]> www.ginac.de Git - ginac.git/blobdiff - ginac/tensor.cpp
Finalize 1.7.6 release.
[ginac.git] / ginac / tensor.cpp
index f8e5635a64af3caeb67c6557ca8e21cff6b50815..2f12154d7023556911ea176c2478d74d3cab45bf 100644 (file)
@@ -3,7 +3,7 @@
  *  Implementation of GiNaC's special tensors. */
 
 /*
- *  GiNaC Copyright (C) 1999-2003 Johannes Gutenberg University Mainz, Germany
+ *  GiNaC Copyright (C) 1999-2019 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
  *
  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
  *  along with this program; if not, write to the Free Software
- *  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
+ *  Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
  */
 
-#include <iostream>
-#include <stdexcept>
-#include <vector>
-
 #include "tensor.h"
 #include "idx.h"
 #include "indexed.h"
 #include "lst.h"
 #include "numeric.h"
 #include "matrix.h"
-#include "print.h"
 #include "archive.h"
 #include "utils.h"
 
+#include <iostream>
+#include <stdexcept>
+#include <vector>
+
 namespace GiNaC {
 
 GINAC_IMPLEMENT_REGISTERED_CLASS(tensor, basic)
-GINAC_IMPLEMENT_REGISTERED_CLASS(tensdelta, tensor)
-GINAC_IMPLEMENT_REGISTERED_CLASS(tensmetric, tensor)
-GINAC_IMPLEMENT_REGISTERED_CLASS(minkmetric, tensmetric)
-GINAC_IMPLEMENT_REGISTERED_CLASS(spinmetric, tensmetric)
-GINAC_IMPLEMENT_REGISTERED_CLASS(tensepsilon, tensor)
+
+GINAC_IMPLEMENT_REGISTERED_CLASS_OPT(tensdelta, tensor,
+  print_func<print_dflt>(&tensdelta::do_print).
+  print_func<print_latex>(&tensdelta::do_print_latex))
+
+GINAC_IMPLEMENT_REGISTERED_CLASS_OPT(tensmetric, tensor,
+  print_func<print_dflt>(&tensmetric::do_print).
+  print_func<print_latex>(&tensmetric::do_print))
+
+GINAC_IMPLEMENT_REGISTERED_CLASS_OPT(minkmetric, tensmetric,
+  print_func<print_dflt>(&minkmetric::do_print).
+  print_func<print_latex>(&minkmetric::do_print_latex))
+
+GINAC_IMPLEMENT_REGISTERED_CLASS_OPT(spinmetric, tensmetric,
+  print_func<print_dflt>(&spinmetric::do_print).
+  print_func<print_latex>(&spinmetric::do_print_latex))
+
+GINAC_IMPLEMENT_REGISTERED_CLASS_OPT(tensepsilon, tensor,
+  print_func<print_dflt>(&tensepsilon::do_print).
+  print_func<print_latex>(&tensepsilon::do_print_latex))
 
 //////////
 // constructors
 //////////
 
-tensor::tensor() : inherited(TINFO_tensor)
+tensor::tensor()
 {
        setflag(status_flags::evaluated | status_flags::expanded);
 }
@@ -60,44 +74,34 @@ DEFAULT_CTOR(tensmetric)
 
 minkmetric::minkmetric() : pos_sig(false)
 {
-       tinfo_key = TINFO_minkmetric;
 }
 
 spinmetric::spinmetric()
 {
-       tinfo_key = TINFO_spinmetric;
 }
 
 minkmetric::minkmetric(bool ps) : pos_sig(ps)
 {
-       tinfo_key = TINFO_minkmetric;
 }
 
 tensepsilon::tensepsilon() : minkowski(false), pos_sig(false)
 {
-       tinfo_key = TINFO_tensepsilon;
 }
 
 tensepsilon::tensepsilon(bool mink, bool ps) : minkowski(mink), pos_sig(ps)
 {
-       tinfo_key = TINFO_tensepsilon;
 }
 
 //////////
 // archiving
 //////////
 
-DEFAULT_ARCHIVING(tensor)
-DEFAULT_ARCHIVING(tensdelta)
-DEFAULT_ARCHIVING(tensmetric)
-DEFAULT_ARCHIVING(spinmetric)
-DEFAULT_UNARCHIVE(minkmetric)
-DEFAULT_UNARCHIVE(tensepsilon)
-
-minkmetric::minkmetric(const archive_node &n, lst &sym_lst) : inherited(n, sym_lst)
+void minkmetric::read_archive(const archive_node& n, lst& sym_lst)
 {
+       inherited::read_archive(n, sym_lst);
        n.find_bool("pos_sig", pos_sig);
 }
+GINAC_BIND_UNARCHIVER(minkmetric);
 
 void minkmetric::archive(archive_node &n) const
 {
@@ -105,11 +109,13 @@ void minkmetric::archive(archive_node &n) const
        n.add_bool("pos_sig", pos_sig);
 }
 
-tensepsilon::tensepsilon(const archive_node &n, lst &sym_lst) : inherited(n, sym_lst)
+void tensepsilon::read_archive(const archive_node& n, lst& sym_lst)
 {
+       inherited::read_archive(n, sym_lst);
        n.find_bool("minkowski", minkowski);
        n.find_bool("pos_sig", pos_sig);
 }
+GINAC_BIND_UNARCHIVER(tensepsilon);
 
 void tensepsilon::archive(archive_node &n) const
 {
@@ -118,6 +124,10 @@ void tensepsilon::archive(archive_node &n) const
        n.add_bool("pos_sig", pos_sig);
 }
 
+GINAC_BIND_UNARCHIVER(tensdelta);
+GINAC_BIND_UNARCHIVER(tensmetric);
+GINAC_BIND_UNARCHIVER(spinmetric);
+
 //////////
 // functions overriding virtual functions from base classes
 //////////
@@ -127,6 +137,22 @@ DEFAULT_COMPARE(tensdelta)
 DEFAULT_COMPARE(tensmetric)
 DEFAULT_COMPARE(spinmetric)
 
+bool tensdelta::info(unsigned inf) const
+{
+       if(inf == info_flags::real)
+               return true;
+
+       return false;
+}
+
+bool tensmetric::info(unsigned inf) const
+{
+       if(inf == info_flags::real)
+               return true;
+
+       return false;
+}
+
 int minkmetric::compare_same_type(const basic & other) const
 {
        GINAC_ASSERT(is_a<minkmetric>(other));
@@ -138,6 +164,14 @@ int minkmetric::compare_same_type(const basic & other) const
                return inherited::compare_same_type(other);
 }
 
+bool minkmetric::info(unsigned inf) const
+{
+       if(inf == info_flags::real)
+               return true;
+
+       return false;
+}
+
 int tensepsilon::compare_same_type(const basic & other) const
 {
        GINAC_ASSERT(is_a<tensepsilon>(other));
@@ -151,6 +185,22 @@ int tensepsilon::compare_same_type(const basic & other) const
                return inherited::compare_same_type(other);
 }
 
+bool tensepsilon::info(unsigned inf) const
+{
+       if(inf == info_flags::real)
+               return true;
+
+       return false;
+}
+
+bool spinmetric::info(unsigned inf) const
+{
+       if(inf == info_flags::real)
+               return true;
+
+       return false;
+}
+
 DEFAULT_PRINT_LATEX(tensdelta, "delta", "\\delta")
 DEFAULT_PRINT(tensmetric, "g")
 DEFAULT_PRINT_LATEX(minkmetric, "eta", "\\eta")
@@ -174,7 +224,7 @@ ex tensdelta::eval_indexed(const basic & i) const
                exmap m;
                m[i1] = i1.replace_dim(min_dim);
                m[i2] = i2.replace_dim(min_dim);
-               return i.subs(m);
+               return i.subs(m, subs_options::no_pattern);
        }
 
        // Trace of delta tensor is the (effective) dimension of the space
@@ -218,7 +268,7 @@ ex tensmetric::eval_indexed(const basic & i) const
                exmap m;
                m[i1] = i1.replace_dim(min_dim);
                m[i2] = i2.replace_dim(min_dim);
-               return i.subs(m);
+               return i.subs(m, subs_options::no_pattern);
        }
 
        // A metric tensor with one covariant and one contravariant index gets
@@ -314,13 +364,17 @@ ex tensepsilon::eval_indexed(const basic & i) const
                if (minkowski) {
                        for (size_t j=1; j<i.nops(); j++) {
                                const ex & x = i.op(j);
-                               if (!is_a<varidx>(x))
+                               if (!is_a<varidx>(x)) {
                                        throw(std::runtime_error("indices of epsilon tensor in Minkowski space must be of type varidx"));
-                               if (ex_to<varidx>(x).is_covariant())
-                                       if (ex_to<idx>(x).get_value().is_zero())
+                               }
+                               if (ex_to<varidx>(x).is_covariant()) {
+                                       if (ex_to<idx>(x).get_value().is_zero()) {
                                                sign = (pos_sig ? -sign : sign);
-                                       else
+                                       }
+                                       else {
                                                sign = (pos_sig ? sign : -sign);
+                                       }
+                               }
                        }
                }
 
@@ -341,6 +395,8 @@ bool tensor::replace_contr_index(exvector::iterator self, exvector::iterator oth
 again:
        if (self_idx->is_symbolic()) {
                for (size_t i=1; i<other->nops(); i++) {
+                       if (! is_a<idx>(other->op(i)))
+                               continue;
                        const idx &other_idx = ex_to<idx>(other->op(i));
                        if (is_dummy_pair(*self_idx, other_idx)) {
 
@@ -520,40 +576,51 @@ bool tensepsilon::contract_with(exvector::iterator self, exvector::iterator othe
 
 ex delta_tensor(const ex & i1, const ex & i2)
 {
+       static ex delta = dynallocate<tensdelta>();
+
        if (!is_a<idx>(i1) || !is_a<idx>(i2))
                throw(std::invalid_argument("indices of delta tensor must be of type idx"));
 
-       return indexed(tensdelta(), sy_symm(), i1, i2);
+       return indexed(delta, symmetric2(), i1, i2);
 }
 
 ex metric_tensor(const ex & i1, const ex & i2)
 {
+       static ex metric = dynallocate<tensmetric>();
+
        if (!is_a<varidx>(i1) || !is_a<varidx>(i2))
                throw(std::invalid_argument("indices of metric tensor must be of type varidx"));
 
-       return indexed(tensmetric(), sy_symm(), i1, i2);
+       return indexed(metric, symmetric2(), i1, i2);
 }
 
 ex lorentz_g(const ex & i1, const ex & i2, bool pos_sig)
 {
+       static ex metric_neg = dynallocate<minkmetric>(false);
+       static ex metric_pos = dynallocate<minkmetric>(true);
+
        if (!is_a<varidx>(i1) || !is_a<varidx>(i2))
                throw(std::invalid_argument("indices of metric tensor must be of type varidx"));
 
-       return indexed(minkmetric(pos_sig), sy_symm(), i1, i2);
+       return indexed(pos_sig ? metric_pos : metric_neg, symmetric2(), i1, i2);
 }
 
 ex spinor_metric(const ex & i1, const ex & i2)
 {
+       static ex metric = dynallocate<spinmetric>();
+
        if (!is_a<spinidx>(i1) || !is_a<spinidx>(i2))
                throw(std::invalid_argument("indices of spinor metric must be of type spinidx"));
        if (!ex_to<idx>(i1).get_dim().is_equal(2) || !ex_to<idx>(i2).get_dim().is_equal(2))
                throw(std::runtime_error("index dimension for spinor metric must be 2"));
 
-       return indexed(spinmetric(), sy_anti(), i1, i2);
+       return indexed(metric, antisymmetric2(), i1, i2);
 }
 
 ex epsilon_tensor(const ex & i1, const ex & i2)
 {
+       static ex epsilon = dynallocate<tensepsilon>();
+
        if (!is_a<idx>(i1) || !is_a<idx>(i2))
                throw(std::invalid_argument("indices of epsilon tensor must be of type idx"));
 
@@ -563,11 +630,16 @@ ex epsilon_tensor(const ex & i1, const ex & i2)
        if (!ex_to<idx>(i1).get_dim().is_equal(_ex2))
                throw(std::runtime_error("index dimension of epsilon tensor must match number of indices"));
 
-       return indexed(tensepsilon(), sy_anti(), i1, i2);
+       if(is_a<wildcard>(i1.op(0))||is_a<wildcard>(i2.op(0)))
+               return indexed(epsilon, antisymmetric2(), i1, i2).hold();
+
+       return indexed(epsilon, antisymmetric2(), i1, i2);
 }
 
 ex epsilon_tensor(const ex & i1, const ex & i2, const ex & i3)
 {
+       static ex epsilon = dynallocate<tensepsilon>();
+
        if (!is_a<idx>(i1) || !is_a<idx>(i2) || !is_a<idx>(i3))
                throw(std::invalid_argument("indices of epsilon tensor must be of type idx"));
 
@@ -577,11 +649,17 @@ ex epsilon_tensor(const ex & i1, const ex & i2, const ex & i3)
        if (!ex_to<idx>(i1).get_dim().is_equal(_ex3))
                throw(std::runtime_error("index dimension of epsilon tensor must match number of indices"));
 
-       return indexed(tensepsilon(), sy_anti(), i1, i2, i3);
+       if(is_a<wildcard>(i1.op(0))||is_a<wildcard>(i2.op(0))||is_a<wildcard>(i3.op(0)))
+               return indexed(epsilon, antisymmetric3(), i1, i2, i3).hold();
+
+       return indexed(epsilon, antisymmetric3(), i1, i2, i3);
 }
 
 ex lorentz_eps(const ex & i1, const ex & i2, const ex & i3, const ex & i4, bool pos_sig)
 {
+       static ex epsilon_neg = dynallocate<tensepsilon>(true, false);
+       static ex epsilon_pos = dynallocate<tensepsilon>(true, true);
+
        if (!is_a<varidx>(i1) || !is_a<varidx>(i2) || !is_a<varidx>(i3) || !is_a<varidx>(i4))
                throw(std::invalid_argument("indices of Lorentz epsilon tensor must be of type varidx"));
 
@@ -591,7 +669,10 @@ ex lorentz_eps(const ex & i1, const ex & i2, const ex & i3, const ex & i4, bool
        if (!ex_to<idx>(i1).get_dim().is_equal(_ex4))
                throw(std::runtime_error("index dimension of epsilon tensor must match number of indices"));
 
-       return indexed(tensepsilon(true, pos_sig), sy_anti(), i1, i2, i3, i4);
+       if(is_a<wildcard>(i1.op(0))||is_a<wildcard>(i2.op(0))||is_a<wildcard>(i3.op(0))||is_a<wildcard>(i4.op(0)))
+               return indexed(pos_sig ? epsilon_pos : epsilon_neg, antisymmetric4(), i1, i2, i3, i4).hold();
+
+       return indexed(pos_sig ? epsilon_pos : epsilon_neg, antisymmetric4(), i1, i2, i3, i4);
 }
 
 } // namespace GiNaC