    matrix X = @{@{x, y@}@};
 
     cout << indexed(A, i, i) << endl;
      // -> 5
@@ -2974,7 +2988,7 @@ one form for @samp{F} and explicitly multiply it with a matrix representation
 of the metric tensor.
 
 
-@node Non-commutative objects, Hash maps, Indexed objects, Basic concepts
+@node Non-commutative objects, Methods and functions, Indexed objects, Basic concepts
 @c    node-name, next, previous, up
 @section Non-commutative objects
 
@@ -3033,6 +3047,8 @@ canonicalize themselves according to rules specified in the implementation
 of the non-commutative classes. The drawback is that to work with other than
 the built-in algebras you have to implement new classes yourself. Both
 symbols and user-defined functions can be specified as being non-commutative.
+For symbols, this is done by subclassing class symbol; for functions,
+by explicitly setting the return type (@pxref{Symbolic functions}).
 
 @cindex @code{return_type()}
 @cindex @code{return_type_tinfo()}
@@ -3265,7 +3281,7 @@ QED:
            dirac_gamma(mu.toggle_variance()) *
            (dirac_slash(l, D) + m * dirac_ONE());   
     e = dirac_trace(e).simplify_indexed(sp);
-    e = e.collect(lst(l, ldotq, m));
+    e = e.collect(lst@{l, ldotq, m@});
     cout << e << endl;
      // -> (8-4*D)*l^2+(8-4*D)*ldotq+4*D*m^2
 @}
@@ -3334,7 +3350,16 @@ Clifford algebras, which will commute with each other.
 Note that the call @code{clifford_unit(mu, minkmetric())} creates
 something very close to @code{dirac_gamma(mu)}, although
 @code{dirac_gamma} have more efficient simplification mechanism. 
-@cindex @code{clifford::get_metric()}
+@cindex @code{get_metric()}
+Also, the object created by @code{clifford_unit(mu, minkmetric())} is
+not aware about the symmetry of its metric, see the start of the previous
+paragraph. A more accurate analog of 'dirac_gamma(mu)' should be
+specifies as follows:
+
+@example
+    clifford_unit(mu, indexed(minkmetric(),sy_symm(),varidx(symbol("i"),4),varidx(symbol("j"),4)));
+@end example
+
 The method @code{clifford::get_metric()} returns a metric defining this
 Clifford number.
 
@@ -3357,7 +3382,7 @@ ways. For example
     ... 
     idx i(symbol("i"), 4);
     realsymbol s("s");
-    ex M = diag_matrix(lst(1, -1, 0, s));
+    ex M = diag_matrix(lst@{1, -1, 0, s@});
     ex e = clifford_unit(i, M);
     ex e0 = e.subs(i == 0);
     ex e1 = e.subs(i == 1);
@@ -3423,11 +3448,11 @@ The previous code may be rewritten with the help of @code{lst_to_clifford()} as
     ...
     idx i(symbol("i"), 4);
     realsymbol s("s");
-    ex M = diag_matrix(lst(1, -1, 0, s));
-    ex e0 = lst_to_clifford(lst(1, 0, 0, 0), i, M);
-    ex e1 = lst_to_clifford(lst(0, 1, 0, 0), i, M);
-    ex e2 = lst_to_clifford(lst(0, 0, 1, 0), i, M);
-    ex e3 = lst_to_clifford(lst(0, 0, 0, 1), i, M);
+    ex M = diag_matrix(@{1, -1, 0, s@});
+    ex e0 = lst_to_clifford(lst@{1, 0, 0, 0@}, i, M);
+    ex e1 = lst_to_clifford(lst@{0, 1, 0, 0@}, i, M);
+    ex e2 = lst_to_clifford(lst@{0, 0, 1, 0@}, i, M);
+    ex e3 = lst_to_clifford(lst@{0, 0, 0, 1@}, i, M);
   ...
 @}
 @end example
@@ -3482,14 +3507,13 @@ There are several functions for (anti-)automorphisms of Clifford algebras:
 
 @example
     ex clifford_prime(const ex & e)
-    inline ex clifford_star(const ex & e) @{ return e.conjugate(); @}
-    inline ex clifford_bar(const ex & e) @{ return clifford_prime(e.conjugate()); @}
+    inline ex clifford_star(const ex & e)
+    inline ex clifford_bar(const ex & e)
 @end example
 
 The automorphism of a Clifford algebra @code{clifford_prime()} simply
 changes signs of all Clifford units in the expression. The reversion
-of a Clifford algebra @code{clifford_star()} coincides with the
-@code{conjugate()} method and effectively reverses the order of Clifford
+of a Clifford algebra @code{clifford_star()} reverses the order of Clifford
 units in any product. Finally the main anti-automorphism
 of a Clifford algebra @code{clifford_bar()} is the composition of the
 previous two, i.e. it makes the reversion and changes signs of all Clifford units
@@ -3748,43 +3772,7 @@ example:
 @end example
 
 
-@node Hash maps, Methods and functions, Non-commutative objects, Basic concepts
-@c    node-name, next, previous, up
-@section Hash Maps
-@cindex hash maps
-@cindex @code{exhashmap} (class)
-
-For your convenience, GiNaC offers the container template @code{exhashmap<T>}
-that can be used as a drop-in replacement for the STL
-@code{std::map<ex, T, ex_is_less>}, using hash tables to provide faster,
-typically constant-time, element look-up than @code{map<>}.
-
-@code{exhashmap<>} supports all @code{map<>} members and operations, with the
-following differences:
-
-@itemize @bullet
-@item
-no @code{lower_bound()} and @code{upper_bound()} methods
-@item
-no reverse iterators, no @code{rbegin()}/@code{rend()}
-@item 
-no @code{operator<(exhashmap, exhashmap)}
-@item
-the comparison function object @code{key_compare} is hardcoded to
-@code{ex_is_less}
-@item
-the constructor @code{exhashmap(size_t n)} allows specifying the minimum
-initial hash table size (the actual table size after construction may be
-larger than the specified value)
-@item
-the method @code{size_t bucket_count()} returns the current size of the hash
-table
-@item 
-@code{insert()} and @code{erase()} operations invalidate all iterators
-@end itemize
-
-
-@node Methods and functions, Information about expressions, Hash maps, Top
+@node Methods and functions, Information about expressions, Non-commutative objects, Top
 @c    node-name, next, previous, up
 @chapter Methods and functions
 @cindex polynomial
@@ -3974,8 +3962,6 @@ table:
 @tab @dots{}a polynomial with (possibly complex) rational coefficients (such as @math{2/3+7/2*I})
 @item @code{rational_function}
 @tab @dots{}a rational function (@math{x+y}, @math{z/(x+y)})
-@item @code{algebraic}
-@tab @dots{}an algebraic object (@math{sqrt(2)}, @math{sqrt(x)-1})
 @end multitable
 @end cartouche
 
@@ -4068,7 +4054,7 @@ The following example illustrates the differences between
 @example
 @{
     symbol A("A"), B("B"), C("C");
-    ex e = lst(lst(A, B), C);
+    ex e = lst@{lst@{A, B@}, C@};
 
     std::copy(e.begin(), e.end(),
               std::ostream_iterator<ex>(cout, "\n"));
@@ -4155,12 +4141,12 @@ provides two functors that can be supplied as proper binary comparison
 predicates to the STL:
 
 @example
-class ex_is_less : public std::binary_function<ex, ex, bool> @{
+class ex_is_less @{
 public:
     bool operator()(const ex &lh, const ex &rh) const;
 @};
 
-class ex_is_equal : public std::binary_function<ex, ex, bool> @{
+class ex_is_equal @{
 public:
     bool operator()(const ex &lh, const ex &rh) const;
 @};
@@ -4188,7 +4174,7 @@ std::sort(v.begin(), v.end(), ex_is_less());
 
 // count the number of expressions equal to '1'
 unsigned num_ones = std::count_if(v.begin(), v.end(),
-                                  std::bind2nd(ex_is_equal(), 1));
+                                  [](const ex& e) @{ return ex_is_equal()(e, 1); @});
 @end example
 
 The implementation of @code{ex_is_less} uses the member function
@@ -4211,7 +4197,7 @@ GiNaC keeps algebraic expressions, numbers and constants in their exact form.
 To evaluate them using floating-point arithmetic you need to call
 
 @example
-ex ex::evalf(int level = 0) const;
+ex ex::evalf() const;
 @end example
 
 @cindex @code{Digits}
@@ -4268,13 +4254,13 @@ In the first form, @code{subs()} accepts a relational of the form
      // -> 73
 
     ex e2 = x*y + x;
-    cout << "e2(-2, 4) = " << e2.subs(lst(x == -2, y == 4)) << endl;
+    cout << "e2(-2, 4) = " << e2.subs(lst@{x == -2, y == 4@}) << endl;
      // -> -10
 @}
 @end example
 
 If you specify multiple substitutions, they are performed in parallel, so e.g.
-@code{subs(lst(x == y, y == x))} exchanges @samp{x} and @samp{y}.
+@code{subs(lst@{x == y, y == x@})} exchanges @samp{x} and @samp{y}.
 
 The second form of @code{subs()} takes an @code{exmap} object which is a
 pair associative container that maps expressions to expressions (currently
@@ -4305,7 +4291,7 @@ contain the same number of elements). Using this form, you would write
     symbol x("x"), y("y");
     ex e2 = x*y + x;
 
-    cout << "e2(-2, 4) = " << e2.subs(lst(x, y), lst(-2, 4)) << endl;
+    cout << "e2(-2, 4) = " << e2.subs(lst@{x, y@}, lst@{-2, 4@}) << endl;
 @}
 @end example
 
@@ -5025,7 +5011,7 @@ one variable, the variables are given as a list.
 
 @example
 (x*y*sin(y)).is_polynomial(x)         // Returns true.
-(x*y*sin(y)).is_polynomial(lst(x,y))  // Returns false.
+(x*y*sin(y)).is_polynomial(lst@{x,y@})  // Returns false.
 @end example
 
 @subsection Expanding and collecting
@@ -5116,18 +5102,17 @@ a*(2*x*y+y^2+x^2)
 @cindex @code{ldegree()}
 @cindex @code{coeff()}
 
-The degree and low degree of a polynomial can be obtained using the two
-methods
+The degree and low degree of a polynomial in expanded form can be obtained
+using the two methods
 
 @example
 int ex::degree(const ex & s);
 int ex::ldegree(const ex & s);
 @end example
 
-which also work reliably on non-expanded input polynomials (they even work
-on rational functions, returning the asymptotic degree). By definition, the
-degree of zero is zero. To extract a coefficient with a certain power from
-an expanded polynomial you use
+These functions even work on rational functions, returning the asymptotic
+degree. By definition, the degree of zero is zero. To extract a coefficient
+with a certain power from an expanded polynomial you use
 
 @example
 ex ex::coeff(const ex & s, int n);
@@ -5352,7 +5337,7 @@ int main()
 
 Square-free decomposition is available in GiNaC:
 @example
-ex sqrfree(const ex & a, const lst & l = lst());
+ex sqrfree(const ex & a, const lst & l = lst@{@});
 @end example
 Here is an example that by the way illustrates how the exact form of the
 result may slightly depend on the order of differentiation, calling for
@@ -5362,10 +5347,10 @@ some care with subsequent processing of the result:
     symbol x("x"), y("y");
     ex BiVarPol = expand(pow(2-2*y,3) * pow(1+x*y,2) * pow(x-2*y,2) * (x+y));
 
-    cout << sqrfree(BiVarPol, lst(x,y)) << endl;
+    cout << sqrfree(BiVarPol, lst@{x,y@}) << endl;
      // -> 8*(1-y)^3*(y*x^2-2*y+x*(1-2*y^2))^2*(y+x)
 
-    cout << sqrfree(BiVarPol, lst(y,x)) << endl;
+    cout << sqrfree(BiVarPol, lst@{y,x@}) << endl;
      // -> 8*(1-y)^3*(-y*x^2+2*y+x*(-1+2*y^2))^2*(y+x)
 
     cout << sqrfree(BiVarPol) << endl;
@@ -5485,8 +5470,11 @@ ex ex::numer_denom();
 
 These functions will first normalize the expression as described above and
 then return the numerator, denominator, or both as a list, respectively.
-If you need both numerator and denominator, calling @code{numer_denom()} is
-faster than using @code{numer()} and @code{denom()} separately.
+If you need both numerator and denominator, call @code{numer_denom()}: it
+is faster than using @code{numer()} and @code{denom()} separately. And even
+more important: a separate evaluation of @code{numer()} and @code{denom()}
+may result in a spurious sign, e.g. for $x/(x^2-1)$ @code{numer()} may
+return $x$ and @code{denom()} $1-x^2$.
 
 
 @subsection Converting to a polynomial or rational expression
@@ -5500,20 +5488,18 @@ above. You do this by calling
 
 @example
 ex ex::to_polynomial(exmap & m);
-ex ex::to_polynomial(lst & l);
 @end example
 or
 @example
 ex ex::to_rational(exmap & m);
-ex ex::to_rational(lst & l);
 @end example
 
-on the expression to be converted. The supplied @code{exmap} or @code{lst}
-will be filled with the generated temporary symbols and their replacement
-expressions in a format that can be used directly for the @code{subs()}
-method. It can also already contain a list of replacements from an earlier
-application of @code{.to_polynomial()} or @code{.to_rational()}, so it's
-possible to use it on multiple expressions and get consistent results.
+on the expression to be converted. The supplied @code{exmap} will be filled
+with the generated temporary symbols and their replacement expressions in a
+format that can be used directly for the @code{subs()} method. It can also
+already contain a list of replacements from an earlier application of
+@code{.to_polynomial()} or @code{.to_rational()}, so it's possible to use
+it on multiple expressions and get consistent results.
 
 The difference between @code{.to_polynomial()} and @code{.to_rational()}
 is probably best illustrated with an example:
@@ -5524,15 +5510,15 @@ is probably best illustrated with an example:
     ex a = 2*x/sin(x) - y/(3*sin(x));
     cout << a << endl;
 
-    lst lp;
-    ex p = a.to_polynomial(lp);
-    cout << " = " << p << "\n   with " << lp << endl;
+    exmap mp;
+    ex p = a.to_polynomial(mp);
+    cout << " = " << p << "\n   with " << mp << endl;
      // = symbol3*symbol2*y+2*symbol2*x
      //   with @{symbol2==sin(x)^(-1),symbol3==-1/3@}
 
-    lst lr;
-    ex r = a.to_rational(lr);
-    cout << " = " << r << "\n   with " << lr << endl;
+    exmap mr;
+    ex r = a.to_rational(mr);
+    cout << " = " << r << "\n   with " << mr << endl;
      // = -1/3*symbol4^(-1)*y+2*symbol4^(-1)*x
      //   with @{symbol4==sin(x)@}
 @}
@@ -5774,9 +5760,9 @@ almost any kind of object (anything that is @code{subs()}able):
                                            
     cout << ex(indexed(A, i, j)).symmetrize() << endl;
      // -> 1/2*A.j.i+1/2*A.i.j
-    cout << ex(indexed(A, i, j, k)).antisymmetrize(lst(i, j)) << endl;
+    cout << ex(indexed(A, i, j, k)).antisymmetrize(lst@{i, j@}) << endl;
      // -> -1/2*A.j.i.k+1/2*A.i.j.k
-    cout << ex(lst(a, b, c)).symmetrize_cyclic(lst(a, b, c)) << endl;
+    cout << ex(lst@{a, b, c@}).symmetrize_cyclic(lst@{a, b, c@}) << endl;
      // -> 1/3*@{a,b,c@}+1/3*@{b,c,a@}+1/3*@{c,a,b@}
 @}
 @end example
@@ -5858,6 +5844,9 @@ GiNaC contains the following predefined mathematical functions:
 @item @code{log(x)}
 @tab natural logarithm
 @cindex @code{log()}
+@item @code{eta(x,y)}
+@tab Eta function: @code{eta(x,y) = log(x*y) - log(x) - log(y)}
+@cindex @code{eta()}
 @item @code{Li2(x)}
 @tab dilogarithm
 @cindex @code{Li2()}
@@ -5976,7 +5965,7 @@ If both flags are set (as in the last call), then GiNaC tries to get
 the maximal expansion. For example, for the exponent GiNaC firstly expands
 the argument and then the function. For the logarithm and absolute value,
 GiNaC uses the opposite order: firstly expands the function and then its
-argument. Of course, a user can fine-tune this behaviour by sequential
+argument. Of course, a user can fine-tune this behavior by sequential
 calls of several @code{expand()} methods with desired flags.
 
 @node Multiple polylogarithms, Complex expressions, Built-in functions, Methods and functions
@@ -5993,7 +5982,7 @@ calls of several @code{expand()} methods with desired flags.
 The multiple polylogarithm is the most generic member of a family of functions,
 to which others like the harmonic polylogarithm, Nielsen's generalized
 polylogarithm and the multiple zeta value belong.
-Everyone of these functions can also be written as a multiple polylogarithm with specific
+Each of these functions can also be written as a multiple polylogarithm with specific
 parameters. This whole family of functions is therefore often referred to simply as
 multiple polylogarithms, containing @code{Li}, @code{G}, @code{H}, @code{S} and @code{zeta}.
 The multiple polylogarithm itself comes in two variants: @code{Li} and @code{G}. While
@@ -6076,7 +6065,7 @@ The functions only evaluate if the indices are integers greater than zero, excep
 will be interpreted as the sequence of signs for the corresponding indices
 @code{m} or the sign of the imaginary part for the
 corresponding arguments @code{a}, it must contain 1 or -1, e.g.
-@code{zeta(lst(3,4), lst(-1,1))} means
+@code{zeta(lst@{3,4@}, lst@{-1,1@})} means
 @tex
 $\zeta(\overline{3},4)$
 @end tex
@@ -6084,7 +6073,7 @@ $\zeta(\overline{3},4)$
 @command{zeta(\overline@{3@},4)}
 @end ifnottex
 and
-@code{G(lst(a,b), lst(-1,1), c)} means
+@code{G(lst@{a,b@}, lst@{-1,1@}, c)} means
 @tex
 $G(a-0\epsilon,b+0\epsilon;c)$.
 @end tex
@@ -6093,7 +6082,7 @@ $G(a-0\epsilon,b+0\epsilon;c)$.
 @end ifnottex
 The definition of @code{H} allows indices to be 0, 1 or -1 (in expanded notation) or equally to
 be any integer (in compact notation). With GiNaC expanded and compact notation can be mixed,
-e.g. @code{lst(0,0,-1,0,1,0,0)}, @code{lst(0,0,-1,2,0,0)} and @code{lst(-3,2,0,0)} are equivalent as
+e.g. @code{lst@{0,0,-1,0,1,0,0@}}, @code{lst@{0,0,-1,2,0,0@}} and @code{lst@{-3,2,0,0@}} are equivalent as
 indices. The anonymous evaluator @code{eval()} tries to reduce the functions, if possible, to
 the least-generic multiple polylogarithm. If all arguments are unit, it returns @code{zeta}.
 Arguments equal to zero get considered, too. Riemann's zeta function @code{zeta} (with depth one)
@@ -6234,9 +6223,8 @@ let us solve the two equations @code{a*x+b*y==3} and @code{x-y==b}:
 @example
 @{
     symbol a("a"), b("b"), x("x"), y("y");
-    lst eqns, vars;
-    eqns = a*x+b*y==3, x-y==b;
-    vars = x, y;
+    lst eqns = @{a*x+b*y==3, x-y==b@};
+    lst vars = @{x, y@};
     cout << lsolve(eqns, vars) << endl;
      // -> @{x==(3+b^2)/(b+a),y==(3-b*a)/(b+a)@}
 @end example
@@ -6502,7 +6490,7 @@ to map input (sub)strings to arbitrary expressions:
     table["x"] = x+log(y)+1;
     parser reader(table);
     ex e = reader("5*x^3 - x^2");
-    // e = 5*(x+log(y)+1)^3 + (x+log(y)+1)^2
+    // e = 5*(x+log(y)+1)^3 - (x+log(y)+1)^2
 @}
 @end example
 
@@ -6515,8 +6503,8 @@ with @code{get_syms()} method:
     parser reader;
     ex e = reader("2*x+sin(y)");
     symtab table = reader.get_syms();
-    symbol x = reader["x"];
-    symbol y = reader["y"];
+    symbol x = ex_to<symbol>(table["x"]);
+    symbol y = ex_to<symbol>(table["y"]);
 @}
 @end example
 
@@ -6688,8 +6676,14 @@ ones supplied to @code{compile_ex} should appear in the expression.
 @cindex ginac-excompiler
 @code{compile_ex} uses the shell script @code{ginac-excompiler} to start the C
 compiler and produce the object files. This shell script comes with GiNaC and
-will be installed together with GiNaC in the configured @code{$PREFIX/bin}
-directory.
+will be installed together with GiNaC in the configured @code{$LIBEXECDIR}
+(typically @code{$PREFIX/libexec} or @code{$PREFIX/lib/ginac}). You can also
+export additional compiler flags via the @env{$CXXFLAGS} variable:
+
+@example
+setenv("CXXFLAGS", "-O3 -fomit-frame-pointer -ffast-math", 1);
+compile_ex(...);
+@end example
 
 @subsection Archiving
 @cindex @code{archive} (class)
@@ -6702,8 +6696,8 @@ expression a unique name:
 
 @example
 #include <fstream>
-using namespace std;
 #include <ginac/ginac.h>
+using namespace std;
 using namespace GiNaC;
 
 int main()
@@ -6723,14 +6717,16 @@ The archive can then be written to a file:
 
 @example
     // ...
-    ofstream out("foobar.gar");
+    ofstream out("foobar.gar", ios::binary);
     out << a;
     out.close();
     // ...
 @end example
 
 The file @file{foobar.gar} contains all information that is needed to
-reconstruct the expressions @code{foo} and @code{bar}.
+reconstruct the expressions @code{foo} and @code{bar}. The flag
+@code{ios::binary} prevents locales setting of your OS tampers the
+archive file structure.
 
 @cindex @command{viewgar}
 The tool @command{viewgar} that comes with GiNaC can be used to view
@@ -6748,7 +6744,7 @@ read in again:
 @example
     // ...
     archive a2;
-    ifstream in("foobar.gar");
+    ifstream in("foobar.gar", ios::binary);
     in >> a2;
     // ...
 @end example
@@ -6757,8 +6753,7 @@ And the stored expressions can be retrieved by their name:
 
 @example
     // ...
-    lst syms;
-    syms = x, y;
+    lst syms = @{x, y@};
 
     ex ex1 = a2.unarchive_ex(syms, "foo");
     ex ex2 = a2.unarchive_ex(syms, "the second one");
@@ -7100,6 +7095,25 @@ specifies which parameter to differentiate in a partial derivative in
 case the function has more than one parameter, and its main application
 is for correct handling of the chain rule.
 
+Derivatives of some functions, for example @code{abs()} and
+@code{Order()}, could not be evaluated through the chain rule. In such
+cases the full derivative may be specified as shown for @code{Order()}:
+
+@example
+static ex Order_expl_derivative(const ex & arg, const symbol & s)
+@{
+       return Order(arg.diff(s));
+@}
+@end example
+
+That is, we need to supply a procedure, which returns the expression of
+derivative with respect to the variable @code{s} for the argument
+@code{arg}. This procedure need to be registered with the function
+through the option @code{expl_derivative_func} (see the next
+Subsection). In contrast, a partial derivative, e.g. as was defined for
+@code{cos()} above, needs to be registered through the option
+@code{derivative_func}. 
+
 An implementation of the series expansion is not needed for @code{cos()} as
 it doesn't have any poles and GiNaC can do Taylor expansion by itself (as
 long as it knows what the derivative of @code{cos()} is). @code{tan()}, on
@@ -7135,14 +7149,15 @@ functions without any special options.
 eval_func(<C++ function>)
 evalf_func(<C++ function>)
 derivative_func(<C++ function>)
+expl_derivative_func(<C++ function>)
 series_func(<C++ function>)
 conjugate_func(<C++ function>)
 @end example
 
 These specify the C++ functions that implement symbolic evaluation,
-numeric evaluation, partial derivatives, and series expansion, respectively.
-They correspond to the GiNaC methods @code{eval()}, @code{evalf()},
-@code{diff()} and @code{series()}.
+numeric evaluation, partial derivatives, explicit derivative, and series
+expansion, respectively.  They correspond to the GiNaC methods
+@code{eval()}, @code{evalf()}, @code{diff()} and @code{series()}.
 
 The @code{eval_func()} function needs to use @code{.hold()} if no further
 automatic evaluation is desired or possible.
@@ -7598,9 +7613,8 @@ product in a C++ @code{struct}:
 
 @example
 #include <iostream>
-using namespace std;
-
 #include <ginac/ginac.h>
+using namespace std;
 using namespace GiNaC;
 
 struct sprod_s @{
@@ -7992,9 +8006,8 @@ as follows:
 #include <iostream>
 #include <string>   
 #include <stdexcept>
-using namespace std;
-
 #include <ginac/ginac.h>
+using namespace std;
 using namespace GiNaC;
 @end example
 
@@ -8217,11 +8230,11 @@ class mystring : public basic
 @{
     ...
 public:
-    ex eval(int level = 0) const;
+    ex eval() const override;
     ...
 @};
 
-ex mystring::eval(int level) const
+ex mystring::eval() const
 @{
     string new_str;
     for (size_t i=0; i<str.length(); i++) @{
@@ -8234,19 +8247,19 @@ ex mystring::eval(int level) const
 
     if (new_str.length() == 0)
         return 0;
-    else
-        return mystring(new_str).hold();
+
+    return mystring(new_str).hold();
 @}
 @end example
 
-The @code{level} argument is used to limit the recursion depth of the
-evaluation.  We don't have any subexpressions in the @code{mystring}
-class so we are not concerned with this.  If we had, we would call the
-@code{eval()} functions of the subexpressions with @code{level - 1} as
-the argument if @code{level != 1}.  The @code{hold()} member function
-sets a flag in the object that prevents further evaluation.  Otherwise
-we might end up in an endless loop.  When you want to return the object
-unmodified, use @code{return this->hold();}.
+The @code{hold()} member function sets a flag in the object that prevents
+further evaluation.  Otherwise we might end up in an endless loop.  When you
+want to return the object unmodified, use @code{return this->hold();}.
+
+If our class had subobjects, we would have to evaluate them first (unless
+they are all of type @code{ex}, which are automatically evaluated). We don't
+have any subexpressions in the @code{mystring} class, so we are not concerned
+with this.
 
 Let's confirm that it works:
 
@@ -8269,8 +8282,8 @@ required but will make operations with objects of the class more efficient:
 @cindex @code{calchash()}
 @cindex @code{is_equal_same_type()}
 @example
-unsigned calchash() const;
-bool is_equal_same_type(const basic & other) const;
+unsigned calchash() const override;
+bool is_equal_same_type(const basic & other) const override;
 @end example
 
 The @code{calchash()} method returns an @code{unsigned} hash value for the
@@ -8291,10 +8304,10 @@ For a real algebraic class, there are probably some more functions that you
 might want to provide:
 
 @example
-bool info(unsigned inf) const;
-ex evalf(int level = 0) const;
-ex series(const relational & r, int order, unsigned options = 0) const;
-ex derivative(const symbol & s) const;
+bool info(unsigned inf) const override;
+ex evalf() const override;
+ex series(const relational & r, int order, unsigned options = 0) const override;
+ex derivative(const symbol & s) const override;
 @end example
 
 If your class stores sub-expressions (see the scalar product example in the
@@ -8302,11 +8315,11 @@ previous section) you will probably want to override
 
 @cindex @code{let_op()}
 @example
-size_t nops() cont;
-ex op(size_t i) const;
-ex & let_op(size_t i);
-ex subs(const lst & ls, const lst & lr, unsigned options = 0) const;
-ex map(map_function & f) const;
+size_t nops() const override;
+ex op(size_t i) const override;
+ex & let_op(size_t i) override;
+ex subs(const lst & ls, const lst & lr, unsigned options = 0) const override;
+ex map(map_function & f) const override;
 @end example
 
 @code{let_op()} is a variant of @code{op()} that allows write access. The
@@ -8405,14 +8418,9 @@ fix bugs in a traditional system.
 multiple interfaces: Though real GiNaC programs have to be written in
 some editor, then be compiled, linked and executed, there are more ways
 to work with the GiNaC engine.  Many people want to play with
-expressions interactively, as in traditional CASs.  Currently, two such
-windows into GiNaC have been implemented and many more are possible: the
-tiny @command{ginsh} that is part of the distribution exposes GiNaC's
-types to a command line and second, as a more consistent approach, an
-interactive interface to the Cint C++ interpreter has been put together
-(called GiNaC-cint) that allows an interactive scripting interface
-consistent with the C++ language.  It is available from the usual GiNaC
-FTP-site.
+expressions interactively, as in traditional CASs: The tiny
+@command{ginsh} that comes with the distribution exposes many, but not
+all, of GiNaC's types to a command line.
 
 @item
 seamless integration: it is somewhere between difficult and impossible
@@ -8463,8 +8471,7 @@ really believe that you need to use a different compiler.  We have
 occasionally used other compilers and may be able to give you advice.}
 GiNaC uses recent language features like explicit constructors, mutable
 members, RTTI, @code{dynamic_cast}s and STL, so ANSI compliance is meant
-literally.  Recent GCC versions starting at 2.95.3, although itself not
-yet ANSI compliant, support all needed features.
+literally.
     
 @end itemize
 
@@ -8885,7 +8892,7 @@ $ make install
 @itemize @minus{}
 
 @item
-@cite{ISO/IEC 14882:1998: Programming Languages: C++}
+@cite{ISO/IEC 14882:2011: Programming Languages: C++}
 
 @item
 @cite{CLN: A Class Library for Numbers}, @email{haible@@ilog.fr, Bruno Haible}