]> www.ginac.de Git - ginac.git/blobdiff - ginac/archive.h
Happy New Year!
[ginac.git] / ginac / archive.h
index 24c6d5d905548a6901eb5f5f842dda46191fe177..53c45437e4e5e439c92d7de92932e418c402af98 100644 (file)
@@ -3,7 +3,7 @@
  *  Archiving of GiNaC expressions. */
 
 /*
- *  GiNaC Copyright (C) 1999-2001 Johannes Gutenberg University Mainz, Germany
+ *  GiNaC Copyright (C) 1999-2019 Johannes Gutenberg University Mainz, Germany
  *
  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
  *
  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
  *  along with this program; if not, write to the Free Software
- *  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
+ *  Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
  */
 
-#ifndef __GINAC_ARCHIVE_H__
-#define __GINAC_ARCHIVE_H__
+#ifndef GINAC_ARCHIVE_H
+#define GINAC_ARCHIVE_H
 
 #include "ex.h"
 
+#include <iosfwd>
+#include <map>
 #include <string>
 #include <vector>
-#include <iostream>
 
 namespace GiNaC {
 
-class lst;
 class archive;
 
 
 /** Numerical ID value to refer to an archive_node. */
-typedef unsigned int archive_node_id;
+typedef unsigned archive_node_id;
 
 /** Numerical ID value to refer to a string. */
-typedef unsigned int archive_atom;
+typedef unsigned archive_atom;
 
 
 /** This class stores all properties needed to record/retrieve the state
@@ -51,56 +51,97 @@ class archive_node
        friend std::istream &operator>>(std::istream &is, archive_node &ar);
 
 public:
-       archive_node() : a(*dummy_ar_creator()), has_expression(false) {} // hack for cint which always requires a default constructor
+       /** Property data types */
+       enum property_type {
+               PTYPE_BOOL,
+               PTYPE_UNSIGNED,
+               PTYPE_STRING,
+               PTYPE_NODE
+       };
+
+       /** Information about a stored property. A vector of these structures
+        *  is returned by get_properties().
+        *  @see get_properties */
+       struct property_info {
+               property_info() {}
+               property_info(property_type t, const std::string &n, unsigned c = 1) : type(t), name(n), count(c) {}
+
+               property_type type; /**< Data type of property. */
+               std::string name;   /**< Name of property. */
+               unsigned count;     /**< Number of occurrences. */
+       };
+       typedef std::vector<property_info> propinfovector;
+
+       /** Archived property (data type, name and associated data) */
+       struct property {
+               property() {}
+               property(archive_atom n, property_type t, unsigned v) : type(t), name(n), value(v) {}
+
+               property_type type; /**< Data type of property. */
+               archive_atom name;  /**< Name of property. */
+               unsigned value;     /**< Stored value. */
+       };
+       typedef std::vector<property>::const_iterator archive_node_cit;
+
        archive_node(archive &ar) : a(ar), has_expression(false) {}
        archive_node(archive &ar, const ex &expr);
-       ~archive_node() {}
 
-       archive_node(const archive_node &other);
        const archive_node &operator=(const archive_node &other);
 
-       bool has_same_ex_as(const archive_node &other) const;
-
+       /** Add property of type "bool" to node. */
        void add_bool(const std::string &name, bool value);
-       void add_unsigned(const std::string &name, unsigned int value);
+
+       /** Add property of type "unsigned int" to node. */
+       void add_unsigned(const std::string &name, unsigned value);
+
+       /** Add property of type "string" to node. */
        void add_string(const std::string &name, const std::string &value);
+
+       /** Add property of type "ex" to node. */
        void add_ex(const std::string &name, const ex &value);
 
-       bool find_bool(const std::string &name, bool &ret) const;
-       bool find_unsigned(const std::string &name, unsigned int &ret) const;
-       bool find_string(const std::string &name, std::string &ret) const;
-       bool find_ex(const std::string &name, ex &ret, const lst &sym_lst, unsigned int index = 0) const;
+       /** Retrieve property of type "bool" from node.
+        *  @return "true" if property was found, "false" otherwise */
+       bool find_bool(const std::string &name, bool &ret, unsigned index = 0) const;
 
-       ex unarchive(const lst &sym_lst) const;
+       /** Retrieve property of type "unsigned" from node.
+        *  @return "true" if property was found, "false" otherwise */
+       bool find_unsigned(const std::string &name, unsigned &ret, unsigned index = 0) const;
 
-       void forget(void);
-       void printraw(std::ostream &os) const;
+       /** Retrieve property of type "string" from node.
+        *  @return "true" if property was found, "false" otherwise */
+       bool find_string(const std::string &name, std::string &ret, unsigned index = 0) const;
 
-private:
-       static archive* dummy_ar_creator(void);
+       /** Find the location in the vector of properties of the first/last
+    *  property with a given name. */
+       archive_node_cit find_first(const std::string &name) const;
+       archive_node_cit find_last(const std::string &name) const;
 
-       /** Property data types */
-       enum property_type {
-               PTYPE_BOOL,
-               PTYPE_UNSIGNED,
-               PTYPE_STRING,
-               PTYPE_NODE
-       };
+       /** Retrieve property of type "ex" from node.
+        *  @return "true" if property was found, "false" otherwise */
+       bool find_ex(const std::string &name, ex &ret, lst &sym_lst, unsigned index = 0) const;
 
-       /** Archived property (data type, name and associated data) */
-       struct property {
-               property() {}
-               property(archive_atom n, property_type t, unsigned int v) : type(t), name(n), value(v) {}
-               ~property() {}
+       /** Retrieve property of type "ex" from the node if it is known
+    *  that this node in fact contains such a property at the given
+    *  location. This is much more efficient than the preceding function. */
+       void find_ex_by_loc(archive_node_cit loc, ex &ret, lst &sym_lst) const;
 
-               property(const property &other) : type(other.type), name(other.name), value(other.value) {}
-               const property &operator=(const property &other);
+       /** Retrieve property of type "ex" from node, returning the node of
+        *  the sub-expression. */
+       const archive_node &find_ex_node(const std::string &name, unsigned index = 0) const;
 
-               property_type type;     /**< Data type of property. */
-               archive_atom name;      /**< Name of property. */
-               unsigned int value;     /**< Stored value. */
-       };
+       /** Return vector of properties stored in node. */
+       void get_properties(propinfovector &v) const;
 
+       ex unarchive(lst &sym_lst) const;
+       bool has_same_ex_as(const archive_node &other) const;
+       bool has_ex() const {return has_expression;}
+       ex get_ex() const {return e;}
+
+       void forget();
+       void printraw(std::ostream &os) const;
+
+private:
        /** Reference to the archive to which this node belongs. */
        archive &a;
 
@@ -114,6 +155,86 @@ private:
        mutable ex e;
 };
 
+typedef basic* (*synthesize_func)();
+typedef std::map<std::string, synthesize_func> unarchive_map_t;
+
+class unarchive_table_t
+{
+       static int usecount;
+       static unarchive_map_t* unarch_map;
+public:
+       unarchive_table_t();
+       ~unarchive_table_t();
+       synthesize_func find(const std::string& classname) const;
+       void insert(const std::string& classname, synthesize_func f);
+};
+static unarchive_table_t unarch_table_instance;
+
+/** Helper macros to register a class with (un)archiving (a.k.a.
+ * (de)serialization).
+ *
+ * Usage: put 
+ *
+ * GINAC_DECLARE_UNARCHIVER(myclass);
+ *
+ * into the header file (in the global or namespace scope), and
+ *
+ * GINAC_BIND_UNARCHIVER(myclass);
+ *
+ * into the source file.
+ *
+ * Effect: the `myclass' (being a class derived directly or indirectly
+ * from GiNaC::basic) can be archived and unarchived.
+ *
+ * Note: you need to use GINAC_{DECLARE,BIND}_UNARCHIVER incantations
+ * in order to make your class (un)archivable _even if your class does
+ * not overload `read_archive' method_. Sorry for inconvenience.
+ *
+ * How it works: 
+ *
+ * The `basic' class has a `read_archive' virtual method which reads an
+ * expression from archive. Derived classes can overload that method.
+ * There's a small problem, though. On unarchiving all we have is a set
+ * of named byte streams. In C++ the class name (as written in the source
+ * code) has nothing to do with its actual type. Thus, we need establish
+ * a correspondence ourselves. To do so we maintain a `class_name' =>
+ * `function_pointer' table (see the unarchive_table_t class above).
+ * Every function in this table is supposed to create a new object of
+ * the `class_name' type. The `archive_node' class uses that table to
+ * construct an object of correct type. Next it invokes read_archive
+ * virtual method of newly created object, which does the actual job.
+ *
+ * Note: this approach is very simple-minded (it does not handle classes
+ * with same names from different namespaces, multiple inheritance, etc),
+ * but it happens to work surprisingly well.
+ */
+#define GINAC_DECLARE_UNARCHIVER(classname)                    \
+class classname ## _unarchiver                                 \
+{                                                              \
+       static int usecount;                                    \
+public:                                                                \
+       static GiNaC::basic* create();                          \
+       classname ## _unarchiver();                             \
+       ~ classname ## _unarchiver();                           \
+};                                                             \
+static classname ## _unarchiver classname ## _unarchiver_instance
+
+#define GINAC_BIND_UNARCHIVER(classname)                       \
+classname ## _unarchiver::classname ## _unarchiver()           \
+{                                                              \
+       static GiNaC::unarchive_table_t table;                  \
+       if (usecount++ == 0) {                                  \
+               table.insert(std::string(#classname),           \
+                       &(classname ## _unarchiver::create));   \
+       }                                                       \
+}                                                              \
+GiNaC::basic* classname ## _unarchiver::create()               \
+{                                                              \
+       return new classname();                                 \
+}                                                              \
+classname ## _unarchiver::~ classname ## _unarchiver() { }     \
+int classname ## _unarchiver::usecount = 0
+
 
 /** This class holds archived versions of GiNaC expressions (class ex).
  *  An archive can be constructed from an expression and then written to
@@ -137,18 +258,42 @@ public:
        /** Construct archive from expression using the specified name. */
        archive(const ex &e, const char *n) {archive_ex(e, n);}
 
-       archive_node_id add_node(const archive_node &n);
-       archive_node &get_node(archive_node_id id);
-
+       /** Archive an expression.
+        *  @param e the expression to be archived
+        *  @param name name under which the expression is stored */
        void archive_ex(const ex &e, const char *name);
+
+       /** Retrieve expression from archive by name.
+        *  @param sym_lst list of pre-defined symbols
+        *  @param name name of expression */
        ex unarchive_ex(const lst &sym_lst, const char *name) const;
-       ex unarchive_ex(const lst &sym_lst, unsigned int index = 0) const;
-       ex unarchive_ex(const lst &sym_lst, std::string &name, unsigned int index = 0) const;
-       unsigned int num_expressions(void) const;
 
-       void clear(void);
+       /** Retrieve expression from archive by index.
+        *  @param sym_lst list of pre-defined symbols
+        *  @param index index of expression
+     *  @see count_expressions */
+       ex unarchive_ex(const lst &sym_lst, unsigned index = 0) const;
 
-       void forget(void);
+       /** Retrieve expression and its name from archive by index.
+        *  @param sym_lst list of pre-defined symbols
+        *  @param name receives the name of the expression
+        *  @param index index of expression
+     *  @see count_expressions */
+       ex unarchive_ex(const lst &sym_lst, std::string &name, unsigned index = 0) const;
+
+       /** Return number of archived expressions. */
+       unsigned num_expressions() const;
+
+       /** Return reference to top node of an expression specified by index. */
+       const archive_node &get_top_node(unsigned index = 0) const;
+
+       /** Clear all archived expressions. */
+       void clear();
+
+       archive_node_id add_node(const archive_node &n);
+       archive_node &get_node(archive_node_id id);
+
+       void forget();
        void printraw(std::ostream &os) const;
 
 private:
@@ -160,8 +305,8 @@ private:
                archived_ex() {}
                archived_ex(archive_atom n, archive_node_id node) : name(n), root(node) {}
 
-               archive_atom name;              /**< Name of expression. */
-               archive_node_id root;   /**< ID of root node. */
+               archive_atom name;     /**< Name of expression. */
+               archive_node_id root;  /**< ID of root node. */
        };
 
        /** Vector of archived expression descriptors. */
@@ -174,13 +319,20 @@ public:
 private:
        /** Vector of atomized strings (using a vector allows faster unarchiving). */
        mutable std::vector<std::string> atoms;
+       /** The map of from strings to indices of the atoms vectors allows for
+        *  faster archiving.
+        */
+       typedef std::map<std::string, archive_atom>::const_iterator inv_at_cit;
+       mutable std::map<std::string, archive_atom> inverse_atoms;
+
+       /** Map of stored expressions to nodes for faster archiving */
+       mutable std::map<ex, archive_node_id, ex_is_less> exprtable;
 };
 
 
 std::ostream &operator<<(std::ostream &os, const archive &ar);
 std::istream &operator>>(std::istream &is, archive &ar);
 
-
 } // namespace GiNaC
 
-#endif // ndef __GINAC_ARCHIVE_H__
+#endif // ndef GINAC_ARCHIVE_H