]> www.ginac.de Git - ginac.git/blobdiff - ginac/numeric.cpp
- revamped indexed objects
[ginac.git] / ginac / numeric.cpp
index c4c420ddb7a0c67cbb1aa846f4577a11d40b247e..3bd24a6a8571f8588ed868e531040c6e9999bdfa 100644 (file)
@@ -7,7 +7,7 @@
  *  of special functions or implement the interface to the bignum package. */
 
 /*
- *  GiNaC Copyright (C) 1999-2000 Johannes Gutenberg University Mainz, Germany
+ *  GiNaC Copyright (C) 1999-2001 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 <cln/complex_ring.h>
 #include <cln/numtheory.h>
 
-#ifndef NO_NAMESPACE_GINAC
 namespace GiNaC {
-#endif  // ndef NO_NAMESPACE_GINAC
 
 GINAC_IMPLEMENT_REGISTERED_CLASS(numeric, basic)
 
 //////////
-// default constructor, destructor, copy constructor assignment
+// default ctor, dtor, copy ctor assignment
 // operator and helpers
 //////////
 
@@ -79,58 +77,34 @@ GINAC_IMPLEMENT_REGISTERED_CLASS(numeric, basic)
 /** default ctor. Numerically it initializes to an integer zero. */
 numeric::numeric() : basic(TINFO_numeric)
 {
-       debugmsg("numeric default constructor", LOGLEVEL_CONSTRUCT);
+       debugmsg("numeric default ctor", LOGLEVEL_CONSTRUCT);
        value = cln::cl_I(0);
-       calchash();
-       setflag(status_flags::evaluated |
-               status_flags::expanded |
-               status_flags::hash_calculated);
-}
-
-numeric::~numeric()
-{
-       debugmsg("numeric destructor" ,LOGLEVEL_DESTRUCT);
-       destroy(false);
-}
-
-numeric::numeric(const numeric & other)
-{
-       debugmsg("numeric copy constructor", LOGLEVEL_CONSTRUCT);
-       copy(other);
-}
-
-const numeric & numeric::operator=(const numeric & other)
-{
-       debugmsg("numeric operator=", LOGLEVEL_ASSIGNMENT);
-       if (this != &other) {
-               destroy(true);
-               copy(other);
-       }
-       return *this;
+       setflag(status_flags::evaluated | status_flags::expanded);
 }
 
 // protected
 
-void numeric::copy(const numeric & other)
+/** For use by copy ctor and assignment operator. */
+void numeric::copy(const numeric &other)
 {
-       basic::copy(other);
+       inherited::copy(other);
        value = other.value;
 }
 
 void numeric::destroy(bool call_parent)
 {
-       if (call_parent) basic::destroy(call_parent);
+       if (call_parent) inherited::destroy(call_parent);
 }
 
 //////////
-// other constructors
+// other ctors
 //////////
 
 // public
 
 numeric::numeric(int i) : basic(TINFO_numeric)
 {
-       debugmsg("numeric constructor from int",LOGLEVEL_CONSTRUCT);
+       debugmsg("numeric ctor from int",LOGLEVEL_CONSTRUCT);
        // Not the whole int-range is available if we don't cast to long
        // first.  This is due to the behaviour of the cl_I-ctor, which
        // emphasizes efficiency.  However, if the integer is small enough, 
@@ -140,16 +114,13 @@ numeric::numeric(int i) : basic(TINFO_numeric)
                value = cln::cl_I(i);
        else
                value = cln::cl_I((long) i);
-       calchash();
-       setflag(status_flags::evaluated |
-               status_flags::expanded |
-               status_flags::hash_calculated);
+       setflag(status_flags::evaluated | status_flags::expanded);
 }
 
 
 numeric::numeric(unsigned int i) : basic(TINFO_numeric)
 {
-       debugmsg("numeric constructor from uint",LOGLEVEL_CONSTRUCT);
+       debugmsg("numeric ctor from uint",LOGLEVEL_CONSTRUCT);
        // Not the whole uint-range is available if we don't cast to ulong
        // first.  This is due to the behaviour of the cl_I-ctor, which
        // emphasizes efficiency.  However, if the integer is small enough, 
@@ -159,32 +130,23 @@ numeric::numeric(unsigned int i) : basic(TINFO_numeric)
                value = cln::cl_I(i);
        else
                value = cln::cl_I((unsigned long) i);
-       calchash();
-       setflag(status_flags::evaluated |
-               status_flags::expanded |
-               status_flags::hash_calculated);
+       setflag(status_flags::evaluated | status_flags::expanded);
 }
 
 
 numeric::numeric(long i) : basic(TINFO_numeric)
 {
-       debugmsg("numeric constructor from long",LOGLEVEL_CONSTRUCT);
+       debugmsg("numeric ctor from long",LOGLEVEL_CONSTRUCT);
        value = cln::cl_I(i);
-       calchash();
-       setflag(status_flags::evaluated |
-               status_flags::expanded |
-               status_flags::hash_calculated);
+       setflag(status_flags::evaluated | status_flags::expanded);
 }
 
 
 numeric::numeric(unsigned long i) : basic(TINFO_numeric)
 {
-       debugmsg("numeric constructor from ulong",LOGLEVEL_CONSTRUCT);
+       debugmsg("numeric ctor from ulong",LOGLEVEL_CONSTRUCT);
        value = cln::cl_I(i);
-       calchash();
-       setflag(status_flags::evaluated |
-               status_flags::expanded |
-               status_flags::hash_calculated);
+       setflag(status_flags::evaluated | status_flags::expanded);
 }
 
 /** Ctor for rational numerics a/b.
@@ -192,35 +154,30 @@ numeric::numeric(unsigned long i) : basic(TINFO_numeric)
  *  @exception overflow_error (division by zero) */
 numeric::numeric(long numer, long denom) : basic(TINFO_numeric)
 {
-       debugmsg("numeric constructor from long/long",LOGLEVEL_CONSTRUCT);
+       debugmsg("numeric ctor from long/long",LOGLEVEL_CONSTRUCT);
        if (!denom)
                throw std::overflow_error("division by zero");
        value = cln::cl_I(numer) / cln::cl_I(denom);
-       calchash();
-       setflag(status_flags::evaluated |
-               status_flags::expanded |
-               status_flags::hash_calculated);
+       setflag(status_flags::evaluated | status_flags::expanded);
 }
 
 
 numeric::numeric(double d) : basic(TINFO_numeric)
 {
-       debugmsg("numeric constructor from double",LOGLEVEL_CONSTRUCT);
+       debugmsg("numeric ctor from double",LOGLEVEL_CONSTRUCT);
        // We really want to explicitly use the type cl_LF instead of the
        // more general cl_F, since that would give us a cl_DF only which
        // will not be promoted to cl_LF if overflow occurs:
        value = cln::cl_float(d, cln::default_float_format);
-       calchash();
-       setflag(status_flags::evaluated |
-               status_flags::expanded |
-               status_flags::hash_calculated);
+       setflag(status_flags::evaluated | status_flags::expanded);
 }
 
+
 /** ctor from C-style string.  It also accepts complex numbers in GiNaC
  *  notation like "2+5*I". */
 numeric::numeric(const char *s) : basic(TINFO_numeric)
 {
-       debugmsg("numeric constructor from string",LOGLEVEL_CONSTRUCT);
+       debugmsg("numeric ctor from string",LOGLEVEL_CONSTRUCT);
        cln::cl_N ctorval = 0;
        // parse complex numbers (functional but not completely safe, unfortunately
        // std::string does not understand regexpese):
@@ -292,22 +249,17 @@ numeric::numeric(const char *s) : basic(TINFO_numeric)
                }
        } while(delim != std::string::npos);
        value = ctorval;
-       calchash();
-       setflag(status_flags::evaluated |
-                       status_flags::expanded |
-                       status_flags::hash_calculated);
+       setflag(status_flags::evaluated | status_flags::expanded);
 }
 
+
 /** Ctor from CLN types.  This is for the initiated user or internal use
  *  only. */
-numeric::numeric(const cln::cl_N & z) : basic(TINFO_numeric)
+numeric::numeric(const cln::cl_N &z) : basic(TINFO_numeric)
 {
-       debugmsg("numeric constructor from cl_N", LOGLEVEL_CONSTRUCT);
+       debugmsg("numeric ctor from cl_N", LOGLEVEL_CONSTRUCT);
        value = z;
-       calchash();
-       setflag(status_flags::evaluated |
-               status_flags::expanded |
-               status_flags::hash_calculated);
+       setflag(status_flags::evaluated | status_flags::expanded);
 }
 
 //////////
@@ -317,7 +269,7 @@ numeric::numeric(const cln::cl_N & z) : basic(TINFO_numeric)
 /** Construct object from archive_node. */
 numeric::numeric(const archive_node &n, const lst &sym_lst) : inherited(n, sym_lst)
 {
-       debugmsg("numeric constructor from archive_node", LOGLEVEL_CONSTRUCT);
+       debugmsg("numeric ctor from archive_node", LOGLEVEL_CONSTRUCT);
        cln::cl_N ctorval = 0;
 
        // Read number as string
@@ -349,10 +301,7 @@ numeric::numeric(const archive_node &n, const lst &sym_lst) : inherited(n, sym_l
                }
        }
        value = ctorval;
-       calchash();
-       setflag(status_flags::evaluated |
-               status_flags::expanded |
-               status_flags::hash_calculated);
+       setflag(status_flags::evaluated | status_flags::expanded);
 }
 
 /** Unarchive the object. */
@@ -403,15 +352,6 @@ void numeric::archive(archive_node &n) const
 // functions overriding virtual functions from bases classes
 //////////
 
-// public
-
-basic * numeric::duplicate() const
-{
-       debugmsg("numeric duplicate", LOGLEVEL_DUPLICATE);
-       return new numeric(*this);
-}
-
-
 /** Helper function to print a real number in a nicer way than is CLN's
  *  default.  Instead of printing 42.0L0 this just prints 42.0 to ostream os
  *  and instead of 3.99168L7 it prints 3.99168E7.  This is fine in GiNaC as
@@ -419,7 +359,7 @@ basic * numeric::duplicate() const
  *  want to visibly distinguish from cl_LF.
  *
  *  @see numeric::print() */
-static void print_real_number(std::ostream & os, const cln::cl_R & num)
+static void print_real_number(std::ostream &os, const cln::cl_R &num)
 {
        cln::cl_print_flags ourflags;
        if (cln::instanceof(num, cln::cl_RA_ring)) {
@@ -439,7 +379,7 @@ static void print_real_number(std::ostream & os, const cln::cl_R & num)
  *  with the other routines and produces something compatible to ginsh input.
  *  
  *  @see print_real_number() */
-void numeric::print(std::ostream & os, unsigned upper_precedence) const
+void numeric::print(std::ostream &os, unsigned upper_precedence) const
 {
        debugmsg("numeric print", LOGLEVEL_PRINT);
        cln::cl_R r = cln::realpart(cln::the<cln::cl_N>(value));
@@ -504,16 +444,16 @@ void numeric::print(std::ostream & os, unsigned upper_precedence) const
 }
 
 
-void numeric::printraw(std::ostream & os) const
+void numeric::printraw(std::ostream &os) const
 {
        // The method printraw doesn't do much, it simply uses CLN's operator<<()
        // for output, which is ugly but reliable. e.g: 2+2i
        debugmsg("numeric printraw", LOGLEVEL_PRINT);
-       os << "numeric(" << cln::the<cln::cl_N>(value) << ")";
+       os << class_name() << "(" << cln::the<cln::cl_N>(value) << ")";
 }
 
 
-void numeric::printtree(std::ostream & os, unsigned indent) const
+void numeric::printtree(std::ostream &os, unsigned indent) const
 {
        debugmsg("numeric printtree", LOGLEVEL_PRINT);
        os << std::string(indent,' ') << cln::the<cln::cl_N>(value)
@@ -524,7 +464,7 @@ void numeric::printtree(std::ostream & os, unsigned indent) const
 }
 
 
-void numeric::printcsrc(std::ostream & os, unsigned type, unsigned upper_precedence) const
+void numeric::printcsrc(std::ostream &os, unsigned type, unsigned upper_precedence) const
 {
        debugmsg("numeric print csrc", LOGLEVEL_PRINT);
        std::ios::fmtflags oldflags = os.flags();
@@ -610,11 +550,11 @@ bool numeric::info(unsigned inf) const
  *  results:  (2+I).has(-2) -> true.  But this is consistent, since we also
  *  would like to have (-2+I).has(2) -> true and we want to think about the
  *  sign as a multiplicative factor. */
-bool numeric::has(const ex & other) const
+bool numeric::has(const ex &other) const
 {
        if (!is_exactly_of_type(*other.bp, numeric))
                return false;
-       const numeric & o = static_cast<numeric &>(const_cast<basic &>(*other.bp));
+       const numeric &o = static_cast<numeric &>(const_cast<basic &>(*other.bp));
        if (this->is_equal(o) || this->is_equal(-o))
                return true;
        if (o.imag().is_zero())  // e.g. scan for 3 in -3*I
@@ -651,30 +591,21 @@ ex numeric::evalf(int level) const
 {
        // level can safely be discarded for numeric objects.
        return numeric(cln::cl_float(1.0, cln::default_float_format) *
-                                  (cln::the<cln::cl_N>(value)));
+                      (cln::the<cln::cl_N>(value)));
 }
 
 // protected
 
-/** Implementation of ex::diff() for a numeric. It always returns 0.
- *
- *  @see ex::diff */
-ex numeric::derivative(const symbol & s) const
-{
-       return _ex0();
-}
-
-
-int numeric::compare_same_type(const basic & other) const
+int numeric::compare_same_type(const basic &other) const
 {
        GINAC_ASSERT(is_exactly_of_type(other, numeric));
-       const numeric & o = static_cast<numeric &>(const_cast<basic &>(other));
+       const numeric &o = static_cast<numeric &>(const_cast<basic &>(other));
        
        return this->compare(o);
 }
 
 
-bool numeric::is_equal_same_type(const basic & other) const
+bool numeric::is_equal_same_type(const basic &other) const
 {
        GINAC_ASSERT(is_exactly_of_type(other,numeric));
        const numeric *o = static_cast<const numeric *>(&other);
@@ -688,6 +619,7 @@ unsigned numeric::calchash(void) const
        // Use CLN's hashcode.  Warning: It depends only on the number's value, not
        // its type or precision (i.e. a true equivalence relation on numbers).  As
        // a consequence, 3 and 3.0 share the same hashvalue.
+       setflag(status_flags::hash_calculated);
        return (hashvalue = cln::equal_hashcode(cln::the<cln::cl_N>(value)) | 0x80000000U);
 }
 
@@ -705,8 +637,8 @@ unsigned numeric::calchash(void) const
 // public
 
 /** Numerical addition method.  Adds argument to *this and returns result as
- *  a new numeric object. */
-const numeric numeric::add(const numeric & other) const
+ *  a numeric object. */
+const numeric numeric::add(const numeric &other) const
 {
        // Efficiency shortcut: trap the neutral element by pointer.
        static const numeric * _num0p = &_num0();
@@ -720,16 +652,16 @@ const numeric numeric::add(const numeric & other) const
 
 
 /** Numerical subtraction method.  Subtracts argument from *this and returns
- *  result as a new numeric object. */
-const numeric numeric::sub(const numeric & other) const
+ *  result as a numeric object. */
+const numeric numeric::sub(const numeric &other) const
 {
        return numeric(cln::the<cln::cl_N>(value)-cln::the<cln::cl_N>(other.value));
 }
 
 
 /** Numerical multiplication method.  Multiplies *this and argument and returns
- *  result as a new numeric object. */
-const numeric numeric::mul(const numeric & other) const
+ *  result as a numeric object. */
+const numeric numeric::mul(const numeric &other) const
 {
        // Efficiency shortcut: trap the neutral element by pointer.
        static const numeric * _num1p = &_num1();
@@ -743,10 +675,10 @@ const numeric numeric::mul(const numeric & other) const
 
 
 /** Numerical division method.  Divides *this by argument and returns result as
- *  a new numeric object.
+ *  a numeric object.
  *
  *  @exception overflow_error (division by zero) */
-const numeric numeric::div(const numeric & other) const
+const numeric numeric::div(const numeric &other) const
 {
        if (cln::zerop(cln::the<cln::cl_N>(other.value)))
                throw std::overflow_error("numeric::div(): division by zero");
@@ -754,7 +686,9 @@ const numeric numeric::div(const numeric & other) const
 }
 
 
-const numeric numeric::power(const numeric & other) const
+/** Numerical exponentiation.  Raises *this to the power given as argument and
+ *  returns result as a numeric object. */
+const numeric numeric::power(const numeric &other) const
 {
        // Efficiency shortcut: trap the neutral exponent by pointer.
        static const numeric * _num1p = &_num1();
@@ -775,7 +709,7 @@ const numeric numeric::power(const numeric & other) const
 }
 
 
-const numeric & numeric::add_dyn(const numeric & other) const
+const numeric &numeric::add_dyn(const numeric &other) const
 {
        // Efficiency shortcut: trap the neutral element by pointer.
        static const numeric * _num0p = &_num0();
@@ -789,14 +723,14 @@ const numeric & numeric::add_dyn(const numeric & other) const
 }
 
 
-const numeric & numeric::sub_dyn(const numeric & other) const
+const numeric &numeric::sub_dyn(const numeric &other) const
 {
        return static_cast<const numeric &>((new numeric(cln::the<cln::cl_N>(value)-cln::the<cln::cl_N>(other.value)))->
                                                                                setflag(status_flags::dynallocated));
 }
 
 
-const numeric & numeric::mul_dyn(const numeric & other) const
+const numeric &numeric::mul_dyn(const numeric &other) const
 {
        // Efficiency shortcut: trap the neutral element by pointer.
        static const numeric * _num1p = &_num1();
@@ -810,7 +744,7 @@ const numeric & numeric::mul_dyn(const numeric & other) const
 }
 
 
-const numeric & numeric::div_dyn(const numeric & other) const
+const numeric &numeric::div_dyn(const numeric &other) const
 {
        if (cln::zerop(cln::the<cln::cl_N>(other.value)))
                throw std::overflow_error("division by zero");
@@ -819,7 +753,7 @@ const numeric & numeric::div_dyn(const numeric & other) const
 }
 
 
-const numeric & numeric::power_dyn(const numeric & other) const
+const numeric &numeric::power_dyn(const numeric &other) const
 {
        // Efficiency shortcut: trap the neutral exponent by pointer.
        static const numeric * _num1p=&_num1();
@@ -841,37 +775,37 @@ const numeric & numeric::power_dyn(const numeric & other) const
 }
 
 
-const numeric & numeric::operator=(int i)
+const numeric &numeric::operator=(int i)
 {
        return operator=(numeric(i));
 }
 
 
-const numeric & numeric::operator=(unsigned int i)
+const numeric &numeric::operator=(unsigned int i)
 {
        return operator=(numeric(i));
 }
 
 
-const numeric & numeric::operator=(long i)
+const numeric &numeric::operator=(long i)
 {
        return operator=(numeric(i));
 }
 
 
-const numeric & numeric::operator=(unsigned long i)
+const numeric &numeric::operator=(unsigned long i)
 {
        return operator=(numeric(i));
 }
 
 
-const numeric & numeric::operator=(double d)
+const numeric &numeric::operator=(double d)
 {
        return operator=(numeric(d));
 }
 
 
-const numeric & numeric::operator=(const char * s)
+const numeric &numeric::operator=(const char * s)
 {
        return operator=(numeric(s));
 }
@@ -890,7 +824,7 @@ const numeric numeric::inverse(void) const
  *  csgn(x)==0 for x==0, csgn(x)==1 for Re(x)>0 or Re(x)=0 and Im(x)>0,
  *  csgn(x)==-1 for Re(x)<0 or Re(x)=0 and Im(x)<0.
  *
- *  @see numeric::compare(const numeric & other) */
+ *  @see numeric::compare(const numeric &other) */
 int numeric::csgn(void) const
 {
        if (cln::zerop(cln::the<cln::cl_N>(value)))
@@ -917,7 +851,7 @@ int numeric::csgn(void) const
  *
  *  @return csgn(*this-other)
  *  @see numeric::csgn(void) */
-int numeric::compare(const numeric & other) const
+int numeric::compare(const numeric &other) const
 {
        // Comparing two real numbers?
        if (cln::instanceof(value, cln::cl_R_ring) &&
@@ -935,7 +869,7 @@ int numeric::compare(const numeric & other) const
 }
 
 
-bool numeric::is_equal(const numeric & other) const
+bool numeric::is_equal(const numeric &other) const
 {
        return cln::equal(cln::the<cln::cl_N>(value),cln::the<cln::cl_N>(other.value));
 }
@@ -1025,13 +959,13 @@ bool numeric::is_real(void) const
 }
 
 
-bool numeric::operator==(const numeric & other) const
+bool numeric::operator==(const numeric &other) const
 {
        return equal(cln::the<cln::cl_N>(value), cln::the<cln::cl_N>(other.value));
 }
 
 
-bool numeric::operator!=(const numeric & other) const
+bool numeric::operator!=(const numeric &other) const
 {
        return !equal(cln::the<cln::cl_N>(value), cln::the<cln::cl_N>(other.value));
 }
@@ -1070,7 +1004,7 @@ bool numeric::is_crational(void) const
 /** Numerical comparison: less.
  *
  *  @exception invalid_argument (complex inequality) */ 
-bool numeric::operator<(const numeric & other) const
+bool numeric::operator<(const numeric &other) const
 {
        if (this->is_real() && other.is_real())
                return (cln::the<cln::cl_R>(value) < cln::the<cln::cl_R>(other.value));
@@ -1081,7 +1015,7 @@ bool numeric::operator<(const numeric & other) const
 /** Numerical comparison: less or equal.
  *
  *  @exception invalid_argument (complex inequality) */ 
-bool numeric::operator<=(const numeric & other) const
+bool numeric::operator<=(const numeric &other) const
 {
        if (this->is_real() && other.is_real())
                return (cln::the<cln::cl_R>(value) <= cln::the<cln::cl_R>(other.value));
@@ -1092,7 +1026,7 @@ bool numeric::operator<=(const numeric & other) const
 /** Numerical comparison: greater.
  *
  *  @exception invalid_argument (complex inequality) */ 
-bool numeric::operator>(const numeric & other) const
+bool numeric::operator>(const numeric &other) const
 {
        if (this->is_real() && other.is_real())
                return (cln::the<cln::cl_R>(value) > cln::the<cln::cl_R>(other.value));
@@ -1103,7 +1037,7 @@ bool numeric::operator>(const numeric & other) const
 /** Numerical comparison: greater or equal.
  *
  *  @exception invalid_argument (complex inequality) */  
-bool numeric::operator>=(const numeric & other) const
+bool numeric::operator>=(const numeric &other) const
 {
        if (this->is_real() && other.is_real())
                return (cln::the<cln::cl_R>(value) >= cln::the<cln::cl_R>(other.value));
@@ -1140,6 +1074,15 @@ double numeric::to_double(void) const
 }
 
 
+/** Returns a new CLN object of type cl_N, representing the value of *this.
+ *  This method may be used when mixing GiNaC and CLN in one project.
+ */
+cln::cl_N numeric::to_cl_N(void) const
+{
+       return cln::cl_N(cln::the<cln::cl_N>(value));
+}
+
+
 /** Real part of a number. */
 const numeric numeric::real(void) const
 {
@@ -1229,15 +1172,6 @@ int numeric::int_length(void) const
 }
 
 
-/** Returns a new CLN object of type cl_N, representing the value of *this.
- *  This method is useful for casting when mixing GiNaC and CLN in one project.
- */
-numeric::operator cln::cl_N() const
-{
-       return cln::cl_N(cln::the<cln::cl_N>(value));
-}
-
-
 //////////
 // static member variables
 //////////
@@ -1250,19 +1184,18 @@ unsigned numeric::precedence = 30;
 // global constants
 //////////
 
-const numeric some_numeric;
-const std::type_info & typeid_numeric = typeid(some_numeric);
 /** Imaginary unit.  This is not a constant but a numeric since we are
- *  natively handing complex numbers anyways. */
+ *  natively handing complex numbers anyways, so in each expression containing
+ *  an I it is automatically eval'ed away anyhow. */
 const numeric I = numeric(cln::complex(cln::cl_I(0),cln::cl_I(1)));
 
 
 /** Exponential function.
  *
  *  @return  arbitrary precision numerical exp(x). */
-const numeric exp(const numeric & x)
+const numeric exp(const numeric &x)
 {
-       return cln::exp(cln::cl_N(x));
+       return cln::exp(x.to_cl_N());
 }
 
 
@@ -1271,56 +1204,56 @@ const numeric exp(const numeric & x)
  *  @param z complex number
  *  @return  arbitrary precision numerical log(x).
  *  @exception pole_error("log(): logarithmic pole",0) */
-const numeric log(const numeric & z)
+const numeric log(const numeric &z)
 {
        if (z.is_zero())
                throw pole_error("log(): logarithmic pole",0);
-       return cln::log(cln::cl_N(z));
+       return cln::log(z.to_cl_N());
 }
 
 
 /** Numeric sine (trigonometric function).
  *
  *  @return  arbitrary precision numerical sin(x). */
-const numeric sin(const numeric & x)
+const numeric sin(const numeric &x)
 {
-       return cln::sin(cln::cl_N(x));
+       return cln::sin(x.to_cl_N());
 }
 
 
 /** Numeric cosine (trigonometric function).
  *
  *  @return  arbitrary precision numerical cos(x). */
-const numeric cos(const numeric & x)
+const numeric cos(const numeric &x)
 {
-       return cln::cos(cln::cl_N(x));
+       return cln::cos(x.to_cl_N());
 }
 
 
 /** Numeric tangent (trigonometric function).
  *
  *  @return  arbitrary precision numerical tan(x). */
-const numeric tan(const numeric & x)
+const numeric tan(const numeric &x)
 {
-       return cln::tan(cln::cl_N(x));
+       return cln::tan(x.to_cl_N());
 }
        
 
 /** Numeric inverse sine (trigonometric function).
  *
  *  @return  arbitrary precision numerical asin(x). */
-const numeric asin(const numeric & x)
+const numeric asin(const numeric &x)
 {
-       return cln::asin(cln::cl_N(x));
+       return cln::asin(x.to_cl_N());
 }
 
 
 /** Numeric inverse cosine (trigonometric function).
  *
  *  @return  arbitrary precision numerical acos(x). */
-const numeric acos(const numeric & x)
+const numeric acos(const numeric &x)
 {
-       return cln::acos(cln::cl_N(x));
+       return cln::acos(x.to_cl_N());
 }
        
 
@@ -1329,13 +1262,13 @@ const numeric acos(const numeric & x)
  *  @param z complex number
  *  @return atan(z)
  *  @exception pole_error("atan(): logarithmic pole",0) */
-const numeric atan(const numeric & x)
+const numeric atan(const numeric &x)
 {
        if (!x.is_real() &&
            x.real().is_zero() &&
            abs(x.imag()).is_equal(_num1()))
                throw pole_error("atan(): logarithmic pole",0);
-       return cln::atan(cln::cl_N(x));
+       return cln::atan(x.to_cl_N());
 }
 
 
@@ -1344,11 +1277,11 @@ const numeric atan(const numeric & x)
  *  @param x real number
  *  @param y real number
  *  @return atan(y/x) */
-const numeric atan(const numeric & y, const numeric & x)
+const numeric atan(const numeric &y, const numeric &x)
 {
        if (x.is_real() && y.is_real())
-               return cln::atan(cln::the<cln::cl_R>(cln::cl_N(x)),
-                                cln::the<cln::cl_R>(cln::cl_N(y)));
+               return cln::atan(cln::the<cln::cl_R>(x.to_cl_N()),
+                                cln::the<cln::cl_R>(y.to_cl_N()));
        else
                throw std::invalid_argument("atan(): complex argument");        
 }
@@ -1357,59 +1290,59 @@ const numeric atan(const numeric & y, const numeric & x)
 /** Numeric hyperbolic sine (trigonometric function).
  *
  *  @return  arbitrary precision numerical sinh(x). */
-const numeric sinh(const numeric & x)
+const numeric sinh(const numeric &x)
 {
-       return cln::sinh(cln::cl_N(x));
+       return cln::sinh(x.to_cl_N());
 }
 
 
 /** Numeric hyperbolic cosine (trigonometric function).
  *
  *  @return  arbitrary precision numerical cosh(x). */
-const numeric cosh(const numeric & x)
+const numeric cosh(const numeric &x)
 {
-       return cln::cosh(cln::cl_N(x));
+       return cln::cosh(x.to_cl_N());
 }
 
 
 /** Numeric hyperbolic tangent (trigonometric function).
  *
  *  @return  arbitrary precision numerical tanh(x). */
-const numeric tanh(const numeric & x)
+const numeric tanh(const numeric &x)
 {
-       return cln::tanh(cln::cl_N(x));
+       return cln::tanh(x.to_cl_N());
 }
        
 
 /** Numeric inverse hyperbolic sine (trigonometric function).
  *
  *  @return  arbitrary precision numerical asinh(x). */
-const numeric asinh(const numeric & x)
+const numeric asinh(const numeric &x)
 {
-       return cln::asinh(cln::cl_N(x));
+       return cln::asinh(x.to_cl_N());
 }
 
 
 /** Numeric inverse hyperbolic cosine (trigonometric function).
  *
  *  @return  arbitrary precision numerical acosh(x). */
-const numeric acosh(const numeric & x)
+const numeric acosh(const numeric &x)
 {
-       return cln::acosh(cln::cl_N(x));
+       return cln::acosh(x.to_cl_N());
 }
 
 
 /** Numeric inverse hyperbolic tangent (trigonometric function).
  *
  *  @return  arbitrary precision numerical atanh(x). */
-const numeric atanh(const numeric & x)
+const numeric atanh(const numeric &x)
 {
-       return cln::atanh(cln::cl_N(x));
+       return cln::atanh(x.to_cl_N());
 }
 
 
-/*static cln::cl_N Li2_series(const ::cl_N & x,
-                            const ::float_format_t & prec)
+/*static cln::cl_N Li2_series(const ::cl_N &x,
+                            const ::float_format_t &prec)
 {
        // Note: argument must be in the unit circle
        // This is very inefficient unless we have fast floating point Bernoulli
@@ -1436,8 +1369,8 @@ const numeric atanh(const numeric & x)
 
 /** Numeric evaluation of Dilogarithm within circle of convergence (unit
  *  circle) using a power series. */
-static cln::cl_N Li2_series(const cln::cl_N & x,
-                            const cln::float_format_t & prec)
+static cln::cl_N Li2_series(const cln::cl_N &x,
+                            const cln::float_format_t &prec)
 {
        // Note: argument must be in the unit circle
        cln::cl_N aug, acc;
@@ -1455,8 +1388,8 @@ static cln::cl_N Li2_series(const cln::cl_N & x,
 }
 
 /** Folds Li2's argument inside a small rectangle to enhance convergence. */
-static cln::cl_N Li2_projection(const cln::cl_N & x,
-                                const cln::float_format_t & prec)
+static cln::cl_N Li2_projection(const cln::cl_N &x,
+                                const cln::float_format_t &prec)
 {
        const cln::cl_R re = cln::realpart(x);
        const cln::cl_R im = cln::imagpart(x);
@@ -1481,7 +1414,7 @@ static cln::cl_N Li2_projection(const cln::cl_N & x,
  *  continuous with quadrant IV.
  *
  *  @return  arbitrary precision numerical Li2(x). */
-const numeric Li2(const numeric & x)
+const numeric Li2(const numeric &x)
 {
        if (x.is_zero())
                return _num0();
@@ -1489,7 +1422,7 @@ const numeric Li2(const numeric & x)
        // what is the desired float format?
        // first guess: default format
        cln::float_format_t prec = cln::default_float_format;
-       const cln::cl_N value = cln::cl_N(x);
+       const cln::cl_N value = x.to_cl_N();
        // second guess: the argument's format
        if (!x.real().is_rational())
                prec = cln::float_format(cln::the<cln::cl_F>(cln::realpart(value)));
@@ -1505,13 +1438,13 @@ const numeric Li2(const numeric & x)
                       - cln::zeta(2, prec)
                       - Li2_projection(cln::recip(value), prec));
        else
-               return Li2_projection(cln::cl_N(x), prec);
+               return Li2_projection(x.to_cl_N(), prec);
 }
 
 
 /** Numeric evaluation of Riemann's Zeta function.  Currently works only for
  *  integer arguments. */
-const numeric zeta(const numeric & x)
+const numeric zeta(const numeric &x)
 {
        // A dirty hack to allow for things like zeta(3.0), since CLN currently
        // only knows about integer arguments and zeta(3).evalf() automatically
@@ -1519,12 +1452,12 @@ const numeric zeta(const numeric & x)
        // being an exact zero for CLN, which can be tested and then we can just
        // pass the number casted to an int:
        if (x.is_real()) {
-               const int aux = (int)(cln::double_approx(cln::the<cln::cl_R>(cln::cl_N(x))));
-               if (cln::zerop(cln::cl_N(x)-aux))
+               const int aux = (int)(cln::double_approx(cln::the<cln::cl_R>(x.to_cl_N())));
+               if (cln::zerop(x.to_cl_N()-aux))
                        return cln::zeta(aux);
        }
        std::clog << "zeta(" << x
-                         << "): Does anybody know good way to calculate this numerically?"
+                         << "): Does anybody know good way to calculate this numerically?"
                          << std::endl;
        return numeric(0);
 }
@@ -1532,17 +1465,17 @@ const numeric zeta(const numeric & x)
 
 /** The Gamma function.
  *  This is only a stub! */
-const numeric lgamma(const numeric & x)
+const numeric lgamma(const numeric &x)
 {
        std::clog << "lgamma(" << x
-                 << "): Does anybody know good way to calculate this numerically?"
+                 << "): Does anybody know good way to calculate this numerically?"
                  << std::endl;
        return numeric(0);
 }
-const numeric tgamma(const numeric & x)
+const numeric tgamma(const numeric &x)
 {
        std::clog << "tgamma(" << x
-                 << "): Does anybody know good way to calculate this numerically?"
+                 << "): Does anybody know good way to calculate this numerically?"
                  << std::endl;
        return numeric(0);
 }
@@ -1550,10 +1483,10 @@ const numeric tgamma(const numeric & x)
 
 /** The psi function (aka polygamma function).
  *  This is only a stub! */
-const numeric psi(const numeric & x)
+const numeric psi(const numeric &x)
 {
        std::clog << "psi(" << x
-                 << "): Does anybody know good way to calculate this numerically?"
+                 << "): Does anybody know good way to calculate this numerically?"
                  << std::endl;
        return numeric(0);
 }
@@ -1561,10 +1494,10 @@ const numeric psi(const numeric & x)
 
 /** The psi functions (aka polygamma functions).
  *  This is only a stub! */
-const numeric psi(const numeric & n, const numeric & x)
+const numeric psi(const numeric &n, const numeric &x)
 {
        std::clog << "psi(" << n << "," << x
-                 << "): Does anybody know good way to calculate this numerically?"
+                 << "): Does anybody know good way to calculate this numerically?"
                  << std::endl;
        return numeric(0);
 }
@@ -1574,7 +1507,7 @@ const numeric psi(const numeric & n, const numeric & x)
  *
  *  @param n  integer argument >= 0
  *  @exception range_error (argument must be integer >= 0) */
-const numeric factorial(const numeric & n)
+const numeric factorial(const numeric &n)
 {
        if (!n.is_nonneg_integer())
                throw std::range_error("numeric::factorial(): argument must be integer >= 0");
@@ -1588,9 +1521,9 @@ const numeric factorial(const numeric & n)
  *  @param n  integer argument >= -1
  *  @return n!! == n * (n-2) * (n-4) * ... * ({1|2}) with 0!! == (-1)!! == 1
  *  @exception range_error (argument must be integer >= -1) */
-const numeric doublefactorial(const numeric & n)
+const numeric doublefactorial(const numeric &n)
 {
-       if (n == numeric(-1))
+       if (n.is_equal(_num_1()))
                return _num1();
        
        if (!n.is_nonneg_integer())
@@ -1604,7 +1537,7 @@ const numeric doublefactorial(const numeric & n)
  *  integer n and k and positive n this is the number of ways of choosing k
  *  objects from n distinct objects.  If n is negative, the formula
  *  binomial(n,k) == (-1)^k*binomial(k-n-1,k) is used to compute the result. */
-const numeric binomial(const numeric & n, const numeric & k)
+const numeric binomial(const numeric &n, const numeric &k)
 {
        if (n.is_integer() && k.is_integer()) {
                if (n.is_nonneg_integer()) {
@@ -1627,7 +1560,7 @@ const numeric binomial(const numeric & n, const numeric & k)
  *
  *  @return the nth Bernoulli number (a rational number).
  *  @exception range_error (argument must be integer >= 0) */
-const numeric bernoulli(const numeric & nn)
+const numeric bernoulli(const numeric &nn)
 {
        if (!nn.is_integer() || nn.is_negative())
                throw std::range_error("numeric::bernoulli(): argument must be integer >= 0");
@@ -1704,7 +1637,7 @@ const numeric bernoulli(const numeric & nn)
  *  @param n an integer
  *  @return the nth Fibonacci number F(n) (an integer number)
  *  @exception range_error (argument must be an integer) */
-const numeric fibonacci(const numeric & n)
+const numeric fibonacci(const numeric &n)
 {
        if (!n.is_integer())
                throw std::range_error("numeric::fibonacci(): argument must be integer");
@@ -1734,7 +1667,7 @@ const numeric fibonacci(const numeric & n)
        
        cln::cl_I u(0);
        cln::cl_I v(1);
-       cln::cl_I m = cln::the<cln::cl_I>(cln::cl_N(n)) >> 1L;  // floor(n/2);
+       cln::cl_I m = cln::the<cln::cl_I>(n.to_cl_N()) >> 1L;  // floor(n/2);
        for (uintL bit=cln::integer_length(m); bit>0; --bit) {
                // Since a squaring is cheaper than a multiplication, better use
                // three squarings instead of one multiplication and two squarings.
@@ -1760,7 +1693,7 @@ const numeric fibonacci(const numeric & n)
 /** Absolute value. */
 const numeric abs(const numeric& x)
 {
-       return cln::abs(cln::cl_N(x));
+       return cln::abs(x.to_cl_N());
 }
 
 
@@ -1771,11 +1704,11 @@ const numeric abs(const numeric& x)
  *
  *  @return a mod b in the range [0,abs(b)-1] with sign of b if both are
  *  integer, 0 otherwise. */
-const numeric mod(const numeric & a, const numeric & b)
+const numeric mod(const numeric &a, const numeric &b)
 {
        if (a.is_integer() && b.is_integer())
-               return cln::mod(cln::the<cln::cl_I>(cln::cl_N(a)),
-                               cln::the<cln::cl_I>(cln::cl_N(b)));
+               return cln::mod(cln::the<cln::cl_I>(a.to_cl_N()),
+                               cln::the<cln::cl_I>(b.to_cl_N()));
        else
                return _num0();
 }
@@ -1785,12 +1718,12 @@ const numeric mod(const numeric & a, const numeric & b)
  *  Equivalent to Maple's mods.
  *
  *  @return a mod b in the range [-iquo(abs(m)-1,2), iquo(abs(m),2)]. */
-const numeric smod(const numeric & a, const numeric & b)
+const numeric smod(const numeric &a, const numeric &b)
 {
        if (a.is_integer() && b.is_integer()) {
-               const cln::cl_I b2 = cln::ceiling1(cln::the<cln::cl_I>(cln::cl_N(b)) >> 1) - 1;
-               return cln::mod(cln::the<cln::cl_I>(cln::cl_N(a)) + b2,
-                               cln::the<cln::cl_I>(cln::cl_N(b))) - b2;
+               const cln::cl_I b2 = cln::ceiling1(cln::the<cln::cl_I>(b.to_cl_N()) >> 1) - 1;
+               return cln::mod(cln::the<cln::cl_I>(a.to_cl_N()) + b2,
+                               cln::the<cln::cl_I>(b.to_cl_N())) - b2;
        } else
                return _num0();
 }
@@ -1802,11 +1735,11 @@ const numeric smod(const numeric & a, const numeric & b)
  *  sign of a or is zero.
  *
  *  @return remainder of a/b if both are integer, 0 otherwise. */
-const numeric irem(const numeric & a, const numeric & b)
+const numeric irem(const numeric &a, const numeric &b)
 {
        if (a.is_integer() && b.is_integer())
-               return cln::rem(cln::the<cln::cl_I>(cln::cl_N(a)),
-                               cln::the<cln::cl_I>(cln::cl_N(b)));
+               return cln::rem(cln::the<cln::cl_I>(a.to_cl_N()),
+                               cln::the<cln::cl_I>(b.to_cl_N()));
        else
                return _num0();
 }
@@ -1819,11 +1752,11 @@ const numeric irem(const numeric & a, const numeric & b)
  *
  *  @return remainder of a/b and quotient stored in q if both are integer,
  *  0 otherwise. */
-const numeric irem(const numeric & a, const numeric & b, numeric & q)
+const numeric irem(const numeric &a, const numeric &b, numeric &q)
 {
        if (a.is_integer() && b.is_integer()) {
-               const cln::cl_I_div_t rem_quo = cln::truncate2(cln::the<cln::cl_I>(cln::cl_N(a)),
-                                                              cln::the<cln::cl_I>(cln::cl_N(b)));
+               const cln::cl_I_div_t rem_quo = cln::truncate2(cln::the<cln::cl_I>(a.to_cl_N()),
+                                                              cln::the<cln::cl_I>(b.to_cl_N()));
                q = rem_quo.quotient;
                return rem_quo.remainder;
        } else {
@@ -1837,11 +1770,11 @@ const numeric irem(const numeric & a, const numeric & b, numeric & q)
  *  Equivalent to Maple's iquo as far as sign conventions are concerned.
  *  
  *  @return truncated quotient of a/b if both are integer, 0 otherwise. */
-const numeric iquo(const numeric & a, const numeric & b)
+const numeric iquo(const numeric &a, const numeric &b)
 {
        if (a.is_integer() && b.is_integer())
-               return truncate1(cln::the<cln::cl_I>(cln::cl_N(a)),
-                            cln::the<cln::cl_I>(cln::cl_N(b)));
+               return truncate1(cln::the<cln::cl_I>(a.to_cl_N()),
+                            cln::the<cln::cl_I>(b.to_cl_N()));
        else
                return _num0();
 }
@@ -1853,11 +1786,11 @@ const numeric iquo(const numeric & a, const numeric & b)
  *
  *  @return truncated quotient of a/b and remainder stored in r if both are
  *  integer, 0 otherwise. */
-const numeric iquo(const numeric & a, const numeric & b, numeric & r)
+const numeric iquo(const numeric &a, const numeric &b, numeric &r)
 {
        if (a.is_integer() && b.is_integer()) {
-               const cln::cl_I_div_t rem_quo = cln::truncate2(cln::the<cln::cl_I>(cln::cl_N(a)),
-                                                              cln::the<cln::cl_I>(cln::cl_N(b)));
+               const cln::cl_I_div_t rem_quo = cln::truncate2(cln::the<cln::cl_I>(a.to_cl_N()),
+                                                              cln::the<cln::cl_I>(b.to_cl_N()));
                r = rem_quo.remainder;
                return rem_quo.quotient;
        } else {
@@ -1871,11 +1804,11 @@ const numeric iquo(const numeric & a, const numeric & b, numeric & r)
  *   
  *  @return  The GCD of two numbers if both are integer, a numerical 1
  *  if they are not. */
-const numeric gcd(const numeric & a, const numeric & b)
+const numeric gcd(const numeric &a, const numeric &b)
 {
        if (a.is_integer() && b.is_integer())
-               return cln::gcd(cln::the<cln::cl_I>(cln::cl_N(a)),
-                               cln::the<cln::cl_I>(cln::cl_N(b)));
+               return cln::gcd(cln::the<cln::cl_I>(a.to_cl_N()),
+                               cln::the<cln::cl_I>(b.to_cl_N()));
        else
                return _num1();
 }
@@ -1885,11 +1818,11 @@ const numeric gcd(const numeric & a, const numeric & b)
  *   
  *  @return  The LCM of two numbers if both are integer, the product of those
  *  two numbers if they are not. */
-const numeric lcm(const numeric & a, const numeric & b)
+const numeric lcm(const numeric &a, const numeric &b)
 {
        if (a.is_integer() && b.is_integer())
-               return cln::lcm(cln::the<cln::cl_I>(cln::cl_N(a)),
-                               cln::the<cln::cl_I>(cln::cl_N(b)));
+               return cln::lcm(cln::the<cln::cl_I>(a.to_cl_N()),
+                               cln::the<cln::cl_I>(b.to_cl_N()));
        else
                return a.mul(b);
 }
@@ -1903,18 +1836,18 @@ const numeric lcm(const numeric & a, const numeric & b)
  *  @return square root of z. Branch cut along negative real axis, the negative
  *  real axis itself where imag(z)==0 and real(z)<0 belongs to the upper part
  *  where imag(z)>0. */
-const numeric sqrt(const numeric & z)
+const numeric sqrt(const numeric &z)
 {
-       return cln::sqrt(cln::cl_N(z));
+       return cln::sqrt(z.to_cl_N());
 }
 
 
 /** Integer numeric square root. */
-const numeric isqrt(const numeric & x)
+const numeric isqrt(const numeric &x)
 {
        if (x.is_integer()) {
                cln::cl_I root;
-               cln::isqrt(cln::the<cln::cl_I>(cln::cl_N(x)), &root);
+               cln::isqrt(cln::the<cln::cl_I>(x.to_cl_N()), &root);
                return root;
        } else
                return _num0();
@@ -1942,13 +1875,15 @@ ex CatalanEvalf(void)
 }
 
 
+/** _numeric_digits default ctor, checking for singleton invariance. */
 _numeric_digits::_numeric_digits()
   : digits(17)
 {
        // It initializes to 17 digits, because in CLN float_format(17) turns out
        // to be 61 (<64) while float_format(18)=65.  The reason is we want to
        // have a cl_LF instead of cl_SF, cl_FF or cl_DF.
-       assert(!too_late);
+       if (too_late)
+               throw(std::runtime_error("I told you not to do instantiate me!"));
        too_late = true;
        cln::default_float_format = cln::float_format(17);
 }
@@ -1972,14 +1907,14 @@ _numeric_digits::operator long()
 
 
 /** Append global Digits object to ostream. */
-void _numeric_digits::print(std::ostream & os) const
+void _numeric_digits::print(std::ostream &os) const
 {
        debugmsg("_numeric_digits print", LOGLEVEL_PRINT);
        os << digits;
 }
 
 
-std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const _numeric_digits & e)
+std::ostream& operator<<(std::ostream &os, const _numeric_digits &e)
 {
        e.print(os);
        return os;
@@ -1998,6 +1933,4 @@ bool _numeric_digits::too_late = false;
  *  assignment from C++ unsigned ints and evaluated like any built-in type. */
 _numeric_digits Digits;
 
-#ifndef NO_NAMESPACE_GINAC
 } // namespace GiNaC
-#endif // ndef NO_NAMESPACE_GINAC