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[ginac.git] / ginac / color.h
index e5baa85661c769510295677196cd8937ce8ee9f8..cf262a451cfd58f8db4fcd173a984f23b80b92fc 100644 (file)
@@ -3,7 +3,7 @@
  *  Interface to GiNaC's color (SU(3) Lie algebra) objects. */
 
 /*
- *  GiNaC Copyright (C) 1999-2001 Johannes Gutenberg University Mainz, Germany
+ *  GiNaC Copyright (C) 1999-2011 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_COLOR_H__
-#define __GINAC_COLOR_H__
+#ifndef GINAC_COLOR_H
+#define GINAC_COLOR_H
 
 #include "indexed.h"
 #include "tensor.h"
 
-namespace GiNaC {
+#include <set>
 
+namespace GiNaC {
 
 /** This class holds a generator T_a or the unity element of the Lie algebra
  *  of SU(3), as used for calculations in quantum chromodynamics. A
- *  representation label (an unsigned integer) is used to distinguish
- *  elements from different Lie algebra representations (only objects with
- *  the same label "interact" with each other). These objects implement an
- *  abstract representation of the group, not a specific matrix
- *  representation. The indices used for color objects should not have a
- *  variance. */
+ *  representation label (an unsigned 8-bit integer) is used to distinguish
+ *  elements from different Lie algebras (objects with different labels
+ *  commutate). These objects implement an abstract representation of the
+ *  group, not a specific matrix representation. The indices used for color
+ *  objects should not have a variance. */
 class color : public indexed
 {
        GINAC_DECLARE_REGISTERED_CLASS(color, indexed)
-
        // other constructors
 public:
-       color(const ex & b, unsigned rl = 0);
-       color(const ex & b, const ex & i1, unsigned rl = 0);
+       color(const ex & b, unsigned char rl = 0);
+       color(const ex & b, const ex & i1, unsigned char rl = 0);
 
        // internal constructors
-       color(unsigned rl, const exvector & v, bool discardable = false);
-       color(unsigned rl, exvector * vp); // vp will be deleted
+       color(unsigned char rl, const exvector & v, bool discardable = false);
+       color(unsigned char rl, std::auto_ptr<exvector> vp);
+       void archive(archive_node& n) const;
+       void read_archive(const archive_node& n, lst& sym_lst);
 
        // functions overriding virtual functions from base classes
 protected:
-       ex simplify_ncmul(const exvector & v) const;
-       ex thisexprseq(const exvector & v) const;
-       ex thisexprseq(exvector * vp) const;
-       unsigned return_type(void) const { return return_types::noncommutative; }
-       unsigned return_type_tinfo(void) const { return TINFO_color; }
+       ex eval_ncmul(const exvector & v) const;
+       bool match_same_type(const basic & other) const;
+       ex thiscontainer(const exvector & v) const;
+       ex thiscontainer(std::auto_ptr<exvector> vp) const;
+       unsigned return_type() const { return return_types::noncommutative; }
+       return_type_t return_type_tinfo() const;
+
+       // non-virtual functions in this class
+public:
+       unsigned char get_representation_label() const {return representation_label;}
 
        // member variables
 private:
-       unsigned representation_label; /**< Representation label to distinguish independent color matrices coming from separated fermion lines */
+       unsigned char representation_label; /**< Representation label to distinguish independent color matrices coming from separated fermion lines */
 };
+GINAC_DECLARE_UNARCHIVER(color); 
 
 
 /** This class represents the su(3) unity element. */
@@ -69,20 +76,28 @@ class su3one : public tensor
 {
        GINAC_DECLARE_REGISTERED_CLASS(su3one, tensor)
 
-       // functions overriding virtual functions from bases classes
-public:
-       void print(const print_context & c, unsigned level = 0) const;
+       // non-virtual functions in this class
+protected:
+       void do_print(const print_context & c, unsigned level) const;
+       void do_print_latex(const print_latex & c, unsigned level) const;
 };
+GINAC_DECLARE_UNARCHIVER(su3one);
 
 /** This class represents an su(3) generator. */
 class su3t : public tensor
 {
        GINAC_DECLARE_REGISTERED_CLASS(su3t, tensor)
 
-       // functions overriding virtual functions from bases classes
+       // functions overriding virtual functions from base classes
 public:
-       void print(const print_context & c, unsigned level = 0) const;
+       bool contract_with(exvector::iterator self, exvector::iterator other, exvector & v) const;
+
+       // non-virtual functions in this class
+protected:
+       void do_print(const print_context & c, unsigned level) const;
+       void do_print_latex(const print_latex & c, unsigned level) const;
 };
+GINAC_DECLARE_UNARCHIVER(su3t);
 
 /** This class represents the tensor of antisymmetric su(3) structure
  *  constants. */
@@ -90,46 +105,53 @@ class su3f : public tensor
 {
        GINAC_DECLARE_REGISTERED_CLASS(su3f, tensor)
 
-       // functions overriding virtual functions from bases classes
+       // functions overriding virtual functions from base classes
 public:
-       void print(const print_context & c, unsigned level = 0) const;
        ex eval_indexed(const basic & i) const;
        bool contract_with(exvector::iterator self, exvector::iterator other, exvector & v) const;
+
+       // non-virtual functions in this class
+protected:
+       unsigned return_type() const { return return_types::commutative; }
+       void do_print(const print_context & c, unsigned level) const;
+       void do_print_latex(const print_latex & c, unsigned level) const;
 };
+GINAC_DECLARE_UNARCHIVER(su3f);
 
 /** This class represents the tensor of symmetric su(3) structure constants. */
 class su3d : public tensor
 {
        GINAC_DECLARE_REGISTERED_CLASS(su3d, tensor)
 
-       // functions overriding virtual functions from bases classes
+       // functions overriding virtual functions from base classes
 public:
-       void print(const print_context & c, unsigned level = 0) const;
        ex eval_indexed(const basic & i) const;
        bool contract_with(exvector::iterator self, exvector::iterator other, exvector & v) const;
+
+       // non-virtual functions in this class
+protected:
+       unsigned return_type() const { return return_types::commutative; }
+       void do_print(const print_context & c, unsigned level) const;
+       void do_print_latex(const print_latex & c, unsigned level) const;
 };
+GINAC_DECLARE_UNARCHIVER(su3d);
 
 
 // global functions
-inline const color &ex_to_color(const ex &e)
-{
-       return static_cast<const color &>(*e.bp);
-}
-
 
 /** Create the su(3) unity element. This is an indexed object, although it
  *  has no indices.
  *
  *  @param rl Representation label
  *  @return newly constructed unity element */
-ex color_ONE(unsigned rl = 0);
+ex color_ONE(unsigned char rl = 0);
 
 /** Create an su(3) generator.
  *
  *  @param a Index
  *  @param rl Representation label
  *  @return newly constructed unity generator */
-ex color_T(const ex & a, unsigned rl = 0);
+ex color_T(const ex & a, unsigned char rl = 0);
 
 /** Create an su(3) antisymmetric structure constant.
  *
@@ -150,7 +172,25 @@ ex color_d(const ex & a, const ex & b, const ex & c);
 /** This returns the linear combination d.a.b.c+I*f.a.b.c. */
 ex color_h(const ex & a, const ex & b, const ex & c);
 
+/** Calculate color traces over the specified set of representation labels.
+ *
+ *  @param e Expression to take the trace of
+ *  @param rls Set of representation labels */
+ex color_trace(const ex & e, const std::set<unsigned char> & rls);
+
+/** Calculate color traces over the specified list of representation labels.
+ *
+ *  @param e Expression to take the trace of
+ *  @param rll List of representation labels */
+ex color_trace(const ex & e, const lst & rll);
+
+/** Calculate the trace of an expression containing color objects with a
+ *  specified representation label.
+ *
+ *  @param e Expression to take the trace of
+ *  @param rl Representation label */
+ex color_trace(const ex & e, unsigned char rl = 0);
 
 } // namespace GiNaC
 
-#endif // ndef __GINAC_COLOR_H__
+#endif // ndef GINAC_COLOR_H