]> www.ginac.de Git - ginac.git/blobdiff - ginac/inifcns_trans.cpp
- ex::numer() and ex::denom() now make use of the new normal()
[ginac.git] / ginac / inifcns_trans.cpp
index 9937e305b373727d3a27ff1b4cebb93f8c591e50..e0d0999b64a138cf3f8c46f6e7b447714d5157dc 100644 (file)
@@ -4,7 +4,7 @@
  *  functions. */
 
 /*
- *  GiNaC Copyright (C) 1999 Johannes Gutenberg University Mainz, Germany
+ *  GiNaC Copyright (C) 1999-2000 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
 #include "symbol.h"
 #include "utils.h"
 
-#ifndef NO_GINAC_NAMESPACE
+#ifndef NO_NAMESPACE_GINAC
 namespace GiNaC {
-#endif // ndef NO_GINAC_NAMESPACE
+#endif // ndef NO_NAMESPACE_GINAC
 
 //////////
 // exponential function
 //////////
 
-static ex exp_evalf(ex const & x)
+static ex exp_evalf(const ex & x)
 {
     BEGIN_TYPECHECK
         TYPECHECK(x,numeric)
@@ -50,7 +50,7 @@ static ex exp_evalf(ex const & x)
     return exp(ex_to_numeric(x)); // -> numeric exp(numeric)
 }
 
-static ex exp_eval(ex const & x)
+static ex exp_eval(const ex & x)
 {
     // exp(0) -> 1
     if (x.is_zero()) {
@@ -80,21 +80,21 @@ static ex exp_eval(ex const & x)
     return exp(x).hold();
 }
 
-static ex exp_diff(ex const & x, unsigned diff_param)
+static ex exp_deriv(const ex & x, unsigned deriv_param)
 {
-    GINAC_ASSERT(diff_param==0);
+    GINAC_ASSERT(deriv_param==0);
 
     // d/dx exp(x) -> exp(x)
     return exp(x);
 }
 
-REGISTER_FUNCTION(exp, exp_eval, exp_evalf, exp_diff, NULL);
+REGISTER_FUNCTION(exp, exp_eval, exp_evalf, exp_deriv, NULL);
 
 //////////
 // natural logarithm
 //////////
 
-static ex log_evalf(ex const & x)
+static ex log_evalf(const ex & x)
 {
     BEGIN_TYPECHECK
         TYPECHECK(x,numeric)
@@ -103,7 +103,7 @@ static ex log_evalf(ex const & x)
     return log(ex_to_numeric(x)); // -> numeric log(numeric)
 }
 
-static ex log_eval(ex const & x)
+static ex log_eval(const ex & x)
 {
     if (x.info(info_flags::numeric)) {
         if (x.is_equal(_ex1()))  // log(1) -> 0
@@ -120,31 +120,34 @@ static ex log_eval(ex const & x)
         if (!x.info(info_flags::crational))
             return log_evalf(x);
     }
-    // log(exp(t)) -> t (for real-valued t):
+    // log(exp(t)) -> t (if -Pi < t.imag() <= Pi):
     if (is_ex_the_function(x, exp)) {
         ex t = x.op(0);
-        if (t.info(info_flags::real))
-            return t;
+        if (t.info(info_flags::numeric)) {
+            numeric nt = ex_to_numeric(t);
+            if (nt.is_real())
+                return t;
+        }
     }
     
     return log(x).hold();
 }
 
-static ex log_diff(ex const & x, unsigned diff_param)
+static ex log_deriv(const ex & x, unsigned deriv_param)
 {
-    GINAC_ASSERT(diff_param==0);
+    GINAC_ASSERT(deriv_param==0);
 
     // d/dx log(x) -> 1/x
     return power(x, _ex_1());
 }
 
-REGISTER_FUNCTION(log, log_eval, log_evalf, log_diff, NULL);
+REGISTER_FUNCTION(log, log_eval, log_evalf, log_deriv, NULL);
 
 //////////
 // sine (trigonometric function)
 //////////
 
-static ex sin_evalf(ex const & x)
+static ex sin_evalf(const ex & x)
 {
     BEGIN_TYPECHECK
        TYPECHECK(x,numeric)
@@ -153,7 +156,7 @@ static ex sin_evalf(ex const & x)
     return sin(ex_to_numeric(x)); // -> numeric sin(numeric)
 }
 
-static ex sin_eval(ex const & x)
+static ex sin_eval(const ex & x)
 {
     // sin(n/d*Pi) -> { all known non-nested radicals }
     ex SixtyExOverPi = _ex60()*x/Pi;
@@ -209,21 +212,21 @@ static ex sin_eval(ex const & x)
     return sin(x).hold();
 }
 
-static ex sin_diff(ex const & x, unsigned diff_param)
+static ex sin_deriv(const ex & x, unsigned deriv_param)
 {
-    GINAC_ASSERT(diff_param==0);
+    GINAC_ASSERT(deriv_param==0);
     
     // d/dx sin(x) -> cos(x)
     return cos(x);
 }
 
-REGISTER_FUNCTION(sin, sin_eval, sin_evalf, sin_diff, NULL);
+REGISTER_FUNCTION(sin, sin_eval, sin_evalf, sin_deriv, NULL);
 
 //////////
 // cosine (trigonometric function)
 //////////
 
-static ex cos_evalf(ex const & x)
+static ex cos_evalf(const ex & x)
 {
     BEGIN_TYPECHECK
         TYPECHECK(x,numeric)
@@ -232,7 +235,7 @@ static ex cos_evalf(ex const & x)
     return cos(ex_to_numeric(x)); // -> numeric cos(numeric)
 }
 
-static ex cos_eval(ex const & x)
+static ex cos_eval(const ex & x)
 {
     // cos(n/d*Pi) -> { all known non-nested radicals }
     ex SixtyExOverPi = _ex60()*x/Pi;
@@ -288,21 +291,21 @@ static ex cos_eval(ex const & x)
     return cos(x).hold();
 }
 
-static ex cos_diff(ex const & x, unsigned diff_param)
+static ex cos_deriv(const ex & x, unsigned deriv_param)
 {
-    GINAC_ASSERT(diff_param==0);
+    GINAC_ASSERT(deriv_param==0);
 
     // d/dx cos(x) -> -sin(x)
     return _ex_1()*sin(x);
 }
 
-REGISTER_FUNCTION(cos, cos_eval, cos_evalf, cos_diff, NULL);
+REGISTER_FUNCTION(cos, cos_eval, cos_evalf, cos_deriv, NULL);
 
 //////////
 // tangent (trigonometric function)
 //////////
 
-static ex tan_evalf(ex const & x)
+static ex tan_evalf(const ex & x)
 {
     BEGIN_TYPECHECK
        TYPECHECK(x,numeric)
@@ -311,7 +314,7 @@ static ex tan_evalf(ex const & x)
     return tan(ex_to_numeric(x));
 }
 
-static ex tan_eval(ex const & x)
+static ex tan_eval(const ex & x)
 {
     // tan(n/d*Pi) -> { all known non-nested radicals }
     ex SixtyExOverPi = _ex60()*x/Pi;
@@ -364,33 +367,33 @@ static ex tan_eval(ex const & x)
     return tan(x).hold();
 }
 
-static ex tan_diff(ex const & x, unsigned diff_param)
+static ex tan_deriv(const ex & x, unsigned deriv_param)
 {
-    GINAC_ASSERT(diff_param==0);
+    GINAC_ASSERT(deriv_param==0);
     
     // d/dx tan(x) -> 1+tan(x)^2;
     return (_ex1()+power(tan(x),_ex2()));
 }
 
-static ex tan_series(ex const & x, symbol const & s, ex const & point, int order)
+static ex tan_series(const ex & x, const symbol & s, const ex & pt, int order)
 {
     // method:
-    // Taylor series where there is no pole falls back to tan_diff.
+    // Taylor series where there is no pole falls back to tan_deriv.
     // On a pole simply expand sin(x)/cos(x).
-    ex xpoint = x.subs(s==point);
-    if (!(2*xpoint/Pi).info(info_flags::odd))
+    const ex x_pt = x.subs(s==pt);
+    if (!(2*x_pt/Pi).info(info_flags::odd))
         throw do_taylor();  // caught by function::series()
     // if we got here we have to care for a simple pole
-    return (sin(x)/cos(x)).series(s, point, order+2);
+    return (sin(x)/cos(x)).series(s, pt, order+2);
 }
 
-REGISTER_FUNCTION(tan, tan_eval, tan_evalf, tan_diff, tan_series);
+REGISTER_FUNCTION(tan, tan_eval, tan_evalf, tan_deriv, tan_series);
 
 //////////
 // inverse sine (arc sine)
 //////////
 
-static ex asin_evalf(ex const & x)
+static ex asin_evalf(const ex & x)
 {
     BEGIN_TYPECHECK
        TYPECHECK(x,numeric)
@@ -399,7 +402,7 @@ static ex asin_evalf(ex const & x)
     return asin(ex_to_numeric(x)); // -> numeric asin(numeric)
 }
 
-static ex asin_eval(ex const & x)
+static ex asin_eval(const ex & x)
 {
     if (x.info(info_flags::numeric)) {
         // asin(0) -> 0
@@ -425,21 +428,21 @@ static ex asin_eval(ex const & x)
     return asin(x).hold();
 }
 
-static ex asin_diff(ex const & x, unsigned diff_param)
+static ex asin_deriv(const ex & x, unsigned deriv_param)
 {
-    GINAC_ASSERT(diff_param==0);
+    GINAC_ASSERT(deriv_param==0);
     
     // d/dx asin(x) -> 1/sqrt(1-x^2)
     return power(1-power(x,_ex2()),_ex_1_2());
 }
 
-REGISTER_FUNCTION(asin, asin_eval, asin_evalf, asin_diff, NULL);
+REGISTER_FUNCTION(asin, asin_eval, asin_evalf, asin_deriv, NULL);
 
 //////////
 // inverse cosine (arc cosine)
 //////////
 
-static ex acos_evalf(ex const & x)
+static ex acos_evalf(const ex & x)
 {
     BEGIN_TYPECHECK
        TYPECHECK(x,numeric)
@@ -448,7 +451,7 @@ static ex acos_evalf(ex const & x)
     return acos(ex_to_numeric(x)); // -> numeric acos(numeric)
 }
 
-static ex acos_eval(ex const & x)
+static ex acos_eval(const ex & x)
 {
     if (x.info(info_flags::numeric)) {
         // acos(1) -> 0
@@ -474,21 +477,21 @@ static ex acos_eval(ex const & x)
     return acos(x).hold();
 }
 
-static ex acos_diff(ex const & x, unsigned diff_param)
+static ex acos_deriv(const ex & x, unsigned deriv_param)
 {
-    GINAC_ASSERT(diff_param==0);
+    GINAC_ASSERT(deriv_param==0);
     
     // d/dx acos(x) -> -1/sqrt(1-x^2)
     return _ex_1()*power(1-power(x,_ex2()),_ex_1_2());
 }
 
-REGISTER_FUNCTION(acos, acos_eval, acos_evalf, acos_diff, NULL);
+REGISTER_FUNCTION(acos, acos_eval, acos_evalf, acos_deriv, NULL);
 
 //////////
 // inverse tangent (arc tangent)
 //////////
 
-static ex atan_evalf(ex const & x)
+static ex atan_evalf(const ex & x)
 {
     BEGIN_TYPECHECK
         TYPECHECK(x,numeric)
@@ -497,7 +500,7 @@ static ex atan_evalf(ex const & x)
     return atan(ex_to_numeric(x)); // -> numeric atan(numeric)
 }
 
-static ex atan_eval(ex const & x)
+static ex atan_eval(const ex & x)
 {
     if (x.info(info_flags::numeric)) {
         // atan(0) -> 0
@@ -511,21 +514,21 @@ static ex atan_eval(ex const & x)
     return atan(x).hold();
 }    
 
-static ex atan_diff(ex const & x, unsigned diff_param)
+static ex atan_deriv(const ex & x, unsigned deriv_param)
 {
-    GINAC_ASSERT(diff_param==0);
+    GINAC_ASSERT(deriv_param==0);
 
     // d/dx atan(x) -> 1/(1+x^2)
     return power(_ex1()+power(x,_ex2()), _ex_1());
 }
 
-REGISTER_FUNCTION(atan, atan_eval, atan_evalf, atan_diff, NULL);
+REGISTER_FUNCTION(atan, atan_eval, atan_evalf, atan_deriv, NULL);
 
 //////////
 // inverse tangent (atan2(y,x))
 //////////
 
-static ex atan2_evalf(ex const & y, ex const & x)
+static ex atan2_evalf(const ex & y, const ex & x)
 {
     BEGIN_TYPECHECK
         TYPECHECK(y,numeric)
@@ -535,7 +538,7 @@ static ex atan2_evalf(ex const & y, ex const & x)
     return atan(ex_to_numeric(y),ex_to_numeric(x)); // -> numeric atan(numeric)
 }
 
-static ex atan2_eval(ex const & y, ex const & x)
+static ex atan2_eval(const ex & y, const ex & x)
 {
     if (y.info(info_flags::numeric) && !y.info(info_flags::crational) &&
         x.info(info_flags::numeric) && !x.info(info_flags::crational)) {
@@ -545,11 +548,11 @@ static ex atan2_eval(ex const & y, ex const & x)
     return atan2(y,x).hold();
 }    
 
-static ex atan2_diff(ex const & y, ex const & x, unsigned diff_param)
+static ex atan2_deriv(const ex & y, const ex & x, unsigned deriv_param)
 {
-    GINAC_ASSERT(diff_param<2);
+    GINAC_ASSERT(deriv_param<2);
     
-    if (diff_param==0) {
+    if (deriv_param==0) {
         // d/dy atan(y,x)
         return x*power(power(x,_ex2())+power(y,_ex2()),_ex_1());
     }
@@ -557,13 +560,13 @@ static ex atan2_diff(ex const & y, ex const & x, unsigned diff_param)
     return -y*power(power(x,_ex2())+power(y,_ex2()),_ex_1());
 }
 
-REGISTER_FUNCTION(atan2, atan2_eval, atan2_evalf, atan2_diff, NULL);
+REGISTER_FUNCTION(atan2, atan2_eval, atan2_evalf, atan2_deriv, NULL);
 
 //////////
 // hyperbolic sine (trigonometric function)
 //////////
 
-static ex sinh_evalf(ex const & x)
+static ex sinh_evalf(const ex & x)
 {
     BEGIN_TYPECHECK
        TYPECHECK(x,numeric)
@@ -572,7 +575,7 @@ static ex sinh_evalf(ex const & x)
     return sinh(ex_to_numeric(x)); // -> numeric sinh(numeric)
 }
 
-static ex sinh_eval(ex const & x)
+static ex sinh_eval(const ex & x)
 {
     if (x.info(info_flags::numeric)) {
         if (x.is_zero())  // sinh(0) -> 0
@@ -601,21 +604,21 @@ static ex sinh_eval(ex const & x)
     return sinh(x).hold();
 }
 
-static ex sinh_diff(ex const & x, unsigned diff_param)
+static ex sinh_deriv(const ex & x, unsigned deriv_param)
 {
-    GINAC_ASSERT(diff_param==0);
+    GINAC_ASSERT(deriv_param==0);
     
     // d/dx sinh(x) -> cosh(x)
     return cosh(x);
 }
 
-REGISTER_FUNCTION(sinh, sinh_eval, sinh_evalf, sinh_diff, NULL);
+REGISTER_FUNCTION(sinh, sinh_eval, sinh_evalf, sinh_deriv, NULL);
 
 //////////
 // hyperbolic cosine (trigonometric function)
 //////////
 
-static ex cosh_evalf(ex const & x)
+static ex cosh_evalf(const ex & x)
 {
     BEGIN_TYPECHECK
        TYPECHECK(x,numeric)
@@ -624,7 +627,7 @@ static ex cosh_evalf(ex const & x)
     return cosh(ex_to_numeric(x)); // -> numeric cosh(numeric)
 }
 
-static ex cosh_eval(ex const & x)
+static ex cosh_eval(const ex & x)
 {
     if (x.info(info_flags::numeric)) {
         if (x.is_zero())  // cosh(0) -> 1
@@ -653,21 +656,21 @@ static ex cosh_eval(ex const & x)
     return cosh(x).hold();
 }
 
-static ex cosh_diff(ex const & x, unsigned diff_param)
+static ex cosh_deriv(const ex & x, unsigned deriv_param)
 {
-    GINAC_ASSERT(diff_param==0);
+    GINAC_ASSERT(deriv_param==0);
     
     // d/dx cosh(x) -> sinh(x)
     return sinh(x);
 }
 
-REGISTER_FUNCTION(cosh, cosh_eval, cosh_evalf, cosh_diff, NULL);
+REGISTER_FUNCTION(cosh, cosh_eval, cosh_evalf, cosh_deriv, NULL);
 
 //////////
 // hyperbolic tangent (trigonometric function)
 //////////
 
-static ex tanh_evalf(ex const & x)
+static ex tanh_evalf(const ex & x)
 {
     BEGIN_TYPECHECK
        TYPECHECK(x,numeric)
@@ -676,7 +679,7 @@ static ex tanh_evalf(ex const & x)
     return tanh(ex_to_numeric(x)); // -> numeric tanh(numeric)
 }
 
-static ex tanh_eval(ex const & x)
+static ex tanh_eval(const ex & x)
 {
     if (x.info(info_flags::numeric)) {
         if (x.is_zero())  // tanh(0) -> 0
@@ -705,33 +708,33 @@ static ex tanh_eval(ex const & x)
     return tanh(x).hold();
 }
 
-static ex tanh_diff(ex const & x, unsigned diff_param)
+static ex tanh_deriv(const ex & x, unsigned deriv_param)
 {
-    GINAC_ASSERT(diff_param==0);
+    GINAC_ASSERT(deriv_param==0);
     
     // d/dx tanh(x) -> 1-tanh(x)^2
     return _ex1()-power(tanh(x),_ex2());
 }
 
-static ex tanh_series(ex const & x, symbol const & s, ex const & point, int order)
+static ex tanh_series(const ex & x, const symbol & s, const ex & pt, int order)
 {
     // method:
-    // Taylor series where there is no pole falls back to tanh_diff.
+    // Taylor series where there is no pole falls back to tanh_deriv.
     // On a pole simply expand sinh(x)/cosh(x).
-    ex xpoint = x.subs(s==point);
-    if (!(2*I*xpoint/Pi).info(info_flags::odd))
+    const ex x_pt = x.subs(s==pt);
+    if (!(2*I*x_pt/Pi).info(info_flags::odd))
         throw do_taylor();  // caught by function::series()
     // if we got here we have to care for a simple pole
-    return (sinh(x)/cosh(x)).series(s, point, order+2);
+    return (sinh(x)/cosh(x)).series(s, pt, order+2);
 }
 
-REGISTER_FUNCTION(tanh, tanh_eval, tanh_evalf, tanh_diff, tanh_series);
+REGISTER_FUNCTION(tanh, tanh_eval, tanh_evalf, tanh_deriv, tanh_series);
 
 //////////
 // inverse hyperbolic sine (trigonometric function)
 //////////
 
-static ex asinh_evalf(ex const & x)
+static ex asinh_evalf(const ex & x)
 {
     BEGIN_TYPECHECK
        TYPECHECK(x,numeric)
@@ -740,7 +743,7 @@ static ex asinh_evalf(ex const & x)
     return asinh(ex_to_numeric(x)); // -> numeric asinh(numeric)
 }
 
-static ex asinh_eval(ex const & x)
+static ex asinh_eval(const ex & x)
 {
     if (x.info(info_flags::numeric)) {
         // asinh(0) -> 0
@@ -754,21 +757,21 @@ static ex asinh_eval(ex const & x)
     return asinh(x).hold();
 }
 
-static ex asinh_diff(ex const & x, unsigned diff_param)
+static ex asinh_deriv(const ex & x, unsigned deriv_param)
 {
-    GINAC_ASSERT(diff_param==0);
+    GINAC_ASSERT(deriv_param==0);
     
     // d/dx asinh(x) -> 1/sqrt(1+x^2)
     return power(_ex1()+power(x,_ex2()),_ex_1_2());
 }
 
-REGISTER_FUNCTION(asinh, asinh_eval, asinh_evalf, asinh_diff, NULL);
+REGISTER_FUNCTION(asinh, asinh_eval, asinh_evalf, asinh_deriv, NULL);
 
 //////////
 // inverse hyperbolic cosine (trigonometric function)
 //////////
 
-static ex acosh_evalf(ex const & x)
+static ex acosh_evalf(const ex & x)
 {
     BEGIN_TYPECHECK
        TYPECHECK(x,numeric)
@@ -777,7 +780,7 @@ static ex acosh_evalf(ex const & x)
     return acosh(ex_to_numeric(x)); // -> numeric acosh(numeric)
 }
 
-static ex acosh_eval(ex const & x)
+static ex acosh_eval(const ex & x)
 {
     if (x.info(info_flags::numeric)) {
         // acosh(0) -> Pi*I/2
@@ -797,21 +800,21 @@ static ex acosh_eval(ex const & x)
     return acosh(x).hold();
 }
 
-static ex acosh_diff(ex const & x, unsigned diff_param)
+static ex acosh_deriv(const ex & x, unsigned deriv_param)
 {
-    GINAC_ASSERT(diff_param==0);
+    GINAC_ASSERT(deriv_param==0);
     
     // d/dx acosh(x) -> 1/(sqrt(x-1)*sqrt(x+1))
     return power(x+_ex_1(),_ex_1_2())*power(x+_ex1(),_ex_1_2());
 }
 
-REGISTER_FUNCTION(acosh, acosh_eval, acosh_evalf, acosh_diff, NULL);
+REGISTER_FUNCTION(acosh, acosh_eval, acosh_evalf, acosh_deriv, NULL);
 
 //////////
 // inverse hyperbolic tangent (trigonometric function)
 //////////
 
-static ex atanh_evalf(ex const & x)
+static ex atanh_evalf(const ex & x)
 {
     BEGIN_TYPECHECK
        TYPECHECK(x,numeric)
@@ -820,7 +823,7 @@ static ex atanh_evalf(ex const & x)
     return atanh(ex_to_numeric(x)); // -> numeric atanh(numeric)
 }
 
-static ex atanh_eval(ex const & x)
+static ex atanh_eval(const ex & x)
 {
     if (x.info(info_flags::numeric)) {
         // atanh(0) -> 0
@@ -837,16 +840,16 @@ static ex atanh_eval(ex const & x)
     return atanh(x).hold();
 }
 
-static ex atanh_diff(ex const & x, unsigned diff_param)
+static ex atanh_deriv(const ex & x, unsigned deriv_param)
 {
-    GINAC_ASSERT(diff_param==0);
+    GINAC_ASSERT(deriv_param==0);
     
     // d/dx atanh(x) -> 1/(1-x^2)
     return power(_ex1()-power(x,_ex2()),_ex_1());
 }
 
-REGISTER_FUNCTION(atanh, atanh_eval, atanh_evalf, atanh_diff, NULL);
+REGISTER_FUNCTION(atanh, atanh_eval, atanh_evalf, atanh_deriv, NULL);
 
-#ifndef NO_GINAC_NAMESPACE
+#ifndef NO_NAMESPACE_GINAC
 } // namespace GiNaC
-#endif // ndef NO_GINAC_NAMESPACE
+#endif // ndef NO_NAMESPACE_GINAC