]> www.ginac.de Git - ginac.git/blobdiff - ginac/numeric.cpp
Added a document about the coding conventions used in GiNaC. Corrections,
[ginac.git] / ginac / numeric.cpp
index 165ce594c106e6fd66d69415202c9fb7339c9673..f8e4d93b406222046357042188ad12acb42ef9df 100644 (file)
@@ -7,7 +7,7 @@
  *  of special functions or implement the interface to the bignum package. */
 
 /*
- *  GiNaC Copyright (C) 1999 Johannes Gutenberg University Mainz, Germany
+ *  GiNaC Copyright (C) 1999-2003 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
  *  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  */
 
+#include "config.h"
+
 #include <vector>
 #include <stdexcept>
+#include <string>
+#include <sstream>
+#include <limits>
 
 #include "numeric.h"
 #include "ex.h"
-#include "config.h"
-#include "debugmsg.h"
-
-// CLN should not pollute the global namespace, hence we include it here
-// instead of in some header file where it would propagate to other parts:
-#ifdef HAVE_CLN_CLN_H
-#include <CLN/cln.h>
-#else
-#include <cln.h>
-#endif
+#include "operators.h"
+#include "archive.h"
+#include "tostring.h"
+#include "utils.h"
+
+// CLN should pollute the global namespace as little as possible.  Hence, we
+// include most of it here and include only the part needed for properly
+// declaring cln::cl_number in numeric.h.  This can only be safely done in
+// namespaced versions of CLN, i.e. version > 1.1.0.  Also, we only need a
+// subset of CLN, so we don't include the complete <cln/cln.h> but only the
+// essential stuff:
+#include <cln/output.h>
+#include <cln/integer_io.h>
+#include <cln/integer_ring.h>
+#include <cln/rational_io.h>
+#include <cln/rational_ring.h>
+#include <cln/lfloat_class.h>
+#include <cln/lfloat_io.h>
+#include <cln/real_io.h>
+#include <cln/real_ring.h>
+#include <cln/complex_io.h>
+#include <cln/complex_ring.h>
+#include <cln/numtheory.h>
 
 namespace GiNaC {
 
-// linker has no problems finding text symbols for numerator or denominator
-//#define SANE_LINKER
+GINAC_IMPLEMENT_REGISTERED_CLASS_OPT(numeric, basic,
+  print_func<print_context>(&numeric::do_print).
+  print_func<print_latex>(&numeric::do_print_latex).
+  print_func<print_csrc>(&numeric::do_print_csrc).
+  print_func<print_csrc_cl_N>(&numeric::do_print_csrc_cl_N).
+  print_func<print_tree>(&numeric::do_print_tree).
+  print_func<print_python_repr>(&numeric::do_print_python_repr))
 
 //////////
-// default constructor, destructor, copy constructor assignment
-// operator and helpers
+// default constructor
 //////////
 
-// public
-
 /** default ctor. Numerically it initializes to an integer zero. */
 numeric::numeric() : basic(TINFO_numeric)
 {
-    debugmsg("numeric default constructor", LOGLEVEL_CONSTRUCT);
-    value = new cl_N;
-    *value=cl_I(0);
-    calchash();
-    setflag(status_flags::evaluated|
-            status_flags::hash_calculated);
-}
-
-numeric::~numeric()
-{
-    debugmsg("numeric destructor" ,LOGLEVEL_DESTRUCT);
-    destroy(0);
-}
-
-numeric::numeric(numeric const & other)
-{
-    debugmsg("numeric copy constructor", LOGLEVEL_CONSTRUCT);
-    copy(other);
-}
-
-numeric const & numeric::operator=(numeric const & other)
-{
-    debugmsg("numeric operator=", LOGLEVEL_ASSIGNMENT);
-    if (this != &other) {
-        destroy(1);
-        copy(other);
-    }
-    return *this;
-}
-
-// protected
-
-void numeric::copy(numeric const & other)
-{
-    basic::copy(other);
-    value = new cl_N(*other.value);
-}
-
-void numeric::destroy(bool call_parent)
-{
-    delete value;
-    if (call_parent) basic::destroy(call_parent);
+       value = cln::cl_I(0);
+       setflag(status_flags::evaluated | status_flags::expanded);
 }
 
 //////////
@@ -107,255 +87,616 @@ void numeric::destroy(bool call_parent)
 
 numeric::numeric(int i) : basic(TINFO_numeric)
 {
-    debugmsg("numeric constructor 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:
-    value = new cl_I((long) i);
-    calchash();
-    setflag(status_flags::evaluated|
-            status_flags::hash_calculated);
+       // 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
+       // we save space and dereferences by using an immediate type.
+       // (C.f. <cln/object.h>)
+       if (i < (1L << (cl_value_len-1)) && i >= -(1L << (cl_value_len-1)))
+               value = cln::cl_I(i);
+       else
+               value = cln::cl_I(static_cast<long>(i));
+       setflag(status_flags::evaluated | status_flags::expanded);
 }
 
+
 numeric::numeric(unsigned int i) : basic(TINFO_numeric)
 {
-    debugmsg("numeric constructor 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:
-    value = new cl_I((unsigned long)i);
-    calchash();
-    setflag(status_flags::evaluated|
-            status_flags::hash_calculated);
+       // 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
+       // we save space and dereferences by using an immediate type.
+       // (C.f. <cln/object.h>)
+       if (i < (1U << (cl_value_len-1)))
+               value = cln::cl_I(i);
+       else
+               value = cln::cl_I(static_cast<unsigned long>(i));
+       setflag(status_flags::evaluated | status_flags::expanded);
 }
 
+
 numeric::numeric(long i) : basic(TINFO_numeric)
 {
-    debugmsg("numeric constructor from long",LOGLEVEL_CONSTRUCT);
-    value = new cl_I(i);
-    calchash();
-    setflag(status_flags::evaluated|
-            status_flags::hash_calculated);
+       value = cln::cl_I(i);
+       setflag(status_flags::evaluated | status_flags::expanded);
 }
 
+
 numeric::numeric(unsigned long i) : basic(TINFO_numeric)
 {
-    debugmsg("numeric constructor from ulong",LOGLEVEL_CONSTRUCT);
-    value = new cl_I(i);
-    calchash();
-    setflag(status_flags::evaluated|
-            status_flags::hash_calculated);
+       value = cln::cl_I(i);
+       setflag(status_flags::evaluated | status_flags::expanded);
 }
 
-/** Ctor for rational numerics a/b.
+
+/** Constructor for rational numerics a/b.
  *
  *  @exception overflow_error (division by zero) */
 numeric::numeric(long numer, long denom) : basic(TINFO_numeric)
 {
-    debugmsg("numeric constructor from long/long",LOGLEVEL_CONSTRUCT);
-    if (!denom)
-        throw (std::overflow_error("division by zero"));
-    value = new cl_I(numer);
-    *value = *value / cl_I(denom);
-    calchash();
-    setflag(status_flags::evaluated|
-            status_flags::hash_calculated);
+       if (!denom)
+               throw std::overflow_error("division by zero");
+       value = cln::cl_I(numer) / cln::cl_I(denom);
+       setflag(status_flags::evaluated | status_flags::expanded);
 }
 
+
 numeric::numeric(double d) : basic(TINFO_numeric)
 {
-    debugmsg("numeric constructor 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 = new cl_N;
-    *value = cl_float(d, cl_default_float_format);
-    calchash();
-    setflag(status_flags::evaluated|
-            status_flags::hash_calculated);
-}
-
-numeric::numeric(char const *s) : basic(TINFO_numeric)
-{   // MISSING: treatment of complex and ints and rationals.
-    debugmsg("numeric constructor from string",LOGLEVEL_CONSTRUCT);
-    if (strchr(s, '.'))
-        value = new cl_LF(s);
-    else
-        value = new cl_I(s);
-    calchash();
-    setflag(status_flags::evaluated|
-            status_flags::hash_calculated);
+       // 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);
+       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)
+{
+       cln::cl_N ctorval = 0;
+       // parse complex numbers (functional but not completely safe, unfortunately
+       // std::string does not understand regexpese):
+       // ss should represent a simple sum like 2+5*I
+       std::string ss = s;
+       std::string::size_type delim;
+
+       // make this implementation safe by adding explicit sign
+       if (ss.at(0) != '+' && ss.at(0) != '-' && ss.at(0) != '#')
+               ss = '+' + ss;
+
+       // We use 'E' as exponent marker in the output, but some people insist on
+       // writing 'e' at input, so let's substitute them right at the beginning:
+       while ((delim = ss.find("e"))!=std::string::npos)
+               ss.replace(delim,1,"E");
+
+       // main parser loop:
+       do {
+               // chop ss into terms from left to right
+               std::string term;
+               bool imaginary = false;
+               delim = ss.find_first_of(std::string("+-"),1);
+               // Do we have an exponent marker like "31.415E-1"?  If so, hop on!
+               if (delim!=std::string::npos && ss.at(delim-1)=='E')
+                       delim = ss.find_first_of(std::string("+-"),delim+1);
+               term = ss.substr(0,delim);
+               if (delim!=std::string::npos)
+                       ss = ss.substr(delim);
+               // is the term imaginary?
+               if (term.find("I")!=std::string::npos) {
+                       // erase 'I':
+                       term.erase(term.find("I"),1);
+                       // erase '*':
+                       if (term.find("*")!=std::string::npos)
+                               term.erase(term.find("*"),1);
+                       // correct for trivial +/-I without explicit factor on I:
+                       if (term.size()==1)
+                               term += '1';
+                       imaginary = true;
+               }
+               if (term.find('.')!=std::string::npos || term.find('E')!=std::string::npos) {
+                       // CLN's short type cl_SF is not very useful within the GiNaC
+                       // framework where we are mainly interested in the arbitrary
+                       // precision type cl_LF.  Hence we go straight to the construction
+                       // of generic floats.  In order to create them we have to convert
+                       // our own floating point notation used for output and construction
+                       // from char * to CLN's generic notation:
+                       // 3.14      -->   3.14e0_<Digits>
+                       // 31.4E-1   -->   31.4e-1_<Digits>
+                       // and s on.
+                       // No exponent marker?  Let's add a trivial one.
+                       if (term.find("E")==std::string::npos)
+                               term += "E0";
+                       // E to lower case
+                       term = term.replace(term.find("E"),1,"e");
+                       // append _<Digits> to term
+                       term += "_" + ToString((unsigned)Digits);
+                       // construct float using cln::cl_F(const char *) ctor.
+                       if (imaginary)
+                               ctorval = ctorval + cln::complex(cln::cl_I(0),cln::cl_F(term.c_str()));
+                       else
+                               ctorval = ctorval + cln::cl_F(term.c_str());
+               } else {
+                       // this is not a floating point number...
+                       if (imaginary)
+                               ctorval = ctorval + cln::complex(cln::cl_I(0),cln::cl_R(term.c_str()));
+                       else
+                               ctorval = ctorval + cln::cl_R(term.c_str());
+               }
+       } while (delim != std::string::npos);
+       value = ctorval;
+       setflag(status_flags::evaluated | status_flags::expanded);
 }
 
+
 /** Ctor from CLN types.  This is for the initiated user or internal use
  *  only. */
-numeric::numeric(cl_N const & z) : basic(TINFO_numeric)
+numeric::numeric(const cln::cl_N &z) : basic(TINFO_numeric)
 {
-    debugmsg("numeric constructor from cl_N", LOGLEVEL_CONSTRUCT);
-    value = new cl_N(z);
-    calchash();
-    setflag(status_flags::evaluated|
-            status_flags::hash_calculated);
+       value = z;
+       setflag(status_flags::evaluated | status_flags::expanded);
 }
 
 //////////
-// functions overriding virtual functions from bases classes
+// archiving
 //////////
 
-// public
+numeric::numeric(const archive_node &n, lst &sym_lst) : inherited(n, sym_lst)
+{
+       cln::cl_N ctorval = 0;
+
+       // Read number as string
+       std::string str;
+       if (n.find_string("number", str)) {
+               std::istringstream s(str);
+               cln::cl_idecoded_float re, im;
+               char c;
+               s.get(c);
+               switch (c) {
+                       case 'R':    // Integer-decoded real number
+                               s >> re.sign >> re.mantissa >> re.exponent;
+                               ctorval = re.sign * re.mantissa * cln::expt(cln::cl_float(2.0, cln::default_float_format), re.exponent);
+                               break;
+                       case 'C':    // Integer-decoded complex number
+                               s >> re.sign >> re.mantissa >> re.exponent;
+                               s >> im.sign >> im.mantissa >> im.exponent;
+                               ctorval = cln::complex(re.sign * re.mantissa * cln::expt(cln::cl_float(2.0, cln::default_float_format), re.exponent),
+                                                      im.sign * im.mantissa * cln::expt(cln::cl_float(2.0, cln::default_float_format), im.exponent));
+                               break;
+                       default:    // Ordinary number
+                               s.putback(c);
+                               s >> ctorval;
+                               break;
+               }
+       }
+       value = ctorval;
+       setflag(status_flags::evaluated | status_flags::expanded);
+}
+
+void numeric::archive(archive_node &n) const
+{
+       inherited::archive(n);
+
+       // Write number as string
+       std::ostringstream s;
+       if (this->is_crational())
+               s << cln::the<cln::cl_N>(value);
+       else {
+               // Non-rational numbers are written in an integer-decoded format
+               // to preserve the precision
+               if (this->is_real()) {
+                       cln::cl_idecoded_float re = cln::integer_decode_float(cln::the<cln::cl_F>(value));
+                       s << "R";
+                       s << re.sign << " " << re.mantissa << " " << re.exponent;
+               } else {
+                       cln::cl_idecoded_float re = cln::integer_decode_float(cln::the<cln::cl_F>(cln::realpart(cln::the<cln::cl_N>(value))));
+                       cln::cl_idecoded_float im = cln::integer_decode_float(cln::the<cln::cl_F>(cln::imagpart(cln::the<cln::cl_N>(value))));
+                       s << "C";
+                       s << re.sign << " " << re.mantissa << " " << re.exponent << " ";
+                       s << im.sign << " " << im.mantissa << " " << im.exponent;
+               }
+       }
+       n.add_string("number", s.str());
+}
+
+DEFAULT_UNARCHIVE(numeric)
+
+//////////
+// functions overriding virtual functions from base classes
+//////////
+
+/** 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
+ *  long as it only uses cl_LF and no other floating point types that we might
+ *  want to visibly distinguish from cl_LF.
+ *
+ *  @see numeric::print() */
+static void print_real_number(const print_context & c, const cln::cl_R & x)
+{
+       cln::cl_print_flags ourflags;
+       if (cln::instanceof(x, cln::cl_RA_ring)) {
+               // case 1: integer or rational
+               if (cln::instanceof(x, cln::cl_I_ring) ||
+                   !is_a<print_latex>(c)) {
+                       cln::print_real(c.s, ourflags, x);
+               } else {  // rational output in LaTeX context
+                       if (x < 0)
+                               c.s << "-";
+                       c.s << "\\frac{";
+                       cln::print_real(c.s, ourflags, cln::abs(cln::numerator(cln::the<cln::cl_RA>(x))));
+                       c.s << "}{";
+                       cln::print_real(c.s, ourflags, cln::denominator(cln::the<cln::cl_RA>(x)));
+                       c.s << '}';
+               }
+       } else {
+               // case 2: float
+               // make CLN believe this number has default_float_format, so it prints
+               // 'E' as exponent marker instead of 'L':
+               ourflags.default_float_format = cln::float_format(cln::the<cln::cl_F>(x));
+               cln::print_real(c.s, ourflags, x);
+       }
+}
+
+/** Helper function to print integer number in C++ source format.
+ *
+ *  @see numeric::print() */
+static void print_integer_csrc(const print_context & c, const cln::cl_I & x)
+{
+       // Print small numbers in compact float format, but larger numbers in
+       // scientific format
+       const int max_cln_int = 536870911; // 2^29-1
+       if (x >= cln::cl_I(-max_cln_int) && x <= cln::cl_I(max_cln_int))
+               c.s << cln::cl_I_to_int(x) << ".0";
+       else
+               c.s << cln::double_approx(x);
+}
+
+/** Helper function to print real number in C++ source format.
+ *
+ *  @see numeric::print() */
+static void print_real_csrc(const print_context & c, const cln::cl_R & x)
+{
+       if (cln::instanceof(x, cln::cl_I_ring)) {
+
+               // Integer number
+               print_integer_csrc(c, cln::the<cln::cl_I>(x));
+
+       } else if (cln::instanceof(x, cln::cl_RA_ring)) {
+
+               // Rational number
+               const cln::cl_I numer = cln::numerator(cln::the<cln::cl_RA>(x));
+               const cln::cl_I denom = cln::denominator(cln::the<cln::cl_RA>(x));
+               if (cln::plusp(x) > 0) {
+                       c.s << "(";
+                       print_integer_csrc(c, numer);
+               } else {
+                       c.s << "-(";
+                       print_integer_csrc(c, -numer);
+               }
+               c.s << "/";
+               print_integer_csrc(c, denom);
+               c.s << ")";
+
+       } else {
+
+               // Anything else
+               c.s << cln::double_approx(x);
+       }
+}
+
+/** Helper function to print real number in C++ source format using cl_N types.
+ *
+ *  @see numeric::print() */
+static void print_real_cl_N(const print_context & c, const cln::cl_R & x)
+{
+       if (cln::instanceof(x, cln::cl_I_ring)) {
+
+               // Integer number
+               c.s << "cln::cl_I(\"";
+               print_real_number(c, x);
+               c.s << "\")";
+
+       } else if (cln::instanceof(x, cln::cl_RA_ring)) {
+
+               // Rational number
+               cln::cl_print_flags ourflags;
+               c.s << "cln::cl_RA(\"";
+               cln::print_rational(c.s, ourflags, cln::the<cln::cl_RA>(x));
+               c.s << "\")";
+
+       } else {
+
+               // Anything else
+               c.s << "cln::cl_F(\"";
+               print_real_number(c, cln::cl_float(1.0, cln::default_float_format) * x);
+               c.s << "_" << Digits << "\")";
+       }
+}
+
+void numeric::print_numeric(const print_context & c, const char *par_open, const char *par_close, const char *imag_sym, const char *mul_sym, unsigned level) const
+{
+       const cln::cl_R r = cln::realpart(cln::the<cln::cl_N>(value));
+       const cln::cl_R i = cln::imagpart(cln::the<cln::cl_N>(value));
+
+       if (cln::zerop(i)) {
+
+               // case 1, real:  x  or  -x
+               if ((precedence() <= level) && (!this->is_nonneg_integer())) {
+                       c.s << par_open;
+                       print_real_number(c, r);
+                       c.s << par_close;
+               } else {
+                       print_real_number(c, r);
+               }
+
+       } else {
+               if (cln::zerop(r)) {
+
+                       // case 2, imaginary:  y*I  or  -y*I
+                       if (i == 1)
+                               c.s << imag_sym;
+                       else {
+                               if (precedence()<=level)
+                                       c.s << par_open;
+                               if (i == -1)
+                                       c.s << "-" << imag_sym;
+                               else {
+                                       print_real_number(c, i);
+                                       c.s << mul_sym << imag_sym;
+                               }
+                               if (precedence()<=level)
+                                       c.s << par_close;
+                       }
+
+               } else {
+
+                       // case 3, complex:  x+y*I  or  x-y*I  or  -x+y*I  or  -x-y*I
+                       if (precedence() <= level)
+                               c.s << par_open;
+                       print_real_number(c, r);
+                       if (i < 0) {
+                               if (i == -1) {
+                                       c.s << "-" << imag_sym;
+                               } else {
+                                       print_real_number(c, i);
+                                       c.s << mul_sym << imag_sym;
+                               }
+                       } else {
+                               if (i == 1) {
+                                       c.s << "+" << imag_sym;
+                               } else {
+                                       c.s << "+";
+                                       print_real_number(c, i);
+                                       c.s << mul_sym << imag_sym;
+                               }
+                       }
+                       if (precedence() <= level)
+                               c.s << par_close;
+               }
+       }
+}
+
+void numeric::do_print(const print_context & c, unsigned level) const
+{
+       print_numeric(c, "(", ")", "I", "*", level);
+}
+
+void numeric::do_print_latex(const print_latex & c, unsigned level) const
+{
+       print_numeric(c, "{(", ")}", "i", " ", level);
+}
+
+void numeric::do_print_csrc(const print_csrc & c, unsigned level) const
+{
+       std::ios::fmtflags oldflags = c.s.flags();
+       c.s.setf(std::ios::scientific);
+       int oldprec = c.s.precision();
+
+       // Set precision
+       if (is_a<print_csrc_double>(c))
+               c.s.precision(std::numeric_limits<double>::digits10 + 1);
+       else
+               c.s.precision(std::numeric_limits<float>::digits10 + 1);
+
+       if (this->is_real()) {
+
+               // Real number
+               print_real_csrc(c, cln::the<cln::cl_R>(value));
+
+       } else {
+
+               // Complex number
+               c.s << "std::complex<";
+               if (is_a<print_csrc_double>(c))
+                       c.s << "double>(";
+               else
+                       c.s << "float>(";
+
+               print_real_csrc(c, cln::realpart(cln::the<cln::cl_N>(value)));
+               c.s << ",";
+               print_real_csrc(c, cln::imagpart(cln::the<cln::cl_N>(value)));
+               c.s << ")";
+       }
 
-basic * numeric::duplicate() const
-{
-    debugmsg("numeric duplicate", LOGLEVEL_DUPLICATE);
-    return new numeric(*this);
-}
-
-// The method printraw doesn't do much, it simply uses CLN's operator<<() for
-// output, which is ugly but reliable. Examples:
-// 2+2i 
-void numeric::printraw(ostream & os) const
-{
-    debugmsg("numeric printraw", LOGLEVEL_PRINT);
-    os << "numeric(" << *value << ")";
-}
-
-// The method print adds to the output so it blends more consistently together
-// with the other routines and produces something compatible to Maple input.
-void numeric::print(ostream & os, unsigned upper_precedence) const
-{
-    debugmsg("numeric print", LOGLEVEL_PRINT);
-    if (is_real()) {
-        // case 1, real:  x  or  -x
-        if ((precedence<=upper_precedence) && (!is_pos_integer())) {
-            os << "(" << *value << ")";
-        } else {
-            os << *value;
-        }
-    } else {
-        // case 2, imaginary:  y*I  or  -y*I
-        if (realpart(*value) == 0) {
-            if ((precedence<=upper_precedence) && (imagpart(*value) < 0)) {
-                if (imagpart(*value) == -1) {
-                    os << "(-I)";
-                } else {
-                    os << "(" << imagpart(*value) << "*I)";
-                }
-            } else {
-                if (imagpart(*value) == 1) {
-                    os << "I";
-                } else {
-                    if (imagpart (*value) == -1) {
-                        os << "-I";
-                    } else {
-                        os << imagpart(*value) << "*I";
-                    }
-                }
-            }
-        } else {
-            // case 3, complex:  x+y*I  or  x-y*I  or  -x+y*I  or  -x-y*I
-            if (precedence <= upper_precedence) os << "(";
-            os << realpart(*value);
-            if (imagpart(*value) < 0) {
-                if (imagpart(*value) == -1) {
-                    os << "-I";
-                } else {
-                    os << imagpart(*value) << "*I";
-                }
-            } else {
-                if (imagpart(*value) == 1) {
-                    os << "+I";
-                } else {
-                    os << "+" << imagpart(*value) << "*I";
-                }
-            }
-            if (precedence <= upper_precedence) os << ")";
-        }
-    }
+       c.s.flags(oldflags);
+       c.s.precision(oldprec);
+}
+
+void numeric::do_print_csrc_cl_N(const print_csrc_cl_N & c, unsigned level) const
+{
+       if (this->is_real()) {
+
+               // Real number
+               print_real_cl_N(c, cln::the<cln::cl_R>(value));
+
+       } else {
+
+               // Complex number
+               c.s << "cln::complex(";
+               print_real_cl_N(c, cln::realpart(cln::the<cln::cl_N>(value)));
+               c.s << ",";
+               print_real_cl_N(c, cln::imagpart(cln::the<cln::cl_N>(value)));
+               c.s << ")";
+       }
+}
+
+void numeric::do_print_tree(const print_tree & c, unsigned level) const
+{
+       c.s << std::string(level, ' ') << cln::the<cln::cl_N>(value)
+           << " (" << class_name() << ")" << " @" << this
+           << std::hex << ", hash=0x" << hashvalue << ", flags=0x" << flags << std::dec
+           << std::endl;
+}
+
+void numeric::do_print_python_repr(const print_python_repr & c, unsigned level) const
+{
+       c.s << class_name() << "('";
+       print_numeric(c, "(", ")", "I", "*", level);
+       c.s << "')";
 }
 
 bool numeric::info(unsigned inf) const
 {
-    switch (inf) {
-    case info_flags::numeric:
-    case info_flags::polynomial:
-    case info_flags::rational_function:
-        return true;
-    case info_flags::real:
-        return is_real();
-    case info_flags::rational:
-    case info_flags::rational_polynomial:
-        return is_rational();
-    case info_flags::integer:
-    case info_flags::integer_polynomial:
-        return is_integer();
-    case info_flags::positive:
-        return is_positive();
-    case info_flags::negative:
-        return is_negative();
-    case info_flags::nonnegative:
-        return compare(numZERO())>=0;
-    case info_flags::posint:
-        return is_pos_integer();
-    case info_flags::negint:
-        return is_integer() && (compare(numZERO())<0);
-    case info_flags::nonnegint:
-        return is_nonneg_integer();
-    case info_flags::even:
-        return is_even();
-    case info_flags::odd:
-        return is_odd();
-    case info_flags::prime:
-        return is_prime();
-    }
-    return false;
+       switch (inf) {
+               case info_flags::numeric:
+               case info_flags::polynomial:
+               case info_flags::rational_function:
+                       return true;
+               case info_flags::real:
+                       return is_real();
+               case info_flags::rational:
+               case info_flags::rational_polynomial:
+                       return is_rational();
+               case info_flags::crational:
+               case info_flags::crational_polynomial:
+                       return is_crational();
+               case info_flags::integer:
+               case info_flags::integer_polynomial:
+                       return is_integer();
+               case info_flags::cinteger:
+               case info_flags::cinteger_polynomial:
+                       return is_cinteger();
+               case info_flags::positive:
+                       return is_positive();
+               case info_flags::negative:
+                       return is_negative();
+               case info_flags::nonnegative:
+                       return !is_negative();
+               case info_flags::posint:
+                       return is_pos_integer();
+               case info_flags::negint:
+                       return is_integer() && is_negative();
+               case info_flags::nonnegint:
+                       return is_nonneg_integer();
+               case info_flags::even:
+                       return is_even();
+               case info_flags::odd:
+                       return is_odd();
+               case info_flags::prime:
+                       return is_prime();
+               case info_flags::algebraic:
+                       return !is_real();
+       }
+       return false;
+}
+
+int numeric::degree(const ex & s) const
+{
+       return 0;
+}
+
+int numeric::ldegree(const ex & s) const
+{
+       return 0;
+}
+
+ex numeric::coeff(const ex & s, int n) const
+{
+       return n==0 ? *this : _ex0;
+}
+
+/** Disassemble real part and imaginary part to scan for the occurrence of a
+ *  single number.  Also handles the imaginary unit.  It ignores the sign on
+ *  both this and the argument, which may lead to what might appear as funny
+ *  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
+{
+       if (!is_exactly_a<numeric>(other))
+               return false;
+       const numeric &o = ex_to<numeric>(other);
+       if (this->is_equal(o) || this->is_equal(-o))
+               return true;
+       if (o.imag().is_zero())  // e.g. scan for 3 in -3*I
+               return (this->real().is_equal(o) || this->imag().is_equal(o) ||
+                       this->real().is_equal(-o) || this->imag().is_equal(-o));
+       else {
+               if (o.is_equal(I))  // e.g scan for I in 42*I
+                       return !this->is_real();
+               if (o.real().is_zero())  // e.g. scan for 2*I in 2*I+1
+                       return (this->real().has(o*I) || this->imag().has(o*I) ||
+                               this->real().has(-o*I) || this->imag().has(-o*I));
+       }
+       return false;
+}
+
+
+/** Evaluation of numbers doesn't do anything at all. */
+ex numeric::eval(int level) const
+{
+       // Warning: if this is ever gonna do something, the ex ctors from all kinds
+       // of numbers should be checking for status_flags::evaluated.
+       return this->hold();
 }
 
+
 /** Cast numeric into a floating-point object.  For example exact numeric(1) is
  *  returned as a 1.0000000000000000000000 and so on according to how Digits is
- *  currently set.
+ *  currently set.  In case the object already was a floating point number the
+ *  precision is trimmed to match the currently set default.
  *
- *  @param level  ignored, but needed for overriding basic::evalf.
- *  @return an ex-handle to a numeric. */
+ *  @param level  ignored, only needed for overriding basic::evalf.
+ *  @return  an ex-handle to a numeric. */
 ex numeric::evalf(int level) const
 {
-    // level can safely be discarded for numeric objects.
-    return numeric(cl_float(1.0, cl_default_float_format) * (*value));  // -> CLN
+       // 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)));
 }
 
 // protected
 
-int numeric::compare_same_type(basic const & other) const
+int numeric::compare_same_type(const basic &other) const
 {
-    ASSERT(is_exactly_of_type(other, numeric));
-    numeric const & o = static_cast<numeric &>(const_cast<basic &>(other));
-
-    if (*value == *o.value) {
-        return 0;
-    }
-
-    return compare(o);    
+       GINAC_ASSERT(is_exactly_a<numeric>(other));
+       const numeric &o = static_cast<const numeric &>(other);
+       
+       return this->compare(o);
 }
 
-bool numeric::is_equal_same_type(basic const & other) const
+
+bool numeric::is_equal_same_type(const basic &other) const
 {
-    ASSERT(is_exactly_of_type(other,numeric));
-    numeric const *o = static_cast<numeric const *>(&other);
-    
-    return is_equal(*o);
+       GINAC_ASSERT(is_exactly_a<numeric>(other));
+       const numeric &o = static_cast<const numeric &>(other);
+       
+       return this->is_equal(o);
 }
 
-/*
-unsigned numeric::calchash(void) const
+
+unsigned numeric::calchash() const
 {
-    double d=to_double();
-    int s=d>0 ? 1 : -1;
-    d=fabs(d);
-    if (d>0x07FF0000) {
-        d=0x07FF0000;
-    }
-    return 0x88000000U+s*unsigned(d/0x07FF0000);
+       // Base computation of hashvalue on CLN's hashcode.  Note: That 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.  That shouldn't really matter, though.
+       setflag(status_flags::hash_calculated);
+       hashvalue = golden_ratio_hash(cln::equal_hashcode(cln::the<cln::cl_N>(value)));
+       return hashvalue;
 }
-*/
 
 
 //////////
@@ -371,804 +712,1077 @@ unsigned numeric::calchash(void) const
 // public
 
 /** Numerical addition method.  Adds argument to *this and returns result as
- *  a new numeric object. */
-numeric numeric::add(numeric const & other) const
+ *  a numeric object. */
+const numeric numeric::add(const numeric &other) const
 {
-    return numeric((*value)+(*other.value));
+       return numeric(cln::the<cln::cl_N>(value)+cln::the<cln::cl_N>(other.value));
 }
 
+
 /** Numerical subtraction method.  Subtracts argument from *this and returns
- *  result as a new numeric object. */
-numeric numeric::sub(numeric const & other) const
+ *  result as a numeric object. */
+const numeric numeric::sub(const numeric &other) const
 {
-    return numeric((*value)-(*other.value));
+       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. */
-numeric numeric::mul(numeric const & other) const
+ *  result as a numeric object. */
+const numeric numeric::mul(const numeric &other) const
 {
-    static const numeric * numONEp=&numONE();
-    if (this==numONEp) {
-        return other;
-    } else if (&other==numONEp) {
-        return *this;
-    }
-    return numeric((*value)*(*other.value));
+       return numeric(cln::the<cln::cl_N>(value)*cln::the<cln::cl_N>(other.value));
 }
 
+
 /** Numerical division method.  Divides *this by argument and returns result as
- *  a new numeric object.
+ *  a numeric object.
  *
  *  @exception overflow_error (division by zero) */
-numeric numeric::div(numeric const & other) const
+const numeric numeric::div(const numeric &other) const
 {
-    if (zerop(*other.value))
-        throw (std::overflow_error("division by zero"));
-    return numeric((*value)/(*other.value));
+       if (cln::zerop(cln::the<cln::cl_N>(other.value)))
+               throw std::overflow_error("numeric::div(): division by zero");
+       return numeric(cln::the<cln::cl_N>(value)/cln::the<cln::cl_N>(other.value));
 }
 
-numeric numeric::power(numeric const & 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
 {
-    static const numeric * numONEp=&numONE();
-    if (&other==numONEp) {
-        return *this;
-    }
-    if (zerop(*value) && other.is_real() && minusp(realpart(*other.value)))
-        throw (std::overflow_error("division by zero"));
-    return numeric(expt(*value,*other.value));
+       // Shortcut for efficiency and numeric stability (as in 1.0 exponent):
+       // trap the neutral exponent.
+       if (&other==_num1_p || cln::equal(cln::the<cln::cl_N>(other.value),cln::the<cln::cl_N>(_num1.value)))
+               return *this;
+       
+       if (cln::zerop(cln::the<cln::cl_N>(value))) {
+               if (cln::zerop(cln::the<cln::cl_N>(other.value)))
+                       throw std::domain_error("numeric::eval(): pow(0,0) is undefined");
+               else if (cln::zerop(cln::realpart(cln::the<cln::cl_N>(other.value))))
+                       throw std::domain_error("numeric::eval(): pow(0,I) is undefined");
+               else if (cln::minusp(cln::realpart(cln::the<cln::cl_N>(other.value))))
+                       throw std::overflow_error("numeric::eval(): division by zero");
+               else
+                       return _num0;
+       }
+       return numeric(cln::expt(cln::the<cln::cl_N>(value),cln::the<cln::cl_N>(other.value)));
 }
 
-/** Inverse of a number. */
-numeric numeric::inverse(void) const
+
+
+/** Numerical addition method.  Adds argument to *this and returns result as
+ *  a numeric object on the heap.  Use internally only for direct wrapping into
+ *  an ex object, where the result would end up on the heap anyways. */
+const numeric &numeric::add_dyn(const numeric &other) const
 {
-    return numeric(recip(*value));  // -> CLN
+       // Efficiency shortcut: trap the neutral element by pointer.  This hack
+       // is supposed to keep the number of distinct numeric objects low.
+       if (this==_num0_p)
+               return other;
+       else if (&other==_num0_p)
+               return *this;
+       
+       return static_cast<const numeric &>((new numeric(cln::the<cln::cl_N>(value)+cln::the<cln::cl_N>(other.value)))->
+                                           setflag(status_flags::dynallocated));
 }
 
-numeric const & numeric::add_dyn(numeric const & other) const
+
+/** Numerical subtraction method.  Subtracts argument from *this and returns
+ *  result as a numeric object on the heap.  Use internally only for direct
+ *  wrapping into an ex object, where the result would end up on the heap
+ *  anyways. */
+const numeric &numeric::sub_dyn(const numeric &other) const
 {
-    return static_cast<numeric const &>((new numeric((*value)+(*other.value)))->
-                                        setflag(status_flags::dynallocated));
+       // Efficiency shortcut: trap the neutral exponent (first by pointer).  This
+       // hack is supposed to keep the number of distinct numeric objects low.
+       if (&other==_num0_p || cln::zerop(cln::the<cln::cl_N>(other.value)))
+               return *this;
+       
+       return static_cast<const numeric &>((new numeric(cln::the<cln::cl_N>(value)-cln::the<cln::cl_N>(other.value)))->
+                                           setflag(status_flags::dynallocated));
 }
 
-numeric const & numeric::sub_dyn(numeric const & other) const
+
+/** Numerical multiplication method.  Multiplies *this and argument and returns
+ *  result as a numeric object on the heap.  Use internally only for direct
+ *  wrapping into an ex object, where the result would end up on the heap
+ *  anyways. */
+const numeric &numeric::mul_dyn(const numeric &other) const
 {
-    return static_cast<numeric const &>((new numeric((*value)-(*other.value)))->
-                                        setflag(status_flags::dynallocated));
+       // Efficiency shortcut: trap the neutral element by pointer.  This hack
+       // is supposed to keep the number of distinct numeric objects low.
+       if (this==_num1_p)
+               return other;
+       else if (&other==_num1_p)
+               return *this;
+       
+       return static_cast<const numeric &>((new numeric(cln::the<cln::cl_N>(value)*cln::the<cln::cl_N>(other.value)))->
+                                           setflag(status_flags::dynallocated));
 }
 
-numeric const & numeric::mul_dyn(numeric const & other) const
+
+/** Numerical division method.  Divides *this by argument and returns result as
+ *  a numeric object on the heap.  Use internally only for direct wrapping
+ *  into an ex object, where the result would end up on the heap
+ *  anyways.
+ *
+ *  @exception overflow_error (division by zero) */
+const numeric &numeric::div_dyn(const numeric &other) const
 {
-    static const numeric * numONEp=&numONE();
-    if (this==numONEp) {
-        return other;
-    } else if (&other==numONEp) {
-        return *this;
-    }
-    return static_cast<numeric const &>((new numeric((*value)*(*other.value)))->
-                                        setflag(status_flags::dynallocated));
+       // Efficiency shortcut: trap the neutral element by pointer.  This hack
+       // is supposed to keep the number of distinct numeric objects low.
+       if (&other==_num1_p)
+               return *this;
+       if (cln::zerop(cln::the<cln::cl_N>(other.value)))
+               throw std::overflow_error("division by zero");
+       return static_cast<const numeric &>((new numeric(cln::the<cln::cl_N>(value)/cln::the<cln::cl_N>(other.value)))->
+                                           setflag(status_flags::dynallocated));
 }
 
-numeric const & numeric::div_dyn(numeric const & other) const
+
+/** Numerical exponentiation.  Raises *this to the power given as argument and
+ *  returns result as a numeric object on the heap.  Use internally only for
+ *  direct wrapping into an ex object, where the result would end up on the
+ *  heap anyways. */
+const numeric &numeric::power_dyn(const numeric &other) const
 {
-    if (zerop(*other.value))
-        throw (std::overflow_error("division by zero"));
-    return static_cast<numeric const &>((new numeric((*value)/(*other.value)))->
-                                        setflag(status_flags::dynallocated));
+       // Efficiency shortcut: trap the neutral exponent (first try by pointer, then
+       // try harder, since calls to cln::expt() below may return amazing results for
+       // floating point exponent 1.0).
+       if (&other==_num1_p || cln::equal(cln::the<cln::cl_N>(other.value),cln::the<cln::cl_N>(_num1.value)))
+               return *this;
+       
+       if (cln::zerop(cln::the<cln::cl_N>(value))) {
+               if (cln::zerop(cln::the<cln::cl_N>(other.value)))
+                       throw std::domain_error("numeric::eval(): pow(0,0) is undefined");
+               else if (cln::zerop(cln::realpart(cln::the<cln::cl_N>(other.value))))
+                       throw std::domain_error("numeric::eval(): pow(0,I) is undefined");
+               else if (cln::minusp(cln::realpart(cln::the<cln::cl_N>(other.value))))
+                       throw std::overflow_error("numeric::eval(): division by zero");
+               else
+                       return _num0;
+       }
+       return static_cast<const numeric &>((new numeric(cln::expt(cln::the<cln::cl_N>(value),cln::the<cln::cl_N>(other.value))))->
+                                            setflag(status_flags::dynallocated));
 }
 
-numeric const & numeric::power_dyn(numeric const & other) const
+
+const numeric &numeric::operator=(int i)
 {
-    static const numeric * numONEp=&numONE();
-    if (&other==numONEp) {
-        return *this;
-    }
-    // The ifs are only a workaround for a bug in CLN. It gets stuck otherwise:
-    if ( !other.is_integer() &&
-         other.is_rational() &&
-         (*this).is_nonneg_integer() ) {
-        if ( !zerop(*value) ) {
-            return static_cast<numeric const &>((new numeric(exp(*other.value * log(*value))))->
-                                                setflag(status_flags::dynallocated));
-        } else {
-            if ( !zerop(*other.value) ) {  // 0^(n/m)
-                return static_cast<numeric const &>((new numeric(0))->
-                                                    setflag(status_flags::dynallocated));
-            } else {                       // raise FPE (0^0 requested)
-                return static_cast<numeric const &>((new numeric(1/(*other.value)))->
-                                                    setflag(status_flags::dynallocated));
-            }
-        }
-    } else {                               // default -> CLN
-        return static_cast<numeric const &>((new numeric(expt(*value,*other.value)))->
-                                            setflag(status_flags::dynallocated));
-    }
+       return operator=(numeric(i));
 }
 
-numeric const & numeric::operator=(int i)
+
+const numeric &numeric::operator=(unsigned int i)
 {
-    return operator=(numeric(i));
+       return operator=(numeric(i));
 }
 
-numeric const & numeric::operator=(unsigned int i)
+
+const numeric &numeric::operator=(long i)
 {
-    return operator=(numeric(i));
+       return operator=(numeric(i));
 }
 
-numeric const & numeric::operator=(long i)
+
+const numeric &numeric::operator=(unsigned long i)
 {
-    return operator=(numeric(i));
+       return operator=(numeric(i));
 }
 
-numeric const & numeric::operator=(unsigned long i)
+
+const numeric &numeric::operator=(double d)
 {
-    return operator=(numeric(i));
+       return operator=(numeric(d));
 }
 
-numeric const & numeric::operator=(double d)
+
+const numeric &numeric::operator=(const char * s)
 {
-    return operator=(numeric(d));
+       return operator=(numeric(s));
 }
 
-numeric const & numeric::operator=(char const * s)
+
+/** Inverse of a number. */
+const numeric numeric::inverse() const
 {
-    return operator=(numeric(s));
+       if (cln::zerop(cln::the<cln::cl_N>(value)))
+               throw std::overflow_error("numeric::inverse(): division by zero");
+       return numeric(cln::recip(cln::the<cln::cl_N>(value)));
 }
 
+
 /** Return the complex half-plane (left or right) in which the number lies.
  *  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(numeric const & other) */
-int numeric::csgn(void) const
-{
-    if (is_zero())
-        return 0;
-    if (!zerop(realpart(*value))) {
-        if (plusp(realpart(*value)))
-            return 1;
-        else
-            return -1;
-    } else {
-        if (plusp(imagpart(*value)))
-            return 1;
-        else
-            return -1;
-    }
+ *  @see numeric::compare(const numeric &other) */
+int numeric::csgn() const
+{
+       if (cln::zerop(cln::the<cln::cl_N>(value)))
+               return 0;
+       cln::cl_R r = cln::realpart(cln::the<cln::cl_N>(value));
+       if (!cln::zerop(r)) {
+               if (cln::plusp(r))
+                       return 1;
+               else
+                       return -1;
+       } else {
+               if (cln::plusp(cln::imagpart(cln::the<cln::cl_N>(value))))
+                       return 1;
+               else
+                       return -1;
+       }
 }
 
+
 /** This method establishes a canonical order on all numbers.  For complex
  *  numbers this is not possible in a mathematically consistent way but we need
  *  to establish some order and it ought to be fast.  So we simply define it
  *  to be compatible with our method csgn.
  *
  *  @return csgn(*this-other)
- *  @see numeric::csgn(void) */
-int numeric::compare(numeric const & other) const
+ *  @see numeric::csgn() */
+int numeric::compare(const numeric &other) const
 {
-    // Comparing two real numbers?
-    if (is_real() && other.is_real())
-        // Yes, just compare them
-        return cl_compare(The(cl_R)(*value), The(cl_R)(*other.value));    
-    else {
-        // No, first compare real parts
-        cl_signean real_cmp = cl_compare(realpart(*value), realpart(*other.value));
-        if (real_cmp)
-            return real_cmp;
-
-        return cl_compare(imagpart(*value), imagpart(*other.value));
-    }
+       // Comparing two real numbers?
+       if (cln::instanceof(value, cln::cl_R_ring) &&
+               cln::instanceof(other.value, cln::cl_R_ring))
+               // Yes, so just cln::compare them
+               return cln::compare(cln::the<cln::cl_R>(value), cln::the<cln::cl_R>(other.value));
+       else {
+               // No, first cln::compare real parts...
+               cl_signean real_cmp = cln::compare(cln::realpart(cln::the<cln::cl_N>(value)), cln::realpart(cln::the<cln::cl_N>(other.value)));
+               if (real_cmp)
+                       return real_cmp;
+               // ...and then the imaginary parts.
+               return cln::compare(cln::imagpart(cln::the<cln::cl_N>(value)), cln::imagpart(cln::the<cln::cl_N>(other.value)));
+       }
 }
 
-bool numeric::is_equal(numeric const & other) const
+
+bool numeric::is_equal(const numeric &other) const
 {
-    return (*value == *other.value);
+       return cln::equal(cln::the<cln::cl_N>(value),cln::the<cln::cl_N>(other.value));
 }
 
+
 /** True if object is zero. */
-bool numeric::is_zero(void) const
+bool numeric::is_zero() const
 {
-    return zerop(*value);  // -> CLN
+       return cln::zerop(cln::the<cln::cl_N>(value));
 }
 
+
 /** True if object is not complex and greater than zero. */
-bool numeric::is_positive(void) const
+bool numeric::is_positive() const
 {
-    if (is_real()) {
-        return plusp(The(cl_R)(*value));  // -> CLN
-    }
-    return false;
+       if (cln::instanceof(value, cln::cl_R_ring))  // real?
+               return cln::plusp(cln::the<cln::cl_R>(value));
+       return false;
 }
 
+
 /** True if object is not complex and less than zero. */
-bool numeric::is_negative(void) const
+bool numeric::is_negative() const
 {
-    if (is_real()) {
-        return minusp(The(cl_R)(*value));  // -> CLN
-    }
-    return false;
+       if (cln::instanceof(value, cln::cl_R_ring))  // real?
+               return cln::minusp(cln::the<cln::cl_R>(value));
+       return false;
 }
 
+
 /** True if object is a non-complex integer. */
-bool numeric::is_integer(void) const
+bool numeric::is_integer() const
 {
-    return (bool)instanceof(*value, cl_I_ring);  // -> CLN
+       return cln::instanceof(value, cln::cl_I_ring);
 }
 
+
 /** True if object is an exact integer greater than zero. */
-bool numeric::is_pos_integer(void) const
+bool numeric::is_pos_integer() const
 {
-    return (is_integer() &&
-            plusp(The(cl_I)(*value)));  // -> CLN
+       return (cln::instanceof(value, cln::cl_I_ring) && cln::plusp(cln::the<cln::cl_I>(value)));
 }
 
+
 /** True if object is an exact integer greater or equal zero. */
-bool numeric::is_nonneg_integer(void) const
+bool numeric::is_nonneg_integer() const
 {
-    return (is_integer() &&
-            !minusp(The(cl_I)(*value)));  // -> CLN
+       return (cln::instanceof(value, cln::cl_I_ring) && !cln::minusp(cln::the<cln::cl_I>(value)));
 }
 
+
 /** True if object is an exact even integer. */
-bool numeric::is_even(void) const
+bool numeric::is_even() const
 {
-    return (is_integer() &&
-            evenp(The(cl_I)(*value)));  // -> CLN
+       return (cln::instanceof(value, cln::cl_I_ring) && cln::evenp(cln::the<cln::cl_I>(value)));
 }
 
+
 /** True if object is an exact odd integer. */
-bool numeric::is_odd(void) const
+bool numeric::is_odd() const
 {
-    return (is_integer() &&
-            oddp(The(cl_I)(*value)));  // -> CLN
+       return (cln::instanceof(value, cln::cl_I_ring) && cln::oddp(cln::the<cln::cl_I>(value)));
 }
 
+
 /** Probabilistic primality test.
  *
  *  @return  true if object is exact integer and prime. */
-bool numeric::is_prime(void) const
+bool numeric::is_prime() const
 {
-    return (is_integer() &&
-            isprobprime(The(cl_I)(*value)));  // -> CLN
+       return (cln::instanceof(value, cln::cl_I_ring)  // integer?
+            && cln::plusp(cln::the<cln::cl_I>(value))  // positive?
+            && cln::isprobprime(cln::the<cln::cl_I>(value)));
 }
 
+
 /** True if object is an exact rational number, may even be complex
  *  (denominator may be unity). */
-bool numeric::is_rational(void) const
+bool numeric::is_rational() const
 {
-    if (instanceof(*value, cl_RA_ring)) {
-        return true;
-    } else if (!is_real()) {  // complex case, handle Q(i):
-        if ( instanceof(realpart(*value), cl_RA_ring) &&
-             instanceof(imagpart(*value), cl_RA_ring) )
-            return true;
-    }
-    return false;
+       return cln::instanceof(value, cln::cl_RA_ring);
 }
 
+
 /** True if object is a real integer, rational or float (but not complex). */
-bool numeric::is_real(void) const
+bool numeric::is_real() const
+{
+       return cln::instanceof(value, cln::cl_R_ring);
+}
+
+
+bool numeric::operator==(const numeric &other) const
+{
+       return cln::equal(cln::the<cln::cl_N>(value), cln::the<cln::cl_N>(other.value));
+}
+
+
+bool numeric::operator!=(const numeric &other) const
 {
-    return (bool)instanceof(*value, cl_R_ring);  // -> CLN
+       return !cln::equal(cln::the<cln::cl_N>(value), cln::the<cln::cl_N>(other.value));
 }
 
-bool numeric::operator==(numeric const & other) const
+
+/** True if object is element of the domain of integers extended by I, i.e. is
+ *  of the form a+b*I, where a and b are integers. */
+bool numeric::is_cinteger() const
 {
-    return (*value == *other.value);  // -> CLN
+       if (cln::instanceof(value, cln::cl_I_ring))
+               return true;
+       else if (!this->is_real()) {  // complex case, handle n+m*I
+               if (cln::instanceof(cln::realpart(cln::the<cln::cl_N>(value)), cln::cl_I_ring) &&
+                   cln::instanceof(cln::imagpart(cln::the<cln::cl_N>(value)), cln::cl_I_ring))
+                       return true;
+       }
+       return false;
 }
 
-bool numeric::operator!=(numeric const & other) const
+
+/** True if object is an exact rational number, may even be complex
+ *  (denominator may be unity). */
+bool numeric::is_crational() const
 {
-    return (*value != *other.value);  // -> CLN
+       if (cln::instanceof(value, cln::cl_RA_ring))
+               return true;
+       else if (!this->is_real()) {  // complex case, handle Q(i):
+               if (cln::instanceof(cln::realpart(cln::the<cln::cl_N>(value)), cln::cl_RA_ring) &&
+                   cln::instanceof(cln::imagpart(cln::the<cln::cl_N>(value)), cln::cl_RA_ring))
+                       return true;
+       }
+       return false;
 }
 
+
 /** Numerical comparison: less.
  *
  *  @exception invalid_argument (complex inequality) */ 
-bool numeric::operator<(numeric const & other) const
+bool numeric::operator<(const numeric &other) const
 {
-    if ( is_real() && other.is_real() ) {
-        return (bool)(The(cl_R)(*value) < The(cl_R)(*other.value));  // -> CLN
-    }
-    throw (std::invalid_argument("numeric::operator<(): complex inequality"));
-    return false;  // make compiler shut up
+       if (this->is_real() && other.is_real())
+               return (cln::the<cln::cl_R>(value) < cln::the<cln::cl_R>(other.value));
+       throw std::invalid_argument("numeric::operator<(): complex inequality");
 }
 
+
 /** Numerical comparison: less or equal.
  *
  *  @exception invalid_argument (complex inequality) */ 
-bool numeric::operator<=(numeric const & other) const
+bool numeric::operator<=(const numeric &other) const
 {
-    if ( is_real() && other.is_real() ) {
-        return (bool)(The(cl_R)(*value) <= The(cl_R)(*other.value));  // -> CLN
-    }
-    throw (std::invalid_argument("numeric::operator<=(): complex inequality"));
-    return false;  // make compiler shut up
+       if (this->is_real() && other.is_real())
+               return (cln::the<cln::cl_R>(value) <= cln::the<cln::cl_R>(other.value));
+       throw std::invalid_argument("numeric::operator<=(): complex inequality");
 }
 
+
 /** Numerical comparison: greater.
  *
  *  @exception invalid_argument (complex inequality) */ 
-bool numeric::operator>(numeric const & other) const
+bool numeric::operator>(const numeric &other) const
 {
-    if ( is_real() && other.is_real() ) {
-        return (bool)(The(cl_R)(*value) > The(cl_R)(*other.value));  // -> CLN
-    }
-    throw (std::invalid_argument("numeric::operator>(): complex inequality"));
-    return false;  // make compiler shut up
+       if (this->is_real() && other.is_real())
+               return (cln::the<cln::cl_R>(value) > cln::the<cln::cl_R>(other.value));
+       throw std::invalid_argument("numeric::operator>(): complex inequality");
 }
 
+
 /** Numerical comparison: greater or equal.
  *
  *  @exception invalid_argument (complex inequality) */  
-bool numeric::operator>=(numeric const & other) const
+bool numeric::operator>=(const numeric &other) const
 {
-    if ( is_real() && other.is_real() ) {
-        return (bool)(The(cl_R)(*value) >= The(cl_R)(*other.value));  // -> CLN
-    }
-    throw (std::invalid_argument("numeric::operator>=(): complex inequality"));
-    return false;  // make compiler shut up
+       if (this->is_real() && other.is_real())
+               return (cln::the<cln::cl_R>(value) >= cln::the<cln::cl_R>(other.value));
+       throw std::invalid_argument("numeric::operator>=(): complex inequality");
 }
 
-/** Converts numeric types to machine's int. You should check with is_integer()
- *  if the number is really an integer before calling this method. */
-int numeric::to_int(void) const
+
+/** Converts numeric types to machine's int.  You should check with
+ *  is_integer() if the number is really an integer before calling this method.
+ *  You may also consider checking the range first. */
+int numeric::to_int() const
 {
-    ASSERT(is_integer());
-    return cl_I_to_int(The(cl_I)(*value));
+       GINAC_ASSERT(this->is_integer());
+       return cln::cl_I_to_int(cln::the<cln::cl_I>(value));
 }
 
+
+/** Converts numeric types to machine's long.  You should check with
+ *  is_integer() if the number is really an integer before calling this method.
+ *  You may also consider checking the range first. */
+long numeric::to_long() const
+{
+       GINAC_ASSERT(this->is_integer());
+       return cln::cl_I_to_long(cln::the<cln::cl_I>(value));
+}
+
+
 /** Converts numeric types to machine's double. You should check with is_real()
  *  if the number is really not complex before calling this method. */
-double numeric::to_double(void) const
+double numeric::to_double() const
+{
+       GINAC_ASSERT(this->is_real());
+       return cln::double_approx(cln::realpart(cln::the<cln::cl_N>(value)));
+}
+
+
+/** 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() const
 {
-    ASSERT(is_real());
-    return cl_double_approx(realpart(*value));
+       return cln::cl_N(cln::the<cln::cl_N>(value));
 }
 
+
 /** Real part of a number. */
-numeric numeric::real(void) const
+const numeric numeric::real() const
 {
-    return numeric(realpart(*value));  // -> CLN
+       return numeric(cln::realpart(cln::the<cln::cl_N>(value)));
 }
 
+
 /** Imaginary part of a number. */
-numeric numeric::imag(void) const
+const numeric numeric::imag() const
 {
-    return numeric(imagpart(*value));  // -> CLN
+       return numeric(cln::imagpart(cln::the<cln::cl_N>(value)));
 }
 
-#ifndef SANE_LINKER
-// Unfortunately, CLN did not provide an official way to access the numerator
-// or denominator of a rational number (cl_RA). Doing some excavations in CLN
-// one finds how it works internally in src/rational/cl_RA.h:
-struct cl_heap_ratio : cl_heap {
-    cl_I numerator;
-    cl_I denominator;
-};
-
-inline cl_heap_ratio* TheRatio (const cl_N& obj)
-{ return (cl_heap_ratio*)(obj.pointer); }
-#endif // ndef SANE_LINKER
 
 /** Numerator.  Computes the numerator of rational numbers, rationalized
  *  numerator of complex if real and imaginary part are both rational numbers
- *  (i.e numer(4/3+5/6*I) == 8+5*I), the number itself in all other cases. */
-numeric numeric::numer(void) const
-{
-    if (is_integer()) {
-        return numeric(*this);
-    }
-#ifdef SANE_LINKER
-    else if (instanceof(*value, cl_RA_ring)) {
-        return numeric(numerator(The(cl_RA)(*value)));
-    }
-    else if (!is_real()) {  // complex case, handle Q(i):
-        cl_R r = realpart(*value);
-        cl_R i = imagpart(*value);
-        if (instanceof(r, cl_I_ring) && instanceof(i, cl_I_ring))
-            return numeric(*this);
-        if (instanceof(r, cl_I_ring) && instanceof(i, cl_RA_ring))
-            return numeric(complex(r*denominator(The(cl_RA)(i)), numerator(The(cl_RA)(i))));
-        if (instanceof(r, cl_RA_ring) && instanceof(i, cl_I_ring))
-            return numeric(complex(numerator(The(cl_RA)(r)), i*denominator(The(cl_RA)(r))));
-        if (instanceof(r, cl_RA_ring) && instanceof(i, cl_RA_ring)) {
-            cl_I s = lcm(denominator(The(cl_RA)(r)), denominator(The(cl_RA)(i)));
-            return numeric(complex(numerator(The(cl_RA)(r))*(exquo(s,denominator(The(cl_RA)(r)))),
-                                   numerator(The(cl_RA)(i))*(exquo(s,denominator(The(cl_RA)(i))))));
-        }
-    }
-#else
-    else if (instanceof(*value, cl_RA_ring)) {
-        return numeric(TheRatio(*value)->numerator);
-    }
-    else if (!is_real()) {  // complex case, handle Q(i):
-        cl_R r = realpart(*value);
-        cl_R i = imagpart(*value);
-        if (instanceof(r, cl_I_ring) && instanceof(i, cl_I_ring))
-            return numeric(*this);
-        if (instanceof(r, cl_I_ring) && instanceof(i, cl_RA_ring))
-            return numeric(complex(r*TheRatio(i)->denominator, TheRatio(i)->numerator));
-        if (instanceof(r, cl_RA_ring) && instanceof(i, cl_I_ring))
-            return numeric(complex(TheRatio(r)->numerator, i*TheRatio(r)->denominator));
-        if (instanceof(r, cl_RA_ring) && instanceof(i, cl_RA_ring)) {
-            cl_I s = lcm(TheRatio(r)->denominator, TheRatio(i)->denominator);
-            return numeric(complex(TheRatio(r)->numerator*(exquo(s,TheRatio(r)->denominator)),
-                                   TheRatio(i)->numerator*(exquo(s,TheRatio(i)->denominator))));
-        }
-    }
-#endif // def SANE_LINKER
-    // at least one float encountered
-    return numeric(*this);
+ *  (i.e numer(4/3+5/6*I) == 8+5*I), the number carrying the sign in all other
+ *  cases. */
+const numeric numeric::numer() const
+{
+       if (cln::instanceof(value, cln::cl_I_ring))
+               return numeric(*this);  // integer case
+       
+       else if (cln::instanceof(value, cln::cl_RA_ring))
+               return numeric(cln::numerator(cln::the<cln::cl_RA>(value)));
+       
+       else if (!this->is_real()) {  // complex case, handle Q(i):
+               const cln::cl_RA r = cln::the<cln::cl_RA>(cln::realpart(cln::the<cln::cl_N>(value)));
+               const cln::cl_RA i = cln::the<cln::cl_RA>(cln::imagpart(cln::the<cln::cl_N>(value)));
+               if (cln::instanceof(r, cln::cl_I_ring) && cln::instanceof(i, cln::cl_I_ring))
+                       return numeric(*this);
+               if (cln::instanceof(r, cln::cl_I_ring) && cln::instanceof(i, cln::cl_RA_ring))
+                       return numeric(cln::complex(r*cln::denominator(i), cln::numerator(i)));
+               if (cln::instanceof(r, cln::cl_RA_ring) && cln::instanceof(i, cln::cl_I_ring))
+                       return numeric(cln::complex(cln::numerator(r), i*cln::denominator(r)));
+               if (cln::instanceof(r, cln::cl_RA_ring) && cln::instanceof(i, cln::cl_RA_ring)) {
+                       const cln::cl_I s = cln::lcm(cln::denominator(r), cln::denominator(i));
+                       return numeric(cln::complex(cln::numerator(r)*(cln::exquo(s,cln::denominator(r))),
+                                                           cln::numerator(i)*(cln::exquo(s,cln::denominator(i)))));
+               }
+       }
+       // at least one float encountered
+       return numeric(*this);
 }
 
+
 /** Denominator.  Computes the denominator of rational numbers, common integer
  *  denominator of complex if real and imaginary part are both rational numbers
  *  (i.e denom(4/3+5/6*I) == 6), one in all other cases. */
-numeric numeric::denom(void) const
-{
-    if (is_integer()) {
-        return numONE();
-    }
-#ifdef SANE_LINKER
-    if (instanceof(*value, cl_RA_ring)) {
-        return numeric(denominator(The(cl_RA)(*value)));
-    }
-    if (!is_real()) {  // complex case, handle Q(i):
-        cl_R r = realpart(*value);
-        cl_R i = imagpart(*value);
-        if (instanceof(r, cl_I_ring) && instanceof(i, cl_I_ring))
-            return numONE();
-        if (instanceof(r, cl_I_ring) && instanceof(i, cl_RA_ring))
-            return numeric(denominator(The(cl_RA)(i)));
-        if (instanceof(r, cl_RA_ring) && instanceof(i, cl_I_ring))
-            return numeric(denominator(The(cl_RA)(r)));
-        if (instanceof(r, cl_RA_ring) && instanceof(i, cl_RA_ring))
-            return numeric(lcm(denominator(The(cl_RA)(r)), denominator(The(cl_RA)(i))));
-    }
-#else
-    if (instanceof(*value, cl_RA_ring)) {
-        return numeric(TheRatio(*value)->denominator);
-    }
-    if (!is_real()) {  // complex case, handle Q(i):
-        cl_R r = realpart(*value);
-        cl_R i = imagpart(*value);
-        if (instanceof(r, cl_I_ring) && instanceof(i, cl_I_ring))
-            return numONE();
-        if (instanceof(r, cl_I_ring) && instanceof(i, cl_RA_ring))
-            return numeric(TheRatio(i)->denominator);
-        if (instanceof(r, cl_RA_ring) && instanceof(i, cl_I_ring))
-            return numeric(TheRatio(r)->denominator);
-        if (instanceof(r, cl_RA_ring) && instanceof(i, cl_RA_ring))
-            return numeric(lcm(TheRatio(r)->denominator, TheRatio(i)->denominator));
-    }
-#endif // def SANE_LINKER
-    // at least one float encountered
-    return numONE();
+const numeric numeric::denom() const
+{
+       if (cln::instanceof(value, cln::cl_I_ring))
+               return _num1;  // integer case
+       
+       if (cln::instanceof(value, cln::cl_RA_ring))
+               return numeric(cln::denominator(cln::the<cln::cl_RA>(value)));
+       
+       if (!this->is_real()) {  // complex case, handle Q(i):
+               const cln::cl_RA r = cln::the<cln::cl_RA>(cln::realpart(cln::the<cln::cl_N>(value)));
+               const cln::cl_RA i = cln::the<cln::cl_RA>(cln::imagpart(cln::the<cln::cl_N>(value)));
+               if (cln::instanceof(r, cln::cl_I_ring) && cln::instanceof(i, cln::cl_I_ring))
+                       return _num1;
+               if (cln::instanceof(r, cln::cl_I_ring) && cln::instanceof(i, cln::cl_RA_ring))
+                       return numeric(cln::denominator(i));
+               if (cln::instanceof(r, cln::cl_RA_ring) && cln::instanceof(i, cln::cl_I_ring))
+                       return numeric(cln::denominator(r));
+               if (cln::instanceof(r, cln::cl_RA_ring) && cln::instanceof(i, cln::cl_RA_ring))
+                       return numeric(cln::lcm(cln::denominator(r), cln::denominator(i)));
+       }
+       // at least one float encountered
+       return _num1;
 }
 
+
 /** Size in binary notation.  For integers, this is the smallest n >= 0 such
  *  that -2^n <= x < 2^n. If x > 0, this is the unique n > 0 such that
  *  2^(n-1) <= x < 2^n.
  *
  *  @return  number of bits (excluding sign) needed to represent that number
  *  in two's complement if it is an integer, 0 otherwise. */    
-int numeric::int_length(void) const
+int numeric::int_length() const
 {
-    if (is_integer()) {
-        return integer_length(The(cl_I)(*value));  // -> CLN
-    } else {
-        return 0;
-    }
+       if (cln::instanceof(value, cln::cl_I_ring))
+               return cln::integer_length(cln::the<cln::cl_I>(value));
+       else
+               return 0;
 }
 
-
-//////////
-// static member variables
-//////////
-
-// protected
-
-unsigned numeric::precedence = 30;
-
 //////////
 // global constants
 //////////
 
-const numeric some_numeric;
-type_info const & typeid_numeric=typeid(some_numeric);
 /** Imaginary unit.  This is not a constant but a numeric since we are
- *  natively handing complex numbers anyways. */
-const numeric I = numeric(complex(cl_I(0),cl_I(1)));
-
-//////////
-// global functions
-//////////
+ *  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)));
 
-numeric const & numZERO(void)
-{
-    const static ex eZERO = ex((new numeric(0))->setflag(status_flags::dynallocated));
-    const static numeric * nZERO = static_cast<const numeric *>(eZERO.bp);
-    return *nZERO;
-}
-
-numeric const & numONE(void)
-{
-    const static ex eONE = ex((new numeric(1))->setflag(status_flags::dynallocated));
-    const static numeric * nONE = static_cast<const numeric *>(eONE.bp);
-    return *nONE;
-}
-
-numeric const & numTWO(void)
-{
-    const static ex eTWO = ex((new numeric(2))->setflag(status_flags::dynallocated));
-    const static numeric * nTWO = static_cast<const numeric *>(eTWO.bp);
-    return *nTWO;
-}
-
-numeric const & numTHREE(void)
-{
-    const static ex eTHREE = ex((new numeric(3))->setflag(status_flags::dynallocated));
-    const static numeric * nTHREE = static_cast<const numeric *>(eTHREE.bp);
-    return *nTHREE;
-}
-
-numeric const & numMINUSONE(void)
-{
-    const static ex eMINUSONE = ex((new numeric(-1))->setflag(status_flags::dynallocated));
-    const static numeric * nMINUSONE = static_cast<const numeric *>(eMINUSONE.bp);
-    return *nMINUSONE;
-}
-
-numeric const & numHALF(void)
-{
-    const static ex eHALF = ex((new numeric(1, 2))->setflag(status_flags::dynallocated));
-    const static numeric * nHALF = static_cast<const numeric *>(eHALF.bp);
-    return *nHALF;
-}
 
 /** Exponential function.
  *
  *  @return  arbitrary precision numerical exp(x). */
-numeric exp(numeric const & x)
+const numeric exp(const numeric &x)
 {
-    return ::exp(*x.value);  // -> CLN
+       return cln::exp(x.to_cl_N());
 }
 
+
 /** Natural logarithm.
  *
- *  @param z complex number
+ *  @param x complex number
  *  @return  arbitrary precision numerical log(x).
- *  @exception overflow_error (logarithmic singularity) */
-numeric log(numeric const & z)
+ *  @exception pole_error("log(): logarithmic pole",0) */
+const numeric log(const numeric &x)
 {
-    if (z.is_zero())
-        throw (std::overflow_error("log(): logarithmic singularity"));
-    return ::log(*z.value);  // -> CLN
+       if (x.is_zero())
+               throw pole_error("log(): logarithmic pole",0);
+       return cln::log(x.to_cl_N());
 }
 
+
 /** Numeric sine (trigonometric function).
  *
  *  @return  arbitrary precision numerical sin(x). */
-numeric sin(numeric const & x)
+const numeric sin(const numeric &x)
 {
-    return ::sin(*x.value);  // -> CLN
+       return cln::sin(x.to_cl_N());
 }
 
+
 /** Numeric cosine (trigonometric function).
  *
  *  @return  arbitrary precision numerical cos(x). */
-numeric cos(numeric const & x)
+const numeric cos(const numeric &x)
 {
-    return ::cos(*x.value);  // -> CLN
+       return cln::cos(x.to_cl_N());
 }
-    
+
+
 /** Numeric tangent (trigonometric function).
  *
  *  @return  arbitrary precision numerical tan(x). */
-numeric tan(numeric const & x)
+const numeric tan(const numeric &x)
 {
-    return ::tan(*x.value);  // -> CLN
+       return cln::tan(x.to_cl_N());
 }
-    
+       
+
 /** Numeric inverse sine (trigonometric function).
  *
  *  @return  arbitrary precision numerical asin(x). */
-numeric asin(numeric const & x)
+const numeric asin(const numeric &x)
 {
-    return ::asin(*x.value);  // -> CLN
+       return cln::asin(x.to_cl_N());
 }
-    
+
+
 /** Numeric inverse cosine (trigonometric function).
  *
  *  @return  arbitrary precision numerical acos(x). */
-numeric acos(numeric const & x)
+const numeric acos(const numeric &x)
 {
-    return ::acos(*x.value);  // -> CLN
+       return cln::acos(x.to_cl_N());
 }
-    
-/** Arcustangents.
+       
+
+/** Arcustangent.
  *
- *  @param z complex number
- *  @return atan(z)
- *  @exception overflow_error (logarithmic singularity) */
-numeric atan(numeric const & x)
+ *  @param x complex number
+ *  @return atan(x)
+ *  @exception pole_error("atan(): logarithmic pole",0) */
+const numeric atan(const numeric &x)
 {
-    if (!x.is_real() &&
-        x.real().is_zero() &&
-        !abs(x.imag()).is_equal(numONE()))
-        throw (std::overflow_error("atan(): logarithmic singularity"));
-    return ::atan(*x.value);  // -> CLN
+       if (!x.is_real() &&
+           x.real().is_zero() &&
+           abs(x.imag()).is_equal(_num1))
+               throw pole_error("atan(): logarithmic pole",0);
+       return cln::atan(x.to_cl_N());
 }
 
-/** Arcustangents.
+
+/** Arcustangent.
  *
  *  @param x real number
  *  @param y real number
  *  @return atan(y/x) */
-numeric atan(numeric const & y, numeric const & x)
+const numeric atan(const numeric &y, const numeric &x)
 {
-    if (x.is_real() && y.is_real())
-        return ::atan(realpart(*x.value), realpart(*y.value));  // -> CLN
-    else
-        throw (std::invalid_argument("numeric::atan(): complex argument"));        
+       if (x.is_real() && y.is_real())
+               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");        
 }
 
+
 /** Numeric hyperbolic sine (trigonometric function).
  *
  *  @return  arbitrary precision numerical sinh(x). */
-numeric sinh(numeric const & x)
+const numeric sinh(const numeric &x)
 {
-    return ::sinh(*x.value);  // -> CLN
+       return cln::sinh(x.to_cl_N());
 }
 
+
 /** Numeric hyperbolic cosine (trigonometric function).
  *
  *  @return  arbitrary precision numerical cosh(x). */
-numeric cosh(numeric const & x)
+const numeric cosh(const numeric &x)
 {
-    return ::cosh(*x.value);  // -> CLN
+       return cln::cosh(x.to_cl_N());
 }
-    
+
+
 /** Numeric hyperbolic tangent (trigonometric function).
  *
  *  @return  arbitrary precision numerical tanh(x). */
-numeric tanh(numeric const & x)
+const numeric tanh(const numeric &x)
 {
-    return ::tanh(*x.value);  // -> CLN
+       return cln::tanh(x.to_cl_N());
 }
-    
+       
+
 /** Numeric inverse hyperbolic sine (trigonometric function).
  *
  *  @return  arbitrary precision numerical asinh(x). */
-numeric asinh(numeric const & x)
+const numeric asinh(const numeric &x)
 {
-    return ::asinh(*x.value);  // -> CLN
+       return cln::asinh(x.to_cl_N());
 }
 
+
 /** Numeric inverse hyperbolic cosine (trigonometric function).
  *
  *  @return  arbitrary precision numerical acosh(x). */
-numeric acosh(numeric const & x)
+const numeric acosh(const numeric &x)
 {
-    return ::acosh(*x.value);  // -> CLN
+       return cln::acosh(x.to_cl_N());
 }
 
+
 /** Numeric inverse hyperbolic tangent (trigonometric function).
  *
  *  @return  arbitrary precision numerical atanh(x). */
-numeric atanh(numeric const & x)
+const numeric atanh(const numeric &x)
+{
+       return cln::atanh(x.to_cl_N());
+}
+
+
+/*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
+       // numbers implemented!
+       cln::cl_N c1 = -cln::log(1-x);
+       cln::cl_N c2 = c1;
+       // hard-wire the first two Bernoulli numbers
+       cln::cl_N acc = c1 - cln::square(c1)/4;
+       cln::cl_N aug;
+       cln::cl_F pisq = cln::square(cln::cl_pi(prec));  // pi^2
+       cln::cl_F piac = cln::cl_float(1, prec);  // accumulator: pi^(2*i)
+       unsigned i = 1;
+       c1 = cln::square(c1);
+       do {
+               c2 = c1 * c2;
+               piac = piac * pisq;
+               aug = c2 * (*(bernoulli(numeric(2*i)).clnptr())) / cln::factorial(2*i+1);
+               // aug = c2 * cln::cl_I(i%2 ? 1 : -1) / cln::cl_I(2*i+1) * cln::cl_zeta(2*i, prec) / piac / (cln::cl_I(1)<<(2*i-1));
+               acc = acc + aug;
+               ++i;
+       } while (acc != acc+aug);
+       return acc;
+}*/
+
+/** 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)
+{
+       // Note: argument must be in the unit circle
+       cln::cl_N aug, acc;
+       cln::cl_N num = cln::complex(cln::cl_float(1, prec), 0);
+       cln::cl_I den = 0;
+       unsigned i = 1;
+       do {
+               num = num * x;
+               den = den + i;  // 1, 4, 9, 16, ...
+               i += 2;
+               aug = num / den;
+               acc = acc + aug;
+       } while (acc != acc+aug);
+       return acc;
+}
+
+/** 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)
+{
+       const cln::cl_R re = cln::realpart(x);
+       const cln::cl_R im = cln::imagpart(x);
+       if (re > cln::cl_F(".5"))
+               // zeta(2) - Li2(1-x) - log(x)*log(1-x)
+               return(cln::zeta(2)
+                      - Li2_series(1-x, prec)
+                      - cln::log(x)*cln::log(1-x));
+       if ((re <= 0 && cln::abs(im) > cln::cl_F(".75")) || (re < cln::cl_F("-.5")))
+               // -log(1-x)^2 / 2 - Li2(x/(x-1))
+               return(- cln::square(cln::log(1-x))/2
+                      - Li2_series(x/(x-1), prec));
+       if (re > 0 && cln::abs(im) > cln::cl_LF(".75"))
+               // Li2(x^2)/2 - Li2(-x)
+               return(Li2_projection(cln::square(x), prec)/2
+                      - Li2_projection(-x, prec));
+       return Li2_series(x, prec);
+}
+
+/** Numeric evaluation of Dilogarithm.  The domain is the entire complex plane,
+ *  the branch cut lies along the positive real axis, starting at 1 and
+ *  continuous with quadrant IV.
+ *
+ *  @return  arbitrary precision numerical Li2(x). */
+const numeric Li2(const numeric &x)
 {
-    return ::atanh(*x.value);  // -> CLN
+       if (x.is_zero())
+               return _num0;
+       
+       // what is the desired float format?
+       // first guess: default format
+       cln::float_format_t prec = cln::default_float_format;
+       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)));
+       else if (!x.imag().is_rational())
+               prec = cln::float_format(cln::the<cln::cl_F>(cln::imagpart(value)));
+       
+       if (cln::the<cln::cl_N>(value)==1)  // may cause trouble with log(1-x)
+               return cln::zeta(2, prec);
+       
+       if (cln::abs(value) > 1)
+               // -log(-x)^2 / 2 - zeta(2) - Li2(1/x)
+               return(- cln::square(cln::log(-value))/2
+                      - cln::zeta(2, prec)
+                      - Li2_projection(cln::recip(value), prec));
+       else
+               return Li2_projection(x.to_cl_N(), prec);
 }
 
-/** The gamma function.
- *  stub stub stub stub stub stub! */
-numeric gamma(numeric const & x)
+
+/** Numeric evaluation of Riemann's Zeta function.  Currently works only for
+ *  integer arguments. */
+const numeric zeta(const numeric &x)
 {
-    clog << "gamma(): Nobody expects the Spanish inquisition" << endl;
-    return numeric(0);
+       // A dirty hack to allow for things like zeta(3.0), since CLN currently
+       // only knows about integer arguments and zeta(3).evalf() automatically
+       // cascades down to zeta(3.0).evalf().  The trick is to rely on 3.0-3
+       // 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>(x.to_cl_N())));
+               if (cln::zerop(x.to_cl_N()-aux))
+                       return cln::zeta(aux);
+       }
+       throw dunno();
 }
 
+
+/** The Gamma function.
+ *  This is only a stub! */
+const numeric lgamma(const numeric &x)
+{
+       throw dunno();
+}
+const numeric tgamma(const numeric &x)
+{
+       throw dunno();
+}
+
+
+/** The psi function (aka polygamma function).
+ *  This is only a stub! */
+const numeric psi(const numeric &x)
+{
+       throw dunno();
+}
+
+
+/** The psi functions (aka polygamma functions).
+ *  This is only a stub! */
+const numeric psi(const numeric &n, const numeric &x)
+{
+       throw dunno();
+}
+
+
 /** Factorial combinatorial function.
  *
+ *  @param n  integer argument >= 0
  *  @exception range_error (argument must be integer >= 0) */
-numeric factorial(numeric const & nn)
+const numeric factorial(const numeric &n)
 {
-    if ( !nn.is_nonneg_integer() ) {
-        throw (std::range_error("numeric::factorial(): argument must be integer >= 0"));
-    }
-    
-    return numeric(::factorial(nn.to_int()));  // -> CLN
+       if (!n.is_nonneg_integer())
+               throw std::range_error("numeric::factorial(): argument must be integer >= 0");
+       return numeric(cln::factorial(n.to_int()));
 }
 
+
 /** The double factorial combinatorial function.  (Scarcely used, but still
- *  useful in cases, like for exact results of Gamma(n+1/2) for instance.)
+ *  useful in cases, like for exact results of tgamma(n+1/2) for instance.)
  *
  *  @param n  integer argument >= -1
- *  @return n!! == n * (n-2) * (n-4) * ... * ({1|2}) with 0!! == 1 == (-1)!!
+ *  @return n!! == n * (n-2) * (n-4) * ... * ({1|2}) with 0!! == (-1)!! == 1
  *  @exception range_error (argument must be integer >= -1) */
-numeric doublefactorial(numeric const & nn)
-{
-    // META-NOTE:  The whole shit here will become obsolete and may be moved
-    // out once CLN learns about double factorial, which should be as soon as
-    // 1.0.3 rolls out.
-    
-    // We store the results separately for even and odd arguments.  This has
-    // the advantage that we don't have to compute any even result at all if
-    // the function is always called with odd arguments and vice versa.  There
-    // is no tradeoff involved in this, it is guaranteed to save time as well
-    // as memory.  (If this is not enough justification consider the Gamma
-    // function of half integer arguments: it only needs odd doublefactorials.)
-    static vector<numeric> evenresults;
-    static int highest_evenresult = -1;
-    static vector<numeric> oddresults;
-    static int highest_oddresult = -1;
-    
-    if ( nn == numeric(-1) ) {
-        return numONE();
-    }
-    if ( !nn.is_nonneg_integer() ) {
-        throw (std::range_error("numeric::doublefactorial(): argument must be integer >= -1"));
-    }
-    if ( nn.is_even() ) {
-        int n = nn.div(numTWO()).to_int();
-        if ( n <= highest_evenresult ) {
-            return evenresults[n];
-        }
-        if ( evenresults.capacity() < (unsigned)(n+1) ) {
-            evenresults.reserve(n+1);
-        }
-        if ( highest_evenresult < 0 ) {
-            evenresults.push_back(numONE());
-            highest_evenresult=0;
-        }
-        for (int i=highest_evenresult+1; i<=n; i++) {
-            evenresults.push_back(numeric(evenresults[i-1].mul(numeric(i*2))));
-        }
-        highest_evenresult=n;
-        return evenresults[n];
-    } else {
-        int n = nn.sub(numONE()).div(numTWO()).to_int();
-        if ( n <= highest_oddresult ) {
-            return oddresults[n];
-        }
-        if ( oddresults.capacity() < (unsigned)n ) {
-            oddresults.reserve(n+1);
-        }
-        if ( highest_oddresult < 0 ) {
-            oddresults.push_back(numONE());
-            highest_oddresult=0;
-        }
-        for (int i=highest_oddresult+1; i<=n; i++) {
-            oddresults.push_back(numeric(oddresults[i-1].mul(numeric(i*2+1))));
-        }
-        highest_oddresult=n;
-        return oddresults[n];
-    }
-}
-
-/** The Binomial function. It computes the binomial coefficients. If the
- *  arguments are both nonnegative integers and 0 <= k <= n, then
- *  binomial(n, k) = n!/k!/(n-k)! which is the number of ways of choosing k
- *  objects from n distinct objects. If k > n, then binomial(n,k) returns 0. */
-numeric binomial(numeric const & n, numeric const & k)
-{
-    if (n.is_nonneg_integer() && k.is_nonneg_integer()) {
-        return numeric(::binomial(n.to_int(),k.to_int()));  // -> CLN
-    } else {
-        // should really be gamma(n+1)/(gamma(r+1)/gamma(n-r+1)
-        return numeric(0);
-    }
-    // return factorial(n).div(factorial(k).mul(factorial(n.sub(k))));
+const numeric doublefactorial(const numeric &n)
+{
+       if (n.is_equal(_num_1))
+               return _num1;
+       
+       if (!n.is_nonneg_integer())
+               throw std::range_error("numeric::doublefactorial(): argument must be integer >= -1");
+       
+       return numeric(cln::doublefactorial(n.to_int()));
+}
+
+
+/** The Binomial coefficients.  It computes the binomial coefficients.  For
+ *  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)
+{
+       if (n.is_integer() && k.is_integer()) {
+               if (n.is_nonneg_integer()) {
+                       if (k.compare(n)!=1 && k.compare(_num0)!=-1)
+                               return numeric(cln::binomial(n.to_int(),k.to_int()));
+                       else
+                               return _num0;
+               } else {
+                       return _num_1.power(k)*binomial(k-n-_num1,k);
+               }
+       }
+       
+       // should really be gamma(n+1)/gamma(r+1)/gamma(n-r+1) or a suitable limit
+       throw std::range_error("numeric::binomial(): donĀ“t know how to evaluate that.");
+}
+
+
+/** Bernoulli number.  The nth Bernoulli number is the coefficient of x^n/n!
+ *  in the expansion of the function x/(e^x-1).
+ *
+ *  @return the nth Bernoulli number (a rational number).
+ *  @exception range_error (argument must be integer >= 0) */
+const numeric bernoulli(const numeric &nn)
+{
+       if (!nn.is_integer() || nn.is_negative())
+               throw std::range_error("numeric::bernoulli(): argument must be integer >= 0");
+
+       // Method:
+       //
+       // The Bernoulli numbers are rational numbers that may be computed using
+       // the relation
+       //
+       //     B_n = - 1/(n+1) * sum_{k=0}^{n-1}(binomial(n+1,k)*B_k)
+       //
+       // with B(0) = 1.  Since the n'th Bernoulli number depends on all the
+       // previous ones, the computation is necessarily very expensive.  There are
+       // several other ways of computing them, a particularly good one being
+       // cl_I s = 1;
+       // cl_I c = n+1;
+       // cl_RA Bern = 0;
+       // for (unsigned i=0; i<n; i++) {
+       //     c = exquo(c*(i-n),(i+2));
+       //     Bern = Bern + c*s/(i+2);
+       //     s = s + expt_pos(cl_I(i+2),n);
+       // }
+       // return Bern;
+       // 
+       // But if somebody works with the n'th Bernoulli number she is likely to
+       // also need all previous Bernoulli numbers. So we need a complete remember
+       // table and above divide and conquer algorithm is not suited to build one
+       // up.  The formula below accomplishes this.  It is a modification of the
+       // defining formula above but the computation of the binomial coefficients
+       // is carried along in an inline fashion.  It also honors the fact that
+       // B_n is zero when n is odd and greater than 1.
+       // 
+       // (There is an interesting relation with the tangent polynomials described
+       // in `Concrete Mathematics', which leads to a program a little faster as
+       // our implementation below, but it requires storing one such polynomial in
+       // addition to the remember table.  This doubles the memory footprint so
+       // we don't use it.)
+
+       const unsigned n = nn.to_int();
+
+       // the special cases not covered by the algorithm below
+       if (n & 1)
+               return (n==1) ? _num_1_2 : _num0;
+       if (!n)
+                return _num1;
+
+       // store nonvanishing Bernoulli numbers here
+       static std::vector< cln::cl_RA > results;
+       static unsigned next_r = 0;
+
+       // algorithm not applicable to B(2), so just store it
+       if (!next_r) {
+               results.push_back(cln::recip(cln::cl_RA(6)));
+               next_r = 4;
+       }
+       if (n<next_r)
+               return results[n/2-1];
+
+       results.reserve(n/2);
+       for (unsigned p=next_r; p<=n;  p+=2) {
+               cln::cl_I  c = 1;  // seed for binonmial coefficients
+               cln::cl_RA b = cln::cl_RA(1-p)/2;
+               const unsigned p3 = p+3;
+               const unsigned pm = p-2;
+               unsigned i, k, p_2;
+               // test if intermediate unsigned int can be represented by immediate
+               // objects by CLN (i.e. < 2^29 for 32 Bit machines, see <cln/object.h>)
+               if (p < (1UL<<cl_value_len/2)) {
+                       for (i=2, k=1, p_2=p/2; i<=pm; i+=2, ++k, --p_2) {
+                               c = cln::exquo(c * ((p3-i) * p_2), (i-1)*k);
+                               b = b + c*results[k-1];
+                       }
+               } else {
+                       for (i=2, k=1, p_2=p/2; i<=pm; i+=2, ++k, --p_2) {
+                               c = cln::exquo((c * (p3-i)) * p_2, cln::cl_I(i-1)*k);
+                               b = b + c*results[k-1];
+                       }
+               }
+               results.push_back(-b/(p+1));
+       }
+       next_r = n+2;
+       return results[n/2-1];
+}
+
+
+/** Fibonacci number.  The nth Fibonacci number F(n) is defined by the
+ *  recurrence formula F(n)==F(n-1)+F(n-2) with F(0)==0 and F(1)==1.
+ *
+ *  @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)
+{
+       if (!n.is_integer())
+               throw std::range_error("numeric::fibonacci(): argument must be integer");
+       // Method:
+       //
+       // The following addition formula holds:
+       //
+       //      F(n+m)   = F(m-1)*F(n) + F(m)*F(n+1)  for m >= 1, n >= 0.
+       //
+       // (Proof: For fixed m, the LHS and the RHS satisfy the same recurrence
+       // w.r.t. n, and the initial values (n=0, n=1) agree. Hence all values
+       // agree.)
+       // Replace m by m+1:
+       //      F(n+m+1) = F(m)*F(n) + F(m+1)*F(n+1)      for m >= 0, n >= 0
+       // Now put in m = n, to get
+       //      F(2n) = (F(n+1)-F(n))*F(n) + F(n)*F(n+1) = F(n)*(2*F(n+1) - F(n))
+       //      F(2n+1) = F(n)^2 + F(n+1)^2
+       // hence
+       //      F(2n+2) = F(n+1)*(2*F(n) + F(n+1))
+       if (n.is_zero())
+               return _num0;
+       if (n.is_negative())
+               if (n.is_even())
+                       return -fibonacci(-n);
+               else
+                       return fibonacci(-n);
+       
+       cln::cl_I u(0);
+       cln::cl_I v(1);
+       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.
+               cln::cl_I u2 = cln::square(u);
+               cln::cl_I v2 = cln::square(v);
+               if (cln::logbitp(bit-1, m)) {
+                       v = cln::square(u + v) - u2;
+                       u = u2 + v2;
+               } else {
+                       u = v2 - cln::square(v - u);
+                       v = u2 + v2;
+               }
+       }
+       if (n.is_even())
+               // Here we don't use the squaring formula because one multiplication
+               // is cheaper than two squarings.
+               return u * ((v << 1) - u);
+       else
+               return cln::square(u) + cln::square(v);    
 }
 
+
 /** Absolute value. */
-numeric abs(numeric const & x)
+const numeric abs(const numeric& x)
 {
-    return ::abs(*x.value);  // -> CLN
+       return cln::abs(x.to_cl_N());
 }
 
+
 /** Modulus (in positive representation).
  *  In general, mod(a,b) has the sign of b or is zero, and rem(a,b) has the
  *  sign of a or is zero. This is different from Maple's modp, where the sign
@@ -1176,193 +1790,231 @@ numeric abs(numeric const & x)
  *
  *  @return a mod b in the range [0,abs(b)-1] with sign of b if both are
  *  integer, 0 otherwise. */
-numeric mod(numeric const & a, numeric const & b)
+const numeric mod(const numeric &a, const numeric &b)
 {
-    if (a.is_integer() && b.is_integer()) {
-        return ::mod(The(cl_I)(*a.value), The(cl_I)(*b.value));  // -> CLN
-    }
-    else {
-        return numZERO();  // Throw?
-    }
+       if (a.is_integer() && b.is_integer())
+               return cln::mod(cln::the<cln::cl_I>(a.to_cl_N()),
+                               cln::the<cln::cl_I>(b.to_cl_N()));
+       else
+               return _num0;
 }
 
+
 /** Modulus (in symmetric representation).
  *  Equivalent to Maple's mods.
  *
  *  @return a mod b in the range [-iquo(abs(m)-1,2), iquo(abs(m),2)]. */
-numeric smod(numeric const & a, numeric const & b)
+const numeric smod(const numeric &a, const numeric &b)
 {
-    if (a.is_integer() && b.is_integer()) {
-        cl_I b2 = The(cl_I)(ceiling1(The(cl_I)(*b.value) / 2)) - 1;
-        return ::mod(The(cl_I)(*a.value) + b2, The(cl_I)(*b.value)) - b2;
-    } else {
-        return numZERO();  // Throw?
-    }
+       if (a.is_integer() && b.is_integer()) {
+               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;
 }
 
+
 /** Numeric integer remainder.
  *  Equivalent to Maple's irem(a,b) as far as sign conventions are concerned.
  *  In general, mod(a,b) has the sign of b or is zero, and irem(a,b) has the
  *  sign of a or is zero.
  *
- *  @return remainder of a/b if both are integer, 0 otherwise. */
-numeric irem(numeric const & a, numeric const & b)
+ *  @return remainder of a/b if both are integer, 0 otherwise.
+ *  @exception overflow_error (division by zero) if b is zero. */
+const numeric irem(const numeric &a, const numeric &b)
 {
-    if (a.is_integer() && b.is_integer()) {
-        return ::rem(The(cl_I)(*a.value), The(cl_I)(*b.value));  // -> CLN
-    }
-    else {
-        return numZERO();  // Throw?
-    }
+       if (b.is_zero())
+               throw std::overflow_error("numeric::irem(): division by zero");
+       if (a.is_integer() && b.is_integer())
+               return cln::rem(cln::the<cln::cl_I>(a.to_cl_N()),
+                               cln::the<cln::cl_I>(b.to_cl_N()));
+       else
+               return _num0;
 }
 
+
 /** Numeric integer remainder.
  *  Equivalent to Maple's irem(a,b,'q') it obeyes the relation
  *  irem(a,b,q) == a - q*b.  In general, mod(a,b) has the sign of b or is zero,
- *  and irem(a,b) has the sign of a or is zero.  
+ *  and irem(a,b) has the sign of a or is zero.
  *
  *  @return remainder of a/b and quotient stored in q if both are integer,
- *  0 otherwise. */
-numeric irem(numeric const & a, numeric const & b, numeric & q)
+ *  0 otherwise.
+ *  @exception overflow_error (division by zero) if b is zero. */
+const numeric irem(const numeric &a, const numeric &b, numeric &q)
 {
-    if (a.is_integer() && b.is_integer()) {  // -> CLN
-        cl_I_div_t rem_quo = truncate2(The(cl_I)(*a.value), The(cl_I)(*b.value));
-        q = rem_quo.quotient;
-        return rem_quo.remainder;
-    }
-    else {
-        q = numZERO();
-        return numZERO();  // Throw?
-    }
+       if (b.is_zero())
+               throw std::overflow_error("numeric::irem(): division by zero");
+       if (a.is_integer() && b.is_integer()) {
+               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 {
+               q = _num0;
+               return _num0;
+       }
 }
 
+
 /** Numeric integer quotient.
  *  Equivalent to Maple's iquo as far as sign conventions are concerned.
  *  
- *  @return truncated quotient of a/b if both are integer, 0 otherwise. */
-numeric iquo(numeric const & a, numeric const & b)
+ *  @return truncated quotient of a/b if both are integer, 0 otherwise.
+ *  @exception overflow_error (division by zero) if b is zero. */
+const numeric iquo(const numeric &a, const numeric &b)
 {
-    if (a.is_integer() && b.is_integer()) {
-        return truncate1(The(cl_I)(*a.value), The(cl_I)(*b.value));  // -> CLN
-    } else {
-        return numZERO();  // Throw?
-    }
+       if (b.is_zero())
+               throw std::overflow_error("numeric::iquo(): division by zero");
+       if (a.is_integer() && b.is_integer())
+               return cln::truncate1(cln::the<cln::cl_I>(a.to_cl_N()),
+                                 cln::the<cln::cl_I>(b.to_cl_N()));
+       else
+               return _num0;
 }
 
+
 /** Numeric integer quotient.
  *  Equivalent to Maple's iquo(a,b,'r') it obeyes the relation
  *  r == a - iquo(a,b,r)*b.
  *
  *  @return truncated quotient of a/b and remainder stored in r if both are
- *  integer, 0 otherwise. */
-numeric iquo(numeric const & a, numeric const & b, numeric & r)
+ *  integer, 0 otherwise.
+ *  @exception overflow_error (division by zero) if b is zero. */
+const numeric iquo(const numeric &a, const numeric &b, numeric &r)
 {
-    if (a.is_integer() && b.is_integer()) {  // -> CLN
-        cl_I_div_t rem_quo = truncate2(The(cl_I)(*a.value), The(cl_I)(*b.value));
-        r = rem_quo.remainder;
-        return rem_quo.quotient;
-    } else {
-        r = numZERO();
-        return numZERO();  // Throw?
-    }
+       if (b.is_zero())
+               throw std::overflow_error("numeric::iquo(): division by zero");
+       if (a.is_integer() && b.is_integer()) {
+               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 {
+               r = _num0;
+               return _num0;
+       }
 }
 
-/** Numeric square root.
- *  If possible, sqrt(z) should respect squares of exact numbers, i.e. sqrt(4)
- *  should return integer 2.
- *
- *  @param z numeric argument
- *  @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. */
-numeric sqrt(numeric const & z)
-{
-    return ::sqrt(*z.value);  // -> CLN
-}
-
-/** Integer numeric square root. */
-numeric isqrt(numeric const & x)
-{
-       if (x.is_integer()) {
-               cl_I root;
-               ::isqrt(The(cl_I)(*x.value), &root);    // -> CLN
-               return root;
-       } else
-               return numZERO();  // Throw?
-}
 
 /** Greatest Common Divisor.
  *   
  *  @return  The GCD of two numbers if both are integer, a numerical 1
  *  if they are not. */
-numeric gcd(numeric const & a, numeric const & b)
+const numeric gcd(const numeric &a, const numeric &b)
 {
-    if (a.is_integer() && b.is_integer())
-        return ::gcd(The(cl_I)(*a.value), The(cl_I)(*b.value));        // -> CLN
-    else
-        return numONE();
+       if (a.is_integer() && b.is_integer())
+               return cln::gcd(cln::the<cln::cl_I>(a.to_cl_N()),
+                               cln::the<cln::cl_I>(b.to_cl_N()));
+       else
+               return _num1;
 }
 
+
 /** Least Common Multiple.
  *   
  *  @return  The LCM of two numbers if both are integer, the product of those
  *  two numbers if they are not. */
-numeric lcm(numeric const & a, numeric const & b)
+const numeric lcm(const numeric &a, const numeric &b)
 {
-    if (a.is_integer() && b.is_integer())
-        return ::lcm(The(cl_I)(*a.value), The(cl_I)(*b.value));        // -> CLN
-    else
-        return *a.value * *b.value;
+       if (a.is_integer() && b.is_integer())
+               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);
 }
 
-ex PiEvalf(void)
+
+/** Numeric square root.
+ *  If possible, sqrt(x) should respect squares of exact numbers, i.e. sqrt(4)
+ *  should return integer 2.
+ *
+ *  @param x numeric argument
+ *  @return square root of x. Branch cut along negative real axis, the negative
+ *  real axis itself where imag(x)==0 and real(x)<0 belongs to the upper part
+ *  where imag(x)>0. */
+const numeric sqrt(const numeric &x)
+{
+       return cln::sqrt(x.to_cl_N());
+}
+
+
+/** Integer numeric square root. */
+const numeric isqrt(const numeric &x)
+{
+       if (x.is_integer()) {
+               cln::cl_I root;
+               cln::isqrt(cln::the<cln::cl_I>(x.to_cl_N()), &root);
+               return root;
+       } else
+               return _num0;
+}
+
+
+/** Floating point evaluation of Archimedes' constant Pi. */
+ex PiEvalf()
 { 
-    return numeric(cl_pi(cl_default_float_format));  // -> CLN
+       return numeric(cln::pi(cln::default_float_format));
 }
 
-ex EulerGammaEvalf(void)
+
+/** Floating point evaluation of Euler's constant gamma. */
+ex EulerEvalf()
 { 
-    return numeric(cl_eulerconst(cl_default_float_format));  // -> CLN
+       return numeric(cln::eulerconst(cln::default_float_format));
 }
 
-ex CatalanEvalf(void)
+
+/** Floating point evaluation of Catalan's constant. */
+ex CatalanEvalf()
 {
-    return numeric(cl_catalanconst(cl_default_float_format));  // -> CLN
+       return numeric(cln::catalanconst(cln::default_float_format));
 }
 
-// It initializes to 17 digits, because in CLN cl_float_format(17) turns out to
-// be 61 (<64) while cl_float_format(18)=65.  We want to have a cl_LF instead 
-// of cl_SF, cl_FF or cl_DF but everything else is basically arbitrary.
+
+/** _numeric_digits default ctor, checking for singleton invariance. */
 _numeric_digits::_numeric_digits()
-    : digits(17)
+  : digits(17)
 {
-    assert(!too_late);
-    too_late = true;
-    cl_default_float_format = cl_float_format(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.
+       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);
 }
 
+
+/** Assign a native long to global Digits object. */
 _numeric_digits& _numeric_digits::operator=(long prec)
 {
-    digits=prec;
-    cl_default_float_format = cl_float_format(prec); 
-    return *this;
+       digits = prec;
+       cln::default_float_format = cln::float_format(prec); 
+       return *this;
 }
 
+
+/** Convert global Digits object to native type long. */
 _numeric_digits::operator long()
 {
-    return (long)digits;
+       // BTW, this is approx. unsigned(cln::default_float_format*0.301)-1
+       return (long)digits;
 }
 
-void _numeric_digits::print(ostream & os) const
+
+/** Append global Digits object to ostream. */
+void _numeric_digits::print(std::ostream &os) const
 {
-    debugmsg("_numeric_digits print", LOGLEVEL_PRINT);
-    os << digits;
+       os << digits;
 }
 
-ostream& operator<<(ostream& os, _numeric_digits const & e)
+
+std::ostream& operator<<(std::ostream &os, const _numeric_digits &e)
 {
-    e.print(os);
-    return os;
+       e.print(os);
+       return os;
 }
 
 //////////
@@ -1373,6 +2025,7 @@ ostream& operator<<(ostream& os, _numeric_digits const & e)
 
 bool _numeric_digits::too_late = false;
 
+
 /** Accuracy in decimal digits.  Only object of this type!  Can be set using
  *  assignment from C++ unsigned ints and evaluated like any built-in type. */
 _numeric_digits Digits;