normal() uses an additional reverse lookup map
authorChristian Bauer <Christian.Bauer@uni-mainz.de>
Mon, 21 Jul 2003 19:15:59 +0000 (19:15 +0000)
committerChristian Bauer <Christian.Bauer@uni-mainz.de>
Mon, 21 Jul 2003 19:15:59 +0000 (19:15 +0000)
ginac/add.h
ginac/basic.h
ginac/mul.h
ginac/normal.cpp
ginac/numeric.h
ginac/power.h
ginac/pseries.h
ginac/structure.h
ginac/symbol.h

index 20faea8..02969f0 100644 (file)
@@ -54,7 +54,7 @@ public:
        ex eval(int level=0) const;
        ex evalm() const;
        ex series(const relational & r, int order, unsigned options = 0) const;
-       ex normal(exmap & repl, int level=0) const;
+       ex normal(exmap & repl, exmap & rev_lookup, int level=0) const;
        numeric integer_content() const;
        ex smod(const numeric &xi) const;
        numeric max_coefficient() const;
index 12109bf..1d81c6e 100644 (file)
@@ -165,7 +165,7 @@ public:
        virtual ex series(const relational & r, int order, unsigned options = 0) const;
 
        // rational functions
-       virtual ex normal(exmap & repl, int level = 0) const;
+       virtual ex normal(exmap & repl, exmap & rev_lookup, int level = 0) const;
        virtual ex to_rational(lst &repl_lst) const;
        virtual ex to_polynomial(lst &repl_lst) const;
 
index 0ec5720..12e7e48 100644 (file)
@@ -57,7 +57,7 @@ public:
        ex evalf(int level=0) const;
        ex evalm() const;
        ex series(const relational & s, int order, unsigned options = 0) const;
-       ex normal(exmap & repl, int level = 0) const;
+       ex normal(exmap & repl, exmap & rev_lookup, int level = 0) const;
        numeric integer_content() const;
        ex smod(const numeric &xi) const;
        numeric max_coefficient() const;
index 8e2ec00..2603086 100644 (file)
@@ -1684,12 +1684,12 @@ ex sqrfree_parfrac(const ex & a, const symbol & x)
  *  assigned symbol). The symbol and expression are appended to repl, for
  *  a later application of subs().
  *  @see ex::normal */
-static ex replace_with_symbol(const ex & e, exmap & repl)
+static ex replace_with_symbol(const ex & e, exmap & repl, exmap & rev_lookup)
 {
-       // Expression already in repl? Then return the assigned symbol
-       for (exmap::const_iterator it = repl.begin(); it != repl.end(); ++it)
-               if (it->second.is_equal(e))
-                       return it->first;
+       // Expression already replaced? Then return the assigned symbol
+       exmap::const_iterator it = rev_lookup.find(e);
+       if (it != rev_lookup.end())
+               return it->second;
        
        // Otherwise create new symbol and add to list, taking care that the
        // replacement expression doesn't itself contain symbols from repl,
@@ -1697,6 +1697,7 @@ static ex replace_with_symbol(const ex & e, exmap & repl)
        ex es = (new symbol)->setflag(status_flags::dynallocated);
        ex e_replaced = e.subs(repl, subs_options::no_pattern);
        repl[es] = e_replaced;
+       rev_lookup[e_replaced] = es;
        return es;
 }
 
@@ -1732,18 +1733,18 @@ struct normal_map_function : public map_function {
 /** Default implementation of ex::normal(). It normalizes the children and
  *  replaces the object with a temporary symbol.
  *  @see ex::normal */
-ex basic::normal(exmap & repl, int level) const
+ex basic::normal(exmap & repl, exmap & rev_lookup, int level) const
 {
        if (nops() == 0)
-               return (new lst(replace_with_symbol(*this, repl), _ex1))->setflag(status_flags::dynallocated);
+               return (new lst(replace_with_symbol(*this, repl, rev_lookup), _ex1))->setflag(status_flags::dynallocated);
        else {
                if (level == 1)
-                       return (new lst(replace_with_symbol(*this, repl), _ex1))->setflag(status_flags::dynallocated);
+                       return (new lst(replace_with_symbol(*this, repl, rev_lookup), _ex1))->setflag(status_flags::dynallocated);
                else if (level == -max_recursion_level)
                        throw(std::runtime_error("max recursion level reached"));
                else {
                        normal_map_function map_normal(level - 1);
-                       return (new lst(replace_with_symbol(map(map_normal), repl), _ex1))->setflag(status_flags::dynallocated);
+                       return (new lst(replace_with_symbol(map(map_normal), repl, rev_lookup), _ex1))->setflag(status_flags::dynallocated);
                }
        }
 }
@@ -1751,7 +1752,7 @@ ex basic::normal(exmap & repl, int level) const
 
 /** Implementation of ex::normal() for symbols. This returns the unmodified symbol.
  *  @see ex::normal */
-ex symbol::normal(exmap & repl, int level) const
+ex symbol::normal(exmap & repl, exmap & rev_lookup, int level) const
 {
        return (new lst(*this, _ex1))->setflag(status_flags::dynallocated);
 }
@@ -1761,19 +1762,19 @@ ex symbol::normal(exmap & repl, int level) const
  *  into re+I*im and replaces I and non-rational real numbers with a temporary
  *  symbol.
  *  @see ex::normal */
-ex numeric::normal(exmap & repl, int level) const
+ex numeric::normal(exmap & repl, exmap & rev_lookup, int level) const
 {
        numeric num = numer();
        ex numex = num;
 
        if (num.is_real()) {
                if (!num.is_integer())
-                       numex = replace_with_symbol(numex, repl);
+                       numex = replace_with_symbol(numex, repl, rev_lookup);
        } else { // complex
                numeric re = num.real(), im = num.imag();
-               ex re_ex = re.is_rational() ? re : replace_with_symbol(re, repl);
-               ex im_ex = im.is_rational() ? im : replace_with_symbol(im, repl);
-               numex = re_ex + im_ex * replace_with_symbol(I, repl);
+               ex re_ex = re.is_rational() ? re : replace_with_symbol(re, repl, rev_lookup);
+               ex im_ex = im.is_rational() ? im : replace_with_symbol(im, repl, rev_lookup);
+               numex = re_ex + im_ex * replace_with_symbol(I, repl, rev_lookup);
        }
 
        // Denominator is always a real integer (see numeric::denom())
@@ -1845,10 +1846,10 @@ static ex frac_cancel(const ex &n, const ex &d)
 /** Implementation of ex::normal() for a sum. It expands terms and performs
  *  fractional addition.
  *  @see ex::normal */
-ex add::normal(exmap & repl, int level) const
+ex add::normal(exmap & repl, exmap & rev_lookup, int level) const
 {
        if (level == 1)
-               return (new lst(replace_with_symbol(*this, repl), _ex1))->setflag(status_flags::dynallocated);
+               return (new lst(replace_with_symbol(*this, repl, rev_lookup), _ex1))->setflag(status_flags::dynallocated);
        else if (level == -max_recursion_level)
                throw(std::runtime_error("max recursion level reached"));
 
@@ -1858,12 +1859,12 @@ ex add::normal(exmap & repl, int level) const
        dens.reserve(seq.size()+1);
        epvector::const_iterator it = seq.begin(), itend = seq.end();
        while (it != itend) {
-               ex n = ex_to<basic>(recombine_pair_to_ex(*it)).normal(repl, level-1);
+               ex n = ex_to<basic>(recombine_pair_to_ex(*it)).normal(repl, rev_lookup, level-1);
                nums.push_back(n.op(0));
                dens.push_back(n.op(1));
                it++;
        }
-       ex n = ex_to<numeric>(overall_coeff).normal(repl, level-1);
+       ex n = ex_to<numeric>(overall_coeff).normal(repl, rev_lookup, level-1);
        nums.push_back(n.op(0));
        dens.push_back(n.op(1));
        GINAC_ASSERT(nums.size() == dens.size());
@@ -1904,10 +1905,10 @@ ex add::normal(exmap & repl, int level) const
 /** Implementation of ex::normal() for a product. It cancels common factors
  *  from fractions.
  *  @see ex::normal() */
-ex mul::normal(exmap & repl, int level) const
+ex mul::normal(exmap & repl, exmap & rev_lookup, int level) const
 {
        if (level == 1)
-               return (new lst(replace_with_symbol(*this, repl), _ex1))->setflag(status_flags::dynallocated);
+               return (new lst(replace_with_symbol(*this, repl, rev_lookup), _ex1))->setflag(status_flags::dynallocated);
        else if (level == -max_recursion_level)
                throw(std::runtime_error("max recursion level reached"));
 
@@ -1917,12 +1918,12 @@ ex mul::normal(exmap & repl, int level) const
        ex n;
        epvector::const_iterator it = seq.begin(), itend = seq.end();
        while (it != itend) {
-               n = ex_to<basic>(recombine_pair_to_ex(*it)).normal(repl, level-1);
+               n = ex_to<basic>(recombine_pair_to_ex(*it)).normal(repl, rev_lookup, level-1);
                num.push_back(n.op(0));
                den.push_back(n.op(1));
                it++;
        }
-       n = ex_to<numeric>(overall_coeff).normal(repl, level-1);
+       n = ex_to<numeric>(overall_coeff).normal(repl, rev_lookup, level-1);
        num.push_back(n.op(0));
        den.push_back(n.op(1));
 
@@ -1932,20 +1933,20 @@ ex mul::normal(exmap & repl, int level) const
 }
 
 
-/** Implementation of ex::normal() for powers. It normalizes the basis,
+/** Implementation of ex::normal([B) for powers. It normalizes the basis,
  *  distributes integer exponents to numerator and denominator, and replaces
  *  non-integer powers by temporary symbols.
  *  @see ex::normal */
-ex power::normal(exmap & repl, int level) const
+ex power::normal(exmap & repl, exmap & rev_lookup, int level) const
 {
        if (level == 1)
-               return (new lst(replace_with_symbol(*this, repl), _ex1))->setflag(status_flags::dynallocated);
+               return (new lst(replace_with_symbol(*this, repl, rev_lookup), _ex1))->setflag(status_flags::dynallocated);
        else if (level == -max_recursion_level)
                throw(std::runtime_error("max recursion level reached"));
 
        // Normalize basis and exponent (exponent gets reassembled)
-       ex n_basis = ex_to<basic>(basis).normal(repl, level-1);
-       ex n_exponent = ex_to<basic>(exponent).normal(repl, level-1);
+       ex n_basis = ex_to<basic>(basis).normal(repl, rev_lookup, level-1);
+       ex n_exponent = ex_to<basic>(exponent).normal(repl, rev_lookup, level-1);
        n_exponent = n_exponent.op(0) / n_exponent.op(1);
 
        if (n_exponent.info(info_flags::integer)) {
@@ -1966,32 +1967,32 @@ ex power::normal(exmap & repl, int level) const
                if (n_exponent.info(info_flags::positive)) {
 
                        // (a/b)^x -> {sym((a/b)^x), 1}
-                       return (new lst(replace_with_symbol(power(n_basis.op(0) / n_basis.op(1), n_exponent), repl), _ex1))->setflag(status_flags::dynallocated);
+                       return (new lst(replace_with_symbol(power(n_basis.op(0) / n_basis.op(1), n_exponent), repl, rev_lookup), _ex1))->setflag(status_flags::dynallocated);
 
                } else if (n_exponent.info(info_flags::negative)) {
 
                        if (n_basis.op(1).is_equal(_ex1)) {
 
                                // a^-x -> {1, sym(a^x)}
-                               return (new lst(_ex1, replace_with_symbol(power(n_basis.op(0), -n_exponent), repl)))->setflag(status_flags::dynallocated);
+                               return (new lst(_ex1, replace_with_symbol(power(n_basis.op(0), -n_exponent), repl, rev_lookup)))->setflag(status_flags::dynallocated);
 
                        } else {
 
                                // (a/b)^-x -> {sym((b/a)^x), 1}
-                               return (new lst(replace_with_symbol(power(n_basis.op(1) / n_basis.op(0), -n_exponent), repl), _ex1))->setflag(status_flags::dynallocated);
+                               return (new lst(replace_with_symbol(power(n_basis.op(1) / n_basis.op(0), -n_exponent), repl, rev_lookup), _ex1))->setflag(status_flags::dynallocated);
                        }
                }
        }
 
        // (a/b)^x -> {sym((a/b)^x, 1}
-       return (new lst(replace_with_symbol(power(n_basis.op(0) / n_basis.op(1), n_exponent), repl), _ex1))->setflag(status_flags::dynallocated);
+       return (new lst(replace_with_symbol(power(n_basis.op(0) / n_basis.op(1), n_exponent), repl, rev_lookup), _ex1))->setflag(status_flags::dynallocated);
 }
 
 
 /** Implementation of ex::normal() for pseries. It normalizes each coefficient
  *  and replaces the series by a temporary symbol.
  *  @see ex::normal */
-ex pseries::normal(exmap & repl, int level) const
+ex pseries::normal(exmap & repl, exmap & rev_lookup, int level) const
 {
        epvector newseq;
        epvector::const_iterator i = seq.begin(), end = seq.end();
@@ -2002,7 +2003,7 @@ ex pseries::normal(exmap & repl, int level) const
                ++i;
        }
        ex n = pseries(relational(var,point), newseq);
-       return (new lst(replace_with_symbol(n, repl), _ex1))->setflag(status_flags::dynallocated);
+       return (new lst(replace_with_symbol(n, repl, rev_lookup), _ex1))->setflag(status_flags::dynallocated);
 }
 
 
@@ -2020,9 +2021,9 @@ ex pseries::normal(exmap & repl, int level) const
  *  @return normalized expression */
 ex ex::normal(int level) const
 {
-       exmap repl;
+       exmap repl, rev_lookup;
 
-       ex e = bp->normal(repl, level);
+       ex e = bp->normal(repl, rev_lookup, level);
        GINAC_ASSERT(is_a<lst>(e));
 
        // Re-insert replaced symbols
@@ -2041,9 +2042,9 @@ ex ex::normal(int level) const
  *  @return numerator */
 ex ex::numer() const
 {
-       exmap repl;
+       exmap repl, rev_lookup;
 
-       ex e = bp->normal(repl, 0);
+       ex e = bp->normal(repl, rev_lookup, 0);
        GINAC_ASSERT(is_a<lst>(e));
 
        // Re-insert replaced symbols
@@ -2061,9 +2062,9 @@ ex ex::numer() const
  *  @return denominator */
 ex ex::denom() const
 {
-       exmap repl;
+       exmap repl, rev_lookup;
 
-       ex e = bp->normal(repl, 0);
+       ex e = bp->normal(repl, rev_lookup, 0);
        GINAC_ASSERT(is_a<lst>(e));
 
        // Re-insert replaced symbols
@@ -2081,9 +2082,9 @@ ex ex::denom() const
  *  @return a list [numerator, denominator] */
 ex ex::numer_denom() const
 {
-       exmap repl;
+       exmap repl, rev_lookup;
 
-       ex e = bp->normal(repl, 0);
+       ex e = bp->normal(repl, rev_lookup, 0);
        GINAC_ASSERT(is_a<lst>(e));
 
        // Re-insert replaced symbols
index a4f4447..691d7de 100644 (file)
@@ -105,7 +105,7 @@ public:
        ex eval(int level = 0) const;
        ex evalf(int level = 0) const;
        ex subs(const exmap & m, unsigned options = 0) const { return subs_one_level(m, options); } // overwrites basic::subs() for performance reasons
-       ex normal(exmap & repl, int level = 0) const;
+       ex normal(exmap & repl, exmap & rev_lookup, int level = 0) const;
        ex to_rational(lst &repl_lst) const;
        ex to_polynomial(lst &repl_lst) const;
        numeric integer_content() const;
index a1f5a23..f808f97 100644 (file)
@@ -62,7 +62,7 @@ public:
        ex evalm() const;
        ex series(const relational & s, int order, unsigned options = 0) const;
        ex subs(const exmap & m, unsigned options = 0) const;
-       ex normal(exmap & repl, int level = 0) const;
+       ex normal(exmap & repl, exmap & rev_lookup, int level = 0) const;
        ex to_rational(lst &repl_lst) const;
        ex to_polynomial(lst &repl_lst) const;
        exvector get_free_indices() const;
index 5dbdc66..370c1f9 100644 (file)
@@ -54,7 +54,7 @@ public:
        ex evalf(int level=0) const;
        ex series(const relational & r, int order, unsigned options = 0) const;
        ex subs(const exmap & m, unsigned options = 0) const;
-       ex normal(exmap & repl, int level = 0) const;
+       ex normal(exmap & repl, exmap & rev_lookup, int level = 0) const;
        ex expand(unsigned options = 0) const;
 protected:
        ex derivative(const symbol & s) const;
index 41b243a..de45c2a 100644 (file)
@@ -181,7 +181,7 @@ public:
        ex series(const relational & r, int order, unsigned options = 0) const { return inherited::series(r, order, options); }
 
        // rational functions
-       ex normal(exmap & repl, int level = 0) const { return inherited::normal(repl, level); }
+       ex normal(exmap & repl, exmap & rev_lookup, int level = 0) const { return inherited::normal(repl, rev_lookup, level); }
        ex to_rational(lst & repl_lst) const { return inherited::to_rational(repl_lst); }
        ex to_polynomial(lst & repl_lst) const { return inherited::to_polynomial(repl_lst); }
 
index 8cd738b..55f2826 100644 (file)
@@ -68,7 +68,7 @@ public:
        ex evalf(int level = 0) const { return *this; } // overwrites basic::evalf() for performance reasons
        ex series(const relational & s, int order, unsigned options = 0) const;
        ex subs(const exmap & m, unsigned options = 0) const { return subs_one_level(m, options); } // overwrites basic::subs() for performance reasons
-       ex normal(exmap & repl, int level = 0) const;
+       ex normal(exmap & repl, exmap & rev_lookup, int level = 0) const;
        ex to_rational(lst &repl_lst) const;
        ex to_polynomial(lst &repl_lst) const;
 protected: