]> www.ginac.de Git - ginac.git/blobdiff - ginac/utils.h
configure: don't bother to run checks which can be done at the compile time.
[ginac.git] / ginac / utils.h
index 7be44f73281ed2c8829176f41938a509b1932ec1..3c293ea8c5e2e3f7b42391e701f780d3e064acdd 100644 (file)
@@ -1,10 +1,10 @@
 /** @file utils.h
  *
  *  Interface to several small and furry utilities needed within GiNaC but not
- *  of interest to the user of the library. */
+ *  of any interest to the user of the library. */
 
 /*
- *  GiNaC Copyright (C) 1999 Johannes Gutenberg University Mainz, Germany
+ *  GiNaC Copyright (C) 1999-2008 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
  */
 
 #ifndef __GINAC_UTILS_H__
 #define __GINAC_UTILS_H__
 
-#include <strstream>
-#include <string>
+#ifdef HAVE_CONFIG_H
 #include "config.h"
+#endif
+
+#include <string>
+#include <functional>
+#ifdef HAVE_STDINT_H
+#include <stdint.h> // for uintptr_t
+#endif
+
 #include "assertion.h"
 
-#ifndef NO_GINAC_NAMESPACE
 namespace GiNaC {
-#endif // ndef NO_GINAC_NAMESPACE
 
-template<class T>
-string ToString(T const & t)
+/** Exception class thrown by functions to signal unimplemented functionality
+ *  so the expression may just be .hold() */
+class dunno {};
+
+// some compilers (e.g. cygwin) define a macro log2, causing confusion
+#ifdef log2
+#undef log2
+#endif
+
+unsigned log2(unsigned n);
+
+/** Rotate bits of unsigned value by one bit to the left.
+  * This can be necesary if the user wants to define its own hashes. */
+inline unsigned rotate_left(unsigned n)
 {
-    char buf[256];
-    ostrstream(buf,sizeof(buf)) << t << ends;
-    return buf;
+       return (n & 0x80000000U) ? (n << 1 | 0x00000001U) : (n << 1);
 }
 
-/** Exception thrown by classes which provide their own series expansion to
- *  signal that ordinary Taylor expansion is safe. */
-class do_taylor {};
+/** Compare two pointers (just to establish some sort of canonical order).
+ *  @return -1, 0, or 1 */
+template <class T>
+inline int compare_pointers(const T * a, const T * b)
+{
+       // '<' is not defined for pointers that don't point to the same array,
+       // but std::less is.
+       if (std::less<const T *>()(a, b))
+               return -1;
+       else if (std::less<const T *>()(b, a))
+               return 1;
+       return 0;
+}
 
-unsigned log2(unsigned n);
+#ifdef HAVE_STDINT_H
+typedef uintptr_t p_int;
+#else
+typedef unsigned long p_int;
+#endif
 
-int compare_pointers(void const * a, void const * b);
+/** Truncated multiplication with golden ratio, for computing hash values. */
+inline unsigned golden_ratio_hash(p_int n)
+{
+       // This function works much better when fast arithmetic with at
+       // least 64 significant bits is available.
+       if (sizeof(long) >= 8) {
+       // So 'long' has 64 bits.  Excellent!  We prefer it because it might be
+       // more efficient than 'long long'.
+       unsigned long l = n * 0x4f1bbcddUL;
+       return (unsigned)l;
+       }
+#ifdef HAVE_LONG_LONG
+       else if (sizeof(long long) >= 8) {
+       // This requires 'long long' (or an equivalent 64 bit type)---which is,
+       // unfortunately, not ANSI-C++-compliant.
+       // (Yet C99 demands it, which is reason for hope.)
+       unsigned long long l = n * 0x4f1bbcddULL;
+       return (unsigned)l;
+       }
+#endif
+       // Without a type with 64 significant bits do the multiplication manually
+       // by splitting n up into the lower and upper two bytes.
+       const unsigned n0 = (n & 0x0000ffffU);
+       const unsigned n1 = (n & 0xffff0000U) >> 16;
+       return (n0 * 0x0000bcddU) + ((n1 * 0x0000bcddU + n0 * 0x00004f1bU) << 16);
+}
 
-/** Rotate lower 31 bits of unsigned value by one bit to the left
- *  (upper bits get cleared). */
-inline unsigned rotate_left_31(unsigned n)
+/* Compute the sign of a permutation of a container, with and without an
+   explicitly supplied comparison function. If the sign returned is 1 or -1,
+   the container is sorted after the operation. */
+template <class It>
+int permutation_sign(It first, It last)
 {
-    // clear highest bit and shift 1 bit to the left
-    n=(n & 0x7FFFFFFFU) << 1;
+       if (first == last)
+               return 0;
+       --last;
+       if (first == last)
+               return 0;
+       It flag = first;
+       int sign = 1;
 
-    // overflow? clear highest bit and set lowest bit
-    if (n & 0x80000000U) {
-        n=(n & 0x7FFFFFFFU) | 0x00000001U;
-    }
-    GINAC_ASSERT(n<0x80000000U);
+       do {
+               It i = last, other = last;
+               --other;
+               bool swapped = false;
+               while (i != first) {
+                       if (*i < *other) {
+                               std::iter_swap(other, i);
+                               flag = other;
+                               swapped = true;
+                               sign = -sign;
+                       } else if (!(*other < *i))
+                               return 0;
+                       --i; --other;
+               }
+               if (!swapped)
+                       return sign;
+               ++flag;
+               if (flag == last)
+                       return sign;
+               first = flag;
+               i = first; other = first;
+               ++other;
+               swapped = false;
+               while (i != last) {
+                       if (*other < *i) {
+                               std::iter_swap(i, other);
+                               flag = other;
+                               swapped = true;
+                               sign = -sign;
+                       } else if (!(*i < *other))
+                               return 0;
+                       ++i; ++other;
+               }
+               if (!swapped)
+                       return sign;
+               last = flag;
+               --last;
+       } while (first != last);
 
-    return n;
+       return sign;
 }
 
-/** Golden ratio hash function. */
-inline unsigned golden_ratio_hash(unsigned n)
+template <class It, class Cmp, class Swap>
+int permutation_sign(It first, It last, Cmp comp, Swap swapit)
 {
-       // This function requires arithmetic with at least 64 significant bits
-#if SIZEOF_LONG_DOUBLE > 8
-       // If "long double" is bigger than 64 bits, we assume that the mantissa
-       // has at least 64 bits. This is not guaranteed but it's a good guess.
-    const static long double golden_ratio = .618033988749894848204586834370;
-    long double m = golden_ratio * n;
-    return unsigned((m - int(m)) * 0x80000000);
-#elif SIZEOF_LONG >= 8
-       // "long" has 64 bits, so we prefer it because it might be more efficient
-       // than "long long"
-       unsigned long l = n * 0x4f1bbcddL;
-       return (l & 0x7fffffffU) ^ (l >> 32);
-#elif SIZEOF_LONG_LONG >= 8
-       // This requires ´long long´ (or an equivalent 64 bit type)---which is,
-    // unfortunately, not ANSI-compliant:
-       unsigned long long l = n * 0x4f1bbcddLL;
-       return (l & 0x7fffffffU) ^ (l >> 32);
-#else
-#error "No 64 bit data type. You lose."
-#endif
+       if (first == last)
+               return 0;
+       --last;
+       if (first == last)
+               return 0;
+       It flag = first;
+       int sign = 1;
+
+       do {
+               It i = last, other = last;
+               --other;
+               bool swapped = false;
+               while (i != first) {
+                       if (comp(*i, *other)) {
+                               swapit(*other, *i);
+                               flag = other;
+                               swapped = true;
+                               sign = -sign;
+                       } else if (!comp(*other, *i))
+                               return 0;
+                       --i; --other;
+               }
+               if (!swapped)
+                       return sign;
+               ++flag;
+               if (flag == last)
+                       return sign;
+               first = flag;
+               i = first; other = first;
+               ++other;
+               swapped = false;
+               while (i != last) {
+                       if (comp(*other, *i)) {
+                               swapit(*i, *other);
+                               flag = other;
+                               swapped = true;
+                               sign = -sign;
+                       } else if (!comp(*i, *other))
+                               return 0;
+                       ++i; ++other;
+               }
+               if (!swapped)
+                       return sign;
+               last = flag;
+               --last;
+       } while (first != last);
+
+       return sign;
 }
 
-// modified from stl_algo.h: always do com(*first1,*first2) instead of comp(*first2,*first1)
-template <class InputIterator1, class InputIterator2, class OutputIterator,
-          class Compare>
-OutputIterator mymerge(InputIterator1 first1, InputIterator1 last1,
-                       InputIterator2 first2, InputIterator2 last2,
-                       OutputIterator result, Compare comp) {
-    while (first1 != last1 && first2 != last2) {
-        if (comp(*first1, *first2)) {
-            *result = *first1;
-            ++first1;
-        }
-        else {
-            *result = *first2;
-            ++first2;
-        }
-        ++result;
-    }
-    return copy(first2, last2, copy(first1, last1, result));
+/* Implementation of shaker sort, only compares adjacent elements. */
+template <class It, class Cmp, class Swap>
+void shaker_sort(It first, It last, Cmp comp, Swap swapit)
+{
+       if (first == last)
+               return;
+       --last;
+       if (first == last)
+               return;
+       It flag = first;
+
+       do {
+               It i = last, other = last;
+               --other;
+               bool swapped = false;
+               while (i != first) {
+                       if (comp(*i, *other)) {
+                               swapit(*other, *i);
+                               flag = other;
+                               swapped = true;
+                       }
+                       --i; --other;
+               }
+               if (!swapped)
+                       return;
+               ++flag;
+               if (flag == last)
+                       return;
+               first = flag;
+               i = first; other = first;
+               ++other;
+               swapped = false;
+               while (i != last) {
+                       if (comp(*other, *i)) {
+                               swapit(*i, *other);
+                               flag = other;
+                               swapped = true;
+                       }
+                       ++i; ++other;
+               }
+               if (!swapped)
+                       return;
+               last = flag;
+               --last;
+       } while (first != last);
+}
+
+/* In-place cyclic permutation of a container (no copying, only swapping). */
+template <class It, class Swap>
+void cyclic_permutation(It first, It last, It new_first, Swap swapit)
+{
+       unsigned num = last - first;
+again:
+       if (first == new_first || num < 2)
+               return;
+
+       unsigned num1 = new_first - first, num2 = last - new_first;
+       if (num1 >= num2) {
+               It a = first, b = new_first;
+               while (b != last) {
+                       swapit(*a, *b);
+                       ++a; ++b;
+               }
+               if (num1 > num2) {
+                       first += num2;
+                       num = num1;
+                       goto again;
+               }
+       } else {
+               It a = new_first, b = last;
+               do {
+                       --a; --b;
+                       swapit(*a, *b);
+               } while (a != first);
+               last -= num1;
+               num = num2;
+               goto again;
+       }
+}
+
+
+// Collection of `construct on first use' wrappers for safely avoiding
+// internal object replication without running into the `static
+// initialization order fiasco'.  This chest of numbers helps speed up
+// the library but should not be used outside it since it is
+// potentially confusing.
+
+class ex;
+
+extern const numeric *_num_120_p;
+extern const ex _ex_120;
+extern const numeric *_num_60_p;
+extern const ex _ex_60;
+extern const numeric *_num_48_p;
+extern const ex _ex_48;
+extern const numeric *_num_30_p;
+extern const ex _ex_30;
+extern const numeric *_num_25_p;
+extern const ex _ex_25;
+extern const numeric *_num_24_p;
+extern const ex _ex_24;
+extern const numeric *_num_20_p;
+extern const ex _ex_20;
+extern const numeric *_num_18_p;
+extern const ex _ex_18;
+extern const numeric *_num_15_p;
+extern const ex _ex_15;
+extern const numeric *_num_12_p;
+extern const ex _ex_12;
+extern const numeric *_num_11_p;
+extern const ex _ex_11;
+extern const numeric *_num_10_p;
+extern const ex _ex_10;
+extern const numeric *_num_9_p;
+extern const ex _ex_9;
+extern const numeric *_num_8_p;
+extern const ex _ex_8;
+extern const numeric *_num_7_p;
+extern const ex _ex_7;
+extern const numeric *_num_6_p;
+extern const ex _ex_6;
+extern const numeric *_num_5_p;
+extern const ex _ex_5;
+extern const numeric *_num_4_p;
+extern const ex _ex_4;
+extern const numeric *_num_3_p;
+extern const ex _ex_3;
+extern const numeric *_num_2_p;
+extern const ex _ex_2;
+extern const numeric *_num_1_p;
+extern const ex _ex_1;
+extern const numeric *_num_1_2_p;
+extern const ex _ex_1_2;
+extern const numeric *_num_1_3_p;
+extern const ex _ex_1_3;
+extern const numeric *_num_1_4_p;
+extern const ex _ex_1_4;
+extern const numeric *_num0_p;
+extern const basic *_num0_bp;
+extern const ex _ex0;
+extern const numeric *_num1_4_p;
+extern const ex _ex1_4;
+extern const numeric *_num1_3_p;
+extern const ex _ex1_3;
+extern const numeric *_num1_2_p;
+extern const ex _ex1_2;
+extern const numeric *_num1_p;
+extern const ex _ex1;
+extern const numeric *_num2_p;
+extern const ex _ex2;
+extern const numeric *_num3_p;
+extern const ex _ex3;
+extern const numeric *_num4_p;
+extern const ex _ex4;
+extern const numeric *_num5_p;
+extern const ex _ex5;
+extern const numeric *_num6_p;
+extern const ex _ex6;
+extern const numeric *_num7_p;
+extern const ex _ex7;
+extern const numeric *_num8_p;
+extern const ex _ex8;
+extern const numeric *_num9_p;
+extern const ex _ex9;
+extern const numeric *_num10_p;
+extern const ex _ex10;
+extern const numeric *_num11_p;
+extern const ex _ex11;
+extern const numeric *_num12_p;
+extern const ex _ex12;
+extern const numeric *_num15_p;
+extern const ex _ex15;
+extern const numeric *_num18_p;
+extern const ex _ex18;
+extern const numeric *_num20_p;
+extern const ex _ex20;
+extern const numeric *_num24_p;
+extern const ex _ex24;
+extern const numeric *_num25_p;
+extern const ex _ex25;
+extern const numeric *_num30_p;
+extern const ex _ex30;
+extern const numeric *_num48_p;
+extern const ex _ex48;
+extern const numeric *_num60_p;
+extern const ex _ex60;
+extern const numeric *_num120_p;
+extern const ex _ex120;
+
+
+// Helper macros for class implementations (mostly useful for trivial classes)
+
+#define DEFAULT_CTOR(classname) \
+classname::classname() : inherited(&classname::tinfo_static) { setflag(status_flags::evaluated | status_flags::expanded); }
+
+#define DEFAULT_UNARCHIVE(classname) \
+ex classname::unarchive(const archive_node &n, lst &sym_lst) \
+{ \
+       return (new classname(n, sym_lst))->setflag(status_flags::dynallocated); \
+}
+
+#define DEFAULT_ARCHIVING(classname) \
+classname::classname(const archive_node &n, lst &sym_lst) : inherited(n, sym_lst) {} \
+DEFAULT_UNARCHIVE(classname) \
+void classname::archive(archive_node &n) const \
+{ \
+       inherited::archive(n); \
 }
 
-// like merge(), but three lists with *last2<*first3
-template <class InputIterator1, class InputIterator2, class InputIterator3,
-          class OutputIterator, class Compare>
-OutputIterator mymerge3(InputIterator1 first1, InputIterator1 last1,
-                        InputIterator2 first2, InputIterator2 last2,
-                        InputIterator3 first3, InputIterator3 last3,
-                        OutputIterator result, Compare comp) {
-    while (first1 != last1 && first2 != last2) {
-        if (comp(*first1, *first2)) {
-            *result = *first1;
-            ++first1;
-        }
-        else {
-            *result = *first2;
-            ++first2;
-        }
-        ++result;
-    }
-    
-    if (first1==last1) {
-        // list1 empty, copy rest of list2, then list3
-        return copy(first3, last3, copy(first2, last2, result));
-    } else {
-        // list2 empty, merge rest of list1 with list3
-        return mymerge(first1,last1,first3,last3,result,comp);
-    }
+#define DEFAULT_COMPARE(classname) \
+int classname::compare_same_type(const basic & other) const \
+{ \
+       /* by default, the objects are always identical */ \
+       return 0; \
+}
+
+#define DEFAULT_PRINT(classname, text) \
+void classname::do_print(const print_context & c, unsigned level) const \
+{ \
+       c.s << text; \
+}
+
+#define DEFAULT_PRINT_LATEX(classname, text, latex) \
+DEFAULT_PRINT(classname, text) \
+void classname::do_print_latex(const print_latex & c, unsigned level) const \
+{ \
+       c.s << latex; \
 }
 
-#ifndef NO_GINAC_NAMESPACE
 } // namespace GiNaC
-#endif // ndef NO_GINAC_NAMESPACE
+
 
 #endif // ndef __GINAC_UTILS_H__