]> www.ginac.de Git - ginac.git/blobdiff - ginac/power.cpp
- introduced info_flags::cinteger, info_flags::crational,
[ginac.git] / ginac / power.cpp
index 36b5c8b46f634547f04ebade72e72f1d17e9c7a9..1c9a342dc865375cd3babc8c8bc4705f50881547 100644 (file)
@@ -33,7 +33,9 @@
 #include "symbol.h"
 #include "debugmsg.h"
 
+#ifndef NO_GINAC_NAMESPACE
 namespace GiNaC {
+#endif // ndef NO_GINAC_NAMESPACE
 
 typedef vector<int> intvector;
 
@@ -93,13 +95,13 @@ void power::destroy(bool call_parent)
 power::power(ex const & lh, ex const & rh) : basic(TINFO_power), basis(lh), exponent(rh)
 {
     debugmsg("power constructor from ex,ex",LOGLEVEL_CONSTRUCT);
-    ASSERT(basis.return_type()==return_types::commutative);
+    GINAC_ASSERT(basis.return_type()==return_types::commutative);
 }
 
 power::power(ex const & lh, numeric const & rh) : basic(TINFO_power), basis(lh), exponent(rh)
 {
     debugmsg("power constructor from ex,numeric",LOGLEVEL_CONSTRUCT);
-    ASSERT(basis.return_type()==return_types::commutative);
+    GINAC_ASSERT(basis.return_type()==return_types::commutative);
 }
 
 //////////
@@ -114,9 +116,110 @@ basic * power::duplicate() const
     return new power(*this);
 }
 
+void power::print(ostream & os, unsigned upper_precedence) const
+{
+    debugmsg("power print",LOGLEVEL_PRINT);
+    if (precedence<=upper_precedence) os << "(";
+    basis.print(os,precedence);
+    os << "^";
+    exponent.print(os,precedence);
+    if (precedence<=upper_precedence) os << ")";
+}
+
+void power::printraw(ostream & os) const
+{
+    debugmsg("power printraw",LOGLEVEL_PRINT);
+
+    os << "power(";
+    basis.printraw(os);
+    os << ",";
+    exponent.printraw(os);
+    os << ",hash=" << hashvalue << ",flags=" << flags << ")";
+}
+
+void power::printtree(ostream & os, unsigned indent) const
+{
+    debugmsg("power printtree",LOGLEVEL_PRINT);
+
+    os << string(indent,' ') << "power: "
+       << "hash=" << hashvalue << " (0x" << hex << hashvalue << dec << ")"
+       << ", flags=" << flags << endl;
+    basis.printtree(os,indent+delta_indent);
+    exponent.printtree(os,indent+delta_indent);
+}
+
+static void print_sym_pow(ostream & os, unsigned type, const symbol &x, int exp)
+{
+    // Optimal output of integer powers of symbols to aid compiler CSE
+    if (exp == 1) {
+        x.printcsrc(os, type, 0);
+    } else if (exp == 2) {
+        x.printcsrc(os, type, 0);
+        os << "*";
+        x.printcsrc(os, type, 0);
+    } else if (exp & 1) {
+        x.printcsrc(os, 0);
+        os << "*";
+        print_sym_pow(os, type, x, exp-1);
+    } else {
+        os << "(";
+        print_sym_pow(os, type, x, exp >> 1);
+        os << ")*(";
+        print_sym_pow(os, type, x, exp >> 1);
+        os << ")";
+    }
+}
+
+void power::printcsrc(ostream & os, unsigned type, unsigned upper_precedence) const
+{
+    debugmsg("power print csrc", LOGLEVEL_PRINT);
+    
+    // Integer powers of symbols are printed in a special, optimized way
+    if (exponent.info(info_flags::integer) &&
+        (is_ex_exactly_of_type(basis, symbol) ||
+         is_ex_exactly_of_type(basis, constant))) {
+        int exp = ex_to_numeric(exponent).to_int();
+        if (exp > 0)
+            os << "(";
+        else {
+            exp = -exp;
+            if (type == csrc_types::ctype_cl_N)
+                os << "recip(";
+            else
+                os << "1.0/(";
+        }
+        print_sym_pow(os, type, static_cast<const symbol &>(*basis.bp), exp);
+        os << ")";
+
+    // <expr>^-1 is printed as "1.0/<expr>" or with the recip() function of CLN
+    } else if (exponent.compare(numMINUSONE()) == 0) {
+        if (type == csrc_types::ctype_cl_N)
+            os << "recip(";
+        else
+            os << "1.0/(";
+        basis.bp->printcsrc(os, type, 0);
+        os << ")";
+
+    // Otherwise, use the pow() or expt() (CLN) functions
+    } else {
+        if (type == csrc_types::ctype_cl_N)
+            os << "expt(";
+        else
+            os << "pow(";
+        basis.bp->printcsrc(os, type, 0);
+        os << ",";
+        exponent.bp->printcsrc(os, type, 0);
+        os << ")";
+    }
+}
+
 bool power::info(unsigned inf) const
 {
-    if (inf==info_flags::polynomial || inf==info_flags::integer_polynomial || inf==info_flags::rational_polynomial) {
+    if (inf==info_flags::polynomial ||
+        inf==info_flags::integer_polynomial ||
+        inf==info_flags::cinteger_polynomial ||
+        inf==info_flags::rational_polynomial ||
+        inf==info_flags::crational_polynomial) {
         return exponent.info(info_flags::nonnegint);
     } else if (inf==info_flags::rational_function) {
         return exponent.info(info_flags::integer);
@@ -132,8 +235,8 @@ int power::nops() const
 
 ex & power::let_op(int const i)
 {
-    ASSERT(i>=0);
-    ASSERT(i<2);
+    GINAC_ASSERT(i>=0);
+    GINAC_ASSERT(i<2);
 
     return i==0 ? basis : exponent;
 }
@@ -237,17 +340,17 @@ ex power::eval(int level) const
     if (basis_is_numerical && exponent_is_numerical) {
         // ^(c1,c2) -> c1^c2 (c1, c2 numeric(),
         // except if c1,c2 are rational, but c1^c2 is not)
-        bool basis_is_rational = num_basis->is_rational();
-        bool exponent_is_rational = num_exponent->is_rational();
+        bool basis_is_crational = num_basis->is_crational();
+        bool exponent_is_crational = num_exponent->is_crational();
         numeric res = (*num_basis).power(*num_exponent);
         
-        if ((!basis_is_rational || !exponent_is_rational)
-            || res.is_rational()) {
+        if ((!basis_is_crational || !exponent_is_crational)
+            || res.is_crational()) {
             return res;
         }
-        ASSERT(!num_exponent->is_integer());  // has been handled by now
+        GINAC_ASSERT(!num_exponent->is_integer());  // has been handled by now
         // ^(c1,n/m) -> *(c1^q,c1^(n/m-q)), 0<(n/m-h)<1, q integer
-        if (basis_is_rational && exponent_is_rational
+        if (basis_is_crational && exponent_is_crational
             && num_exponent->is_real()
             && !num_exponent->is_integer()) {
             numeric r, q, n, m;
@@ -284,7 +387,7 @@ ex power::eval(int level) const
         ex const & sub_exponent=sub_power.exponent;
         if (is_ex_exactly_of_type(sub_exponent,numeric)) {
             numeric const & num_sub_exponent=ex_to_numeric(sub_exponent);
-            ASSERT(num_sub_exponent!=numeric(1));
+            GINAC_ASSERT(num_sub_exponent!=numeric(1));
             if (num_exponent->is_integer() || abs(num_sub_exponent)<1) {
                 return power(sub_basis,num_sub_exponent.mul(*num_exponent));
             }
@@ -300,7 +403,7 @@ ex power::eval(int level) const
     // ^(*(...,x;c1),c2) -> ^(*(...,x;1),c2)*c1^c2 (c1, c2 numeric(), c1>0)
     // ^(*(...,x,c1),c2) -> ^(*(...,x;-1),c2)*(-c1)^c2 (c1, c2 numeric(), c1<0)
     if (exponent_is_numerical && is_ex_exactly_of_type(ebasis,mul)) {
-        ASSERT(!num_exponent->is_integer()); // should have been handled above
+        GINAC_ASSERT(!num_exponent->is_integer()); // should have been handled above
         mul const & mulref=ex_to_mul(ebasis);
         if (!mulref.overall_coeff.is_equal(exONE())) {
             numeric const & num_coeff=ex_to_numeric(mulref.overall_coeff);
@@ -314,7 +417,7 @@ ex power::eval(int level) const
                                     power(num_coeff,*num_exponent)))->
                         setflag(status_flags::dynallocated);
                 } else {
-                    ASSERT(num_coeff.compare(numZERO())<0);
+                    GINAC_ASSERT(num_coeff.compare(numZERO())<0);
                     if (num_coeff.compare(numMINUSONE())!=0) {
                         mul * mulp=new mul(mulref);
                         mulp->overall_coeff=exMINUSONE();
@@ -379,7 +482,7 @@ ex power::simplify_ncmul(exvector const & v) const
 
 int power::compare_same_type(basic const & other) const
 {
-    ASSERT(is_exactly_of_type(other, power));
+    GINAC_ASSERT(is_exactly_of_type(other, power));
     power const & o=static_cast<power const &>(const_cast<basic &>(other));
 
     int cmpval;
@@ -472,8 +575,8 @@ ex power::expand_add(add const & a, int const n) const
         term.reserve(m+1);
         for (l=0; l<m-1; l++) {
             ex const & b=a.op(l);
-            ASSERT(!is_ex_exactly_of_type(b,add));
-            ASSERT(!is_ex_exactly_of_type(b,power)||
+            GINAC_ASSERT(!is_ex_exactly_of_type(b,add));
+            GINAC_ASSERT(!is_ex_exactly_of_type(b,power)||
                    !is_ex_exactly_of_type(ex_to_power(b).exponent,numeric)||
                    !ex_to_numeric(ex_to_power(b).exponent).is_pos_integer());
             if (is_ex_exactly_of_type(b,mul)) {
@@ -484,8 +587,8 @@ ex power::expand_add(add const & a, int const n) const
         }
 
         ex const & b=a.op(l);
-        ASSERT(!is_ex_exactly_of_type(b,add));
-        ASSERT(!is_ex_exactly_of_type(b,power)||
+        GINAC_ASSERT(!is_ex_exactly_of_type(b,add));
+        GINAC_ASSERT(!is_ex_exactly_of_type(b,power)||
                !is_ex_exactly_of_type(ex_to_power(b).exponent,numeric)||
                !ex_to_numeric(ex_to_power(b).exponent).is_pos_integer());
         if (is_ex_exactly_of_type(b,mul)) {
@@ -552,8 +655,8 @@ ex power::expand_add_2(add const & a) const
 
     for (epvector::const_iterator cit0=a.seq.begin(); cit0!=last; ++cit0) {
         ex const & b=a.recombine_pair_to_ex(*cit0);
-        ASSERT(!is_ex_exactly_of_type(b,add));
-        ASSERT(!is_ex_exactly_of_type(b,power)||
+        GINAC_ASSERT(!is_ex_exactly_of_type(b,add));
+        GINAC_ASSERT(!is_ex_exactly_of_type(b,power)||
                !is_ex_exactly_of_type(ex_to_power(b).exponent,numeric)||
                !ex_to_numeric(ex_to_power(b).exponent).is_pos_integer());
         if (is_ex_exactly_of_type(b,mul)) {
@@ -570,7 +673,7 @@ ex power::expand_add_2(add const & a) const
         }
     }
 
-    ASSERT(sum.size()==(a.seq.size()*(a.seq.size()+1))/2);
+    GINAC_ASSERT(sum.size()==(a.seq.size()*(a.seq.size()+1))/2);
 
     return (new add(sum))->setflag(status_flags::dynallocated);
 }
@@ -591,8 +694,8 @@ ex power::expand_add_2(add const & a) const
         ex const & r=(*cit0).rest;
         ex const & c=(*cit0).coeff;
         
-        ASSERT(!is_ex_exactly_of_type(r,add));
-        ASSERT(!is_ex_exactly_of_type(r,power)||
+        GINAC_ASSERT(!is_ex_exactly_of_type(r,add));
+        GINAC_ASSERT(!is_ex_exactly_of_type(r,power)||
                !is_ex_exactly_of_type(ex_to_power(r).exponent,numeric)||
                !ex_to_numeric(ex_to_power(r).exponent).is_pos_integer()||
                !is_ex_exactly_of_type(ex_to_power(r).basis,add)||
@@ -624,7 +727,7 @@ ex power::expand_add_2(add const & a) const
         }
     }
 
-    ASSERT(sum.size()==(a.seq.size()*(a.seq.size()+1))/2);
+    GINAC_ASSERT(sum.size()==(a.seq.size()*(a.seq.size()+1))/2);
 
     // second part: add terms coming from overall_factor (if != 0)
     if (!a.overall_coeff.is_equal(exZERO())) {
@@ -634,7 +737,7 @@ ex power::expand_add_2(add const & a) const
         sum.push_back(expair(ex_to_numeric(a.overall_coeff).power_dyn(numTWO()),exONE()));
     }
         
-    ASSERT(sum.size()==(a_nops*(a_nops+1))/2);
+    GINAC_ASSERT(sum.size()==(a_nops*(a_nops+1))/2);
     
     return (new add(sum))->setflag(status_flags::dynallocated);
 }
@@ -721,4 +824,6 @@ unsigned power::precedence=60;
 const power some_power;
 type_info const & typeid_power=typeid(some_power);
 
+#ifndef NO_GINAC_NAMESPACE
 } // namespace GiNaC
+#endif // ndef NO_GINAC_NAMESPACE