]> www.ginac.de Git - ginac.git/blobdiff - ginac/operators.cpp
* All operators are now strictly following the semantics we all know from
[ginac.git] / ginac / operators.cpp
index 6ccc7a8151b1f100755445fc907c0b8b0932e9dd..3a4229ba1dbb72e1535671e316fbd7a076079fea 100644 (file)
@@ -3,7 +3,7 @@
  *  Implementation of GiNaC's overloaded operators. */
 
 /*
- *  GiNaC Copyright (C) 1999 Johannes Gutenberg University Mainz, Germany
+ *  GiNaC Copyright (C) 1999-2001 Johannes Gutenberg University Mainz, Germany
  *
  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
  *  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  */
 
-#include <iostream>
-#include <stdexcept>
-
 #include "operators.h"
-#include "basic.h"
-#include "ex.h"
 #include "numeric.h"
+#include "add.h"
+#include "mul.h"
 #include "power.h"
+#include "ncmul.h"
 #include "relational.h"
+#include "print.h"
+#include "debugmsg.h"
+#include "utils.h"
 
-// binary arithmetic operators ex with ex
-
-ex operator+(ex const & lh, ex const & rh)
-{
-    debugmsg("operator+(ex,ex)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return lh.exadd(rh);
-}
-
-ex operator-(ex const & lh, ex const & rh)
-{
-    debugmsg("operator-(ex,ex)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return lh.exadd(rh.exmul(exMINUSONE()));
-}
-
-ex operator*(ex const & lh, ex const & rh)
-{
-    debugmsg("operator*(ex,ex)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return lh.exmul(rh);
-}
+namespace GiNaC {
 
-ex operator/(ex const & lh, ex const & rh)
+/** Used internally by operator+() to add two ex objects together. */
+static inline const ex exadd(const ex & lh, const ex & rh)
 {
-    debugmsg("operator*(ex,ex)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return lh.exmul(power(rh,exMINUSONE()));
+       return (new add(lh,rh))->setflag(status_flags::dynallocated);
 }
 
-ex operator%(ex const & lh, ex const & rh)
+/** Used internally by operator*() to multiply two ex objects together. */
+static inline const ex exmul(const ex & lh, const ex & rh)
 {
-    debugmsg("operator%(ex,ex)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return lh.exncmul(rh);
+       // Check if we are constructing a mul object or a ncmul object.  Due to
+       // ncmul::eval()'s rule to pull out commutative elements we need to check
+       // only one of the elements.
+       if (rh.return_type()==return_types::commutative ||
+           lh.return_type()==return_types::commutative)
+               return (new mul(lh,rh))->setflag(status_flags::dynallocated);
+       else
+               return (new ncmul(lh,rh))->setflag(status_flags::dynallocated);
 }
 
-/*
-
-// binary arithmetic operators ex with numeric
-
-ex operator+(ex const & lh, numeric const & rh)
+/** Used internally by operator-() and friends to change the sign of an argument. */
+static inline const ex exminus(const ex & lh)
 {
-    debugmsg("operator+(ex,numeric)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return lh+ex(rh);
+       return (new mul(lh,_ex_1()))->setflag(status_flags::dynallocated);
 }
 
-ex operator-(ex const & lh, numeric const & rh)
-{
-    debugmsg("operator-(ex,numeric)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return lh-ex(rh);
-}
-
-ex operator*(ex const & lh, numeric const & rh)
-{
-    debugmsg("operator*(ex,numeric)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return lh*ex(rh);
-}
-
-ex operator/(ex const & lh, numeric const & rh)
-{
-    debugmsg("operator/(ex,numeric)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return lh/ex(rh);
-}
-
-ex operator%(ex const & lh, numeric const & rh)
-{
-    debugmsg("operator%(ex,numeric)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return lh%ex(rh);
-}
-
-// binary arithmetic operators numeric with ex
-
-ex operator+(numeric const & lh, ex const & rh)
-{
-    debugmsg("operator+(numeric,ex)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return ex(lh)+rh;
-}
+// binary arithmetic operators ex with ex
 
-ex operator-(numeric const & lh, ex const & rh)
+const ex operator+(const ex & lh, const ex & rh)
 {
-    debugmsg("operator-(numeric,ex)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return ex(lh)-rh;
+       debugmsg("operator+(ex,ex)",LOGLEVEL_OPERATOR);
+       return exadd(lh, rh);
 }
 
-ex operator*(numeric const & lh, ex const & rh)
+const ex operator-(const ex & lh, const ex & rh)
 {
-    debugmsg("operator*(numeric,ex)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return ex(lh)*rh;
+       debugmsg("operator-(ex,ex)",LOGLEVEL_OPERATOR);
+       return exadd(lh, exminus(rh));
 }
 
-ex operator/(numeric const & lh, ex const & rh)
+const ex operator*(const ex & lh, const ex & rh)
 {
-    debugmsg("operator/(numeric,ex)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return ex(lh)/rh;
+       debugmsg("operator*(ex,ex)",LOGLEVEL_OPERATOR);
+       return exmul(lh, rh);
 }
 
-ex operator%(numeric const & lh, ex const & rh)
+const ex operator/(const ex & lh, const ex & rh)
 {
-    debugmsg("operator%(numeric,ex)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return ex(lh)%rh;
+       debugmsg("operator/(ex,ex)",LOGLEVEL_OPERATOR);
+       return exmul(lh, power(rh,_ex_1()));
 }
 
-*/
 
 // binary arithmetic operators numeric with numeric
 
-numeric operator+(numeric const & lh, numeric const & rh)
+const numeric operator+(const numeric & lh, const numeric & rh)
 {
-    debugmsg("operator+(numeric,numeric)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return lh.add(rh);
+       debugmsg("operator+(numeric,numeric)",LOGLEVEL_OPERATOR);
+       return lh.add(rh);
 }
 
-numeric operator-(numeric const & lh, numeric const & rh)
+const numeric operator-(const numeric & lh, const numeric & rh)
 {
-    debugmsg("operator-(numeric,numeric)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return lh.sub(rh);
+       debugmsg("operator-(numeric,numeric)",LOGLEVEL_OPERATOR);
+       return lh.sub(rh);
 }
 
-numeric operator*(numeric const & lh, numeric const & rh)
+const numeric operator*(const numeric & lh, const numeric & rh)
 {
-    debugmsg("operator*(numeric,numeric)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return lh.mul(rh);
+       debugmsg("operator*(numeric,numeric)",LOGLEVEL_OPERATOR);
+       return lh.mul(rh);
 }
 
-numeric operator/(numeric const & lh, numeric const & rh)
+const numeric operator/(const numeric & lh, const numeric & rh)
 {
-    debugmsg("operator/(numeric,ex)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return lh.div(rh);
+       debugmsg("operator/(numeric,ex)",LOGLEVEL_OPERATOR);
+       return lh.div(rh);
 }
 
-// binary arithmetic assignment operators with ex
 
-ex const & operator+=(ex & lh, ex const & rh)
-{
-    debugmsg("operator+=(ex,ex)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return (lh=lh+rh);
-}
+// binary arithmetic assignment operators with ex
 
-ex const & operator-=(ex & lh, ex const & rh)
+ex & operator+=(ex & lh, const ex & rh)
 {
-    debugmsg("operator-=(ex,ex)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return (lh=lh-rh);
+       debugmsg("operator+=(ex,ex)",LOGLEVEL_OPERATOR);
+       return lh = exadd(lh, rh);
 }
 
-ex const & operator*=(ex & lh, ex const & rh)
+ex & operator-=(ex & lh, const ex & rh)
 {
-    debugmsg("operator*=(ex,ex)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return (lh=lh*rh);
+       debugmsg("operator-=(ex,ex)",LOGLEVEL_OPERATOR);
+       return lh = exadd(lh, exminus(rh));
 }
 
-ex const & operator/=(ex & lh, ex const & rh)
+ex & operator*=(ex & lh, const ex & rh)
 {
-    debugmsg("operator/=(ex,ex)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return (lh=lh/rh);
+       debugmsg("operator*=(ex,ex)",LOGLEVEL_OPERATOR);
+       return lh = exmul(lh, rh);
 }
 
-ex const & operator%=(ex & lh, ex const & rh)
+ex & operator/=(ex & lh, const ex & rh)
 {
-    debugmsg("operator%=(ex,ex)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return (lh=lh%rh);
+       debugmsg("operator/=(ex,ex)",LOGLEVEL_OPERATOR);
+       return lh = exmul(lh, power(rh,_ex_1()));
 }
 
-/*
 
 // binary arithmetic assignment operators with numeric
 
-ex const & operator+=(ex & lh, numeric const & rh)
+numeric & operator+=(numeric & lh, const numeric & rh)
 {
-    debugmsg("operator+=(ex,numeric)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return (lh=lh+ex(rh));
+       debugmsg("operator+=(numeric,numeric)",LOGLEVEL_OPERATOR);
+       lh = lh.add(rh);
+       return lh;
 }
 
-ex const & operator-=(ex & lh, numeric const & rh)
+numeric & operator-=(numeric & lh, const numeric & rh)
 {
-    debugmsg("operator-=(ex,numeric)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return (lh=lh-ex(rh));
+       debugmsg("operator-=(numeric,numeric)",LOGLEVEL_OPERATOR);
+       lh = lh.sub(rh);
+       return lh;
 }
 
-ex const & operator*=(ex & lh, numeric const & rh)
+numeric & operator*=(numeric & lh, const numeric & rh)
 {
-    debugmsg("operator*=(ex,numeric)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return (lh=lh*ex(rh));
+       debugmsg("operator*=(numeric,numeric)",LOGLEVEL_OPERATOR);
+       lh = lh.mul(rh);
+       return lh;
 }
 
-ex const & operator/=(ex & lh, numeric const & rh)
+numeric & operator/=(numeric & lh, const numeric & rh)
 {
-    debugmsg("operator/=(ex,numeric)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return (lh=lh/ex(rh));
+       debugmsg("operator/=(numeric,numeric)",LOGLEVEL_OPERATOR);
+       lh = lh.div(rh);
+       return lh;
 }
 
-ex const & operator%=(ex & lh, numeric const & rh)
-{
-    debugmsg("operator%=(ex,numeric)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return (lh=lh%ex(rh));
-}
-
-*/
-
-// binary arithmetic assignment operators with numeric
-
-numeric const & operator+=(numeric & lh, numeric const & rh)
-{
-    debugmsg("operator+=(numeric,numeric)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return (lh=lh.add(rh));
-}
-
-numeric const & operator-=(numeric & lh, numeric const & rh)
-{
-    debugmsg("operator-=(numeric,numeric)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return (lh=lh.sub(rh));
-}
-
-numeric const & operator*=(numeric & lh, numeric const & rh)
-{
-    debugmsg("operator*=(numeric,numeric)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return (lh=lh.mul(rh));
-}
-
-numeric const & operator/=(numeric & lh, numeric const & rh)
-{
-    debugmsg("operator/=(numeric,numeric)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return (lh=lh.div(rh));
-}
 
 // unary operators
 
-ex operator+(ex const & lh)
+const ex operator+(const ex & lh)
 {
-    return lh;
+       debugmsg("operator+(ex)",LOGLEVEL_OPERATOR);
+       return lh;
 }
 
-ex operator-(ex const & lh)
+const ex operator-(const ex & lh)
 {
-    return exMINUSONE()*lh;
+       debugmsg("operator-(ex)",LOGLEVEL_OPERATOR);
+       return exminus(lh);
 }
 
-numeric operator+(numeric const & lh)
+const numeric operator+(const numeric & lh)
 {
-    return lh;
+       debugmsg("operator+(numeric)",LOGLEVEL_OPERATOR);
+       return lh;
 }
 
-numeric operator-(numeric const & lh)
+const numeric operator-(const numeric & lh)
 {
-    return (numeric(-1)*lh);
+       debugmsg("operator-(numeric)",LOGLEVEL_OPERATOR);
+       return _num_1().mul(lh);
 }
 
-// binary relational operators ex with ex
 
-relational operator==(ex const & lh, ex const & rh)
-{
-    debugmsg("operator==(ex,ex)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return relational(lh,rh,relational::equal);
-}
+// increment / decrement operators
 
-relational operator!=(ex const & lh, ex const & rh)
+/** Expression prefix increment.  Adds 1 and returns incremented ex. */
+ex & operator++(ex & rh)
 {
-    debugmsg("operator!=(ex,ex)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return relational(lh,rh,relational::not_equal);
+       debugmsg("operator++(ex)",LOGLEVEL_OPERATOR);
+       return rh = exadd(rh, _ex1());
 }
 
-relational operator<(ex const & lh, ex const & rh)
+/** Expression prefix decrement.  Subtracts 1 and returns decremented ex. */
+ex & operator--(ex & rh)
 {
-    debugmsg("operator<(ex,ex)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return relational(lh,rh,relational::less);
+       debugmsg("operator--(ex)",LOGLEVEL_OPERATOR);
+       return rh = exadd(rh, _ex_1());
 }
 
-relational operator<=(ex const & lh, ex const & rh)
+/** Expression postfix increment.  Returns the ex and leaves the original
+ *  incremented by 1. */
+const ex operator++(ex & lh, int)
 {
-    debugmsg("operator<=(ex,ex)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return relational(lh,rh,relational::less_or_equal);
+       debugmsg("operator++(ex,int)",LOGLEVEL_OPERATOR);
+       ex tmp(lh);
+       lh = exadd(lh, _ex1());
+       return tmp;
 }
 
-relational operator>(ex const & lh, ex const & rh)
+/** Expression Postfix decrement.  Returns the ex and leaves the original
+ *  decremented by 1. */
+const ex operator--(ex & lh, int)
 {
-    debugmsg("operator>(ex,ex)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return relational(lh,rh,relational::greater);
+       debugmsg("operator--(ex,int)",LOGLEVEL_OPERATOR);
+       ex tmp(lh);
+       lh = exadd(lh, _ex_1());
+       return tmp;
 }
 
-relational operator>=(ex const & lh, ex const & rh)
-{
-    debugmsg("operator>=(ex,ex)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return relational(lh,rh,relational::greater_or_equal);
-}
-
-/*
-
-// binary relational operators ex with numeric
-
-relational operator==(ex const & lh, numeric const & rh)
+/** Numeric prefix increment.  Adds 1 and returns incremented number. */
+numeric& operator++(numeric & rh)
 {
-    debugmsg("operator==(ex,numeric)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return relational(lh,rh,relational::equal);
+       debugmsg("operator++(numeric)",LOGLEVEL_OPERATOR);
+       rh = rh.add(_num1());
+       return rh;
 }
 
-relational operator!=(ex const & lh, numeric const & rh)
+/** Numeric prefix decrement.  Subtracts 1 and returns decremented number. */
+numeric& operator--(numeric & rh)
 {
-    debugmsg("operator!=(ex,numeric)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return relational(lh,rh,relational::not_equal);
+       debugmsg("operator--(numeric)",LOGLEVEL_OPERATOR);
+       rh = rh.add(_num_1());
+       return rh;
 }
 
-relational operator<(ex const & lh, numeric const & rh)
+/** Numeric postfix increment.  Returns the number and leaves the original
+ *  incremented by 1. */
+const numeric operator++(numeric & lh, int)
 {
-    debugmsg("operator<(ex,numeric)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return relational(lh,rh,relational::less);
+       debugmsg("operator++(numeric,int)",LOGLEVEL_OPERATOR);
+       numeric tmp(lh);
+       lh = lh.add(_num1());
+       return tmp;
 }
 
-relational operator<=(ex const & lh, numeric const & rh)
+/** Numeric Postfix decrement.  Returns the number and leaves the original
+ *  decremented by 1. */
+const numeric operator--(numeric & lh, int)
 {
-    debugmsg("operator<=(ex,numeric)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return relational(lh,rh,relational::less_or_equal);
+       debugmsg("operator--(numeric,int)",LOGLEVEL_OPERATOR);
+       numeric tmp(lh);
+       lh = lh.add(_num_1());
+       return tmp;
 }
 
-relational operator>(ex const & lh, numeric const & rh)
-{
-    debugmsg("operator>(ex,numeric)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return relational(lh,rh,relational::greater);
-}
-
-relational operator>=(ex const & lh, numeric const & rh)
-{
-    debugmsg("operator>=(ex,numeric)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return relational(lh,rh,relational::greater_or_equal);
-}
-
-// binary relational operators numeric with ex
+// binary relational operators ex with ex
 
-relational operator==(numeric const & lh, ex const & rh)
+relational operator==(const ex & lh, const ex & rh)
 {
-    debugmsg("operator==(numeric,ex)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return relational(lh,rh,relational::equal);
+       debugmsg("operator==(ex,ex)",LOGLEVEL_OPERATOR);
+       return relational(lh,rh,relational::equal);
 }
 
-relational operator!=(numeric const & lh, ex const & rh)
+relational operator!=(const ex & lh, const ex & rh)
 {
-    debugmsg("operator!=(numeric,ex)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return relational(lh,rh,relational::not_equal);
+       debugmsg("operator!=(ex,ex)",LOGLEVEL_OPERATOR);
+       return relational(lh,rh,relational::not_equal);
 }
 
-relational operator<(numeric const & lh, ex const & rh)
+relational operator<(const ex & lh, const ex & rh)
 {
-    debugmsg("operator<(numeric,ex)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return relational(lh,rh,relational::less);
+       debugmsg("operator<(ex,ex)",LOGLEVEL_OPERATOR);
+       return relational(lh,rh,relational::less);
 }
 
-relational operator<=(numeric const & lh, ex const & rh)
+relational operator<=(const ex & lh, const ex & rh)
 {
-    debugmsg("operator<=(numeric,ex)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return relational(lh,rh,relational::less_or_equal);
+       debugmsg("operator<=(ex,ex)",LOGLEVEL_OPERATOR);
+       return relational(lh,rh,relational::less_or_equal);
 }
 
-relational operator>(numeric const & lh, ex const & rh)
+relational operator>(const ex & lh, const ex & rh)
 {
-    debugmsg("operator>(numeric,ex)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return relational(lh,rh,relational::greater);
+       debugmsg("operator>(ex,ex)",LOGLEVEL_OPERATOR);
+       return relational(lh,rh,relational::greater);
 }
 
-relational operator>=(numeric const & lh, ex const & rh)
+relational operator>=(const ex & lh, const ex & rh)
 {
-    debugmsg("operator>=(numeric,ex)",LOGLEVEL_OPERATOR);
-    return relational(lh,rh,relational::greater_or_equal);
+       debugmsg("operator>=(ex,ex)",LOGLEVEL_OPERATOR);
+       return relational(lh,rh,relational::greater_or_equal);
 }
 
-*/
-
 // input/output stream operators
 
-ostream & operator<<(ostream & os, ex const & e)
+std::ostream & operator<<(std::ostream & os, const ex & e)
 {
-    e.print(os);
-    return os;
+       e.print(print_context(os));
+       return os;
 }
 
-istream & operator>>(istream & is, ex & e)
+std::istream & operator>>(std::istream & is, ex & e)
 {
-    throw(std::logic_error("input from streams not yet implemented"));
+       throw (std::logic_error("expression input from streams not implemented"));
 }
 
+} // namespace GiNaC