1 | // ---------------------------------------------------------------------------- |
---|
2 | // GMPrat.cc |
---|
3 | // begin of file |
---|
4 | // originally written by Gerd Sussner, sussner@mi.uni-erlangen.de |
---|
5 | // copied by Stephan Endrass, endrass@mathematik.uni-mainz.de |
---|
6 | // 23.7.99 |
---|
7 | // ---------------------------------------------------------------------------- |
---|
8 | |
---|
9 | #define GMPRAT_CC |
---|
10 | |
---|
11 | #include "mod2.h" |
---|
12 | |
---|
13 | #ifdef HAVE_SPECTRUM |
---|
14 | |
---|
15 | #ifdef GMPRAT_PRINT |
---|
16 | #include <iostream.h> |
---|
17 | #ifndef GMPRAT_IOSTREAM |
---|
18 | #include <stdio.h> |
---|
19 | #endif |
---|
20 | #endif |
---|
21 | |
---|
22 | #include <stdlib.h> |
---|
23 | #include <float.h> |
---|
24 | #include <math.h> |
---|
25 | #include <ctype.h> |
---|
26 | #include <string.h> |
---|
27 | |
---|
28 | #include "GMPrat.h" |
---|
29 | |
---|
30 | // ---------------------------------------------------------------------------- |
---|
31 | // Miscellaneous |
---|
32 | // ---------------------------------------------------------------------------- |
---|
33 | |
---|
34 | Rational Rational::save; // dummy variable |
---|
35 | |
---|
36 | // ---------------------------------------------------------------------------- |
---|
37 | // disconnect a rational from its reference |
---|
38 | // ---------------------------------------------------------------------------- |
---|
39 | |
---|
40 | void Rational::disconnect( ) |
---|
41 | { |
---|
42 | if( p->n>1) |
---|
43 | { |
---|
44 | p->n--; |
---|
45 | p = new rep; |
---|
46 | } |
---|
47 | else |
---|
48 | { |
---|
49 | mpq_clear(p->rat); |
---|
50 | } |
---|
51 | mpq_init(p->rat); |
---|
52 | } |
---|
53 | |
---|
54 | // ---------------------------------------------------------------------------- |
---|
55 | // Constructors |
---|
56 | // ---------------------------------------------------------------------------- |
---|
57 | |
---|
58 | Rational::Rational( ) |
---|
59 | { |
---|
60 | p = new rep; |
---|
61 | mpq_init( p->rat ); |
---|
62 | } |
---|
63 | |
---|
64 | Rational::Rational( long int a ) |
---|
65 | { |
---|
66 | p = new rep; |
---|
67 | mpq_init( p->rat ); |
---|
68 | mpq_set_si( p->rat,a,1 ); |
---|
69 | } |
---|
70 | |
---|
71 | Rational::Rational( unsigned long int a ) |
---|
72 | { |
---|
73 | p = new rep; |
---|
74 | mpq_init( p->rat ); |
---|
75 | mpq_set_ui( p->rat,a,1 ); |
---|
76 | } |
---|
77 | |
---|
78 | Rational::Rational( int a ) |
---|
79 | { |
---|
80 | p = new rep; |
---|
81 | mpq_init( p->rat ); |
---|
82 | mpq_set_si( p->rat,(long int)a,1 ); |
---|
83 | } |
---|
84 | |
---|
85 | Rational::Rational( unsigned int a ) |
---|
86 | { |
---|
87 | p = new rep; |
---|
88 | mpq_init( p->rat ); |
---|
89 | mpq_set_ui( p->rat,(unsigned long)a,1 ); |
---|
90 | } |
---|
91 | |
---|
92 | Rational::Rational( const Rational& a ) |
---|
93 | { |
---|
94 | a.p->n++; |
---|
95 | p=a.p; |
---|
96 | } |
---|
97 | |
---|
98 | Rational::Rational( double a ) |
---|
99 | { |
---|
100 | mpz_t h1,h2; |
---|
101 | int i=0; |
---|
102 | double aa=a; |
---|
103 | |
---|
104 | p = new rep; |
---|
105 | mpq_init( p->rat ); |
---|
106 | mpz_init_set_ui( h1,1 ); |
---|
107 | |
---|
108 | while( fabs( 10.0*aa ) < DBL_MAX && i<DBL_DIG ) |
---|
109 | { |
---|
110 | aa *= 10.; |
---|
111 | mpz_mul_ui( h1,h1,10 ); |
---|
112 | i++; |
---|
113 | } |
---|
114 | mpz_init_set_d( h2,aa ); |
---|
115 | mpq_set_num( p->rat,h2 ); |
---|
116 | mpq_set_den( p->rat,h1 ); |
---|
117 | mpq_canonicalize( p->rat ); |
---|
118 | mpz_clear( h1 ); |
---|
119 | mpz_clear( h2 ); |
---|
120 | } |
---|
121 | |
---|
122 | Rational::Rational(float a) |
---|
123 | { |
---|
124 | mpz_t h1,h2; |
---|
125 | int i=0; |
---|
126 | double aa=a; |
---|
127 | |
---|
128 | p=new rep; |
---|
129 | mpq_init(p->rat); |
---|
130 | mpz_init_set_ui(h1,1); |
---|
131 | while(fabs(10.*aa) < FLT_MAX && i<FLT_DIG){ |
---|
132 | aa*=10.; |
---|
133 | mpz_mul_ui(h1,h1,10); |
---|
134 | i++; |
---|
135 | } |
---|
136 | mpz_init_set_d(h2,aa); |
---|
137 | mpq_set_num(p->rat,h2); |
---|
138 | mpq_set_den(p->rat,h1); |
---|
139 | mpq_canonicalize(p->rat); |
---|
140 | mpz_clear(h1); |
---|
141 | mpz_clear(h2); |
---|
142 | } |
---|
143 | |
---|
144 | // ---------------------------------------------------------------------------- |
---|
145 | // Create a Rational from a string like "+1234.5678e-1234" |
---|
146 | // ---------------------------------------------------------------------------- |
---|
147 | |
---|
148 | Rational::Rational( char *s ) |
---|
149 | { |
---|
150 | mpz_t h1; |
---|
151 | int exp=0,i=0; |
---|
152 | char *s1,*s2,*ss; |
---|
153 | |
---|
154 | ss = new char[strlen(s)+1]; |
---|
155 | strcpy( ss,s ); |
---|
156 | s1 = ss; |
---|
157 | p = new rep; |
---|
158 | mpq_init( p->rat ); |
---|
159 | if( isdigit(s1[0]) || s1[0]=='-' || s1[0]=='+' ) |
---|
160 | { |
---|
161 | if (s1[0]=='+') ++s1; |
---|
162 | if (s1[0]=='-') ++i; |
---|
163 | |
---|
164 | while( isdigit( s1[i] ) ) |
---|
165 | { |
---|
166 | ++i; |
---|
167 | } |
---|
168 | if (s1[i]=='.') |
---|
169 | { |
---|
170 | ++i; |
---|
171 | while( isdigit( s1[i] ) ) |
---|
172 | { |
---|
173 | s1[i-1]=s1[i]; |
---|
174 | ++i; |
---|
175 | --exp; |
---|
176 | } |
---|
177 | s1[i-1]='\0'; |
---|
178 | } |
---|
179 | if (s1[i]=='e' || s1[i]=='E') |
---|
180 | { |
---|
181 | s2=s1+i+1; |
---|
182 | } |
---|
183 | else |
---|
184 | s2=""; |
---|
185 | |
---|
186 | s1[i]='\0'; |
---|
187 | i=exp+atoi(s2); |
---|
188 | mpz_init_set_str(h1,s1,10); |
---|
189 | delete[] ss; |
---|
190 | mpq_set_z(p->rat,h1); |
---|
191 | mpq_set_ui(save.p->rat,10,1); |
---|
192 | if (i>0) |
---|
193 | { |
---|
194 | for(int j=0;j<i;j++) |
---|
195 | mpq_mul(p->rat,p->rat,save.p->rat); |
---|
196 | } |
---|
197 | else if (i<0) |
---|
198 | { |
---|
199 | for(int j=0;j>i;j--) |
---|
200 | mpq_div(p->rat,p->rat,save.p->rat); |
---|
201 | } |
---|
202 | mpq_canonicalize(p->rat); |
---|
203 | mpz_clear(h1); |
---|
204 | } |
---|
205 | } |
---|
206 | |
---|
207 | // ---------------------------------------------------------------------------- |
---|
208 | // Constructors with two arguments: numerator and denominator |
---|
209 | // ---------------------------------------------------------------------------- |
---|
210 | |
---|
211 | Rational::Rational(long int a, unsigned long int b) |
---|
212 | { |
---|
213 | p = new rep; |
---|
214 | mpq_init( p->rat ); |
---|
215 | mpq_set_si( p->rat,a,b ); |
---|
216 | mpq_canonicalize( p->rat ); |
---|
217 | } |
---|
218 | |
---|
219 | Rational::Rational(unsigned long int a, unsigned long int b) |
---|
220 | { |
---|
221 | p=new rep; |
---|
222 | mpq_init(p->rat); |
---|
223 | mpq_set_ui(p->rat,a,b); |
---|
224 | mpq_canonicalize(p->rat); |
---|
225 | } |
---|
226 | |
---|
227 | Rational::Rational(int a, unsigned int b) |
---|
228 | { |
---|
229 | p=new rep; |
---|
230 | mpq_init(p->rat); |
---|
231 | mpq_set_si(p->rat,(long int) a,(unsigned long int) b); |
---|
232 | mpq_canonicalize(p->rat); |
---|
233 | } |
---|
234 | |
---|
235 | Rational::Rational(unsigned int a, unsigned int b) |
---|
236 | { |
---|
237 | p=new rep; |
---|
238 | mpq_init(p->rat); |
---|
239 | mpq_set_ui(p->rat,(unsigned long) a,(unsigned long int) b); |
---|
240 | mpq_canonicalize(p->rat); |
---|
241 | } |
---|
242 | |
---|
243 | Rational::Rational(const Rational& a, const Rational& b) |
---|
244 | { |
---|
245 | p=new rep; |
---|
246 | mpq_init(p->rat); |
---|
247 | mpq_div(p->rat, a.p->rat, b.p->rat); |
---|
248 | } |
---|
249 | |
---|
250 | Rational::Rational(long int a, long int b) |
---|
251 | { |
---|
252 | if (b<0) a=-a; |
---|
253 | p=new rep; |
---|
254 | mpq_init(p->rat); |
---|
255 | mpq_set_si(p->rat,a,abs(b)); |
---|
256 | mpq_canonicalize(p->rat); |
---|
257 | } |
---|
258 | |
---|
259 | Rational::Rational(int a, int b) |
---|
260 | { |
---|
261 | if (b<0) a=-a; |
---|
262 | p=new rep; |
---|
263 | mpq_init(p->rat); |
---|
264 | mpq_set_si(p->rat,(long int) a,(unsigned long int) abs(b)); |
---|
265 | mpq_canonicalize(p->rat); |
---|
266 | } |
---|
267 | |
---|
268 | Rational::Rational(char *sn, char *sd) |
---|
269 | { |
---|
270 | Rational |
---|
271 | h=sd; |
---|
272 | |
---|
273 | p=new rep; |
---|
274 | mpq_init(p->rat); |
---|
275 | *this=sn; |
---|
276 | mpq_div(p->rat,p->rat,h.p->rat); |
---|
277 | } |
---|
278 | |
---|
279 | // ---------------------------------------------------------------------------- |
---|
280 | // Destructor |
---|
281 | // ---------------------------------------------------------------------------- |
---|
282 | |
---|
283 | Rational::~Rational() |
---|
284 | { |
---|
285 | if (--p->n==0){ |
---|
286 | mpq_clear(p->rat); |
---|
287 | delete p; |
---|
288 | } |
---|
289 | } |
---|
290 | |
---|
291 | // ---------------------------------------------------------------------------- |
---|
292 | // Assignment operators |
---|
293 | // ---------------------------------------------------------------------------- |
---|
294 | Rational& Rational::operator=(int a) |
---|
295 | { |
---|
296 | disconnect(); |
---|
297 | mpq_set_si(p->rat,(long int) a,1); |
---|
298 | return *this; |
---|
299 | } |
---|
300 | |
---|
301 | Rational& Rational::operator=(double a) |
---|
302 | { |
---|
303 | mpz_t |
---|
304 | h1, |
---|
305 | h2; |
---|
306 | int |
---|
307 | i=0; |
---|
308 | double |
---|
309 | aa=a; |
---|
310 | |
---|
311 | disconnect(); |
---|
312 | mpz_init_set_ui(h1,1); |
---|
313 | while(fabs(10.*aa) < DBL_MAX && i<DBL_DIG){ |
---|
314 | aa*=10.; |
---|
315 | mpz_mul_ui(h1,h1,10); |
---|
316 | i++; |
---|
317 | } |
---|
318 | mpz_init_set_d(h2,aa); |
---|
319 | mpq_set_num(p->rat,h2); |
---|
320 | mpq_set_den(p->rat,h1); |
---|
321 | mpq_canonicalize(p->rat); |
---|
322 | mpz_clear(h1); |
---|
323 | mpz_clear(h2); |
---|
324 | return *this; |
---|
325 | } |
---|
326 | |
---|
327 | Rational& Rational::operator=(float a) |
---|
328 | { |
---|
329 | mpz_t |
---|
330 | h1, |
---|
331 | h2; |
---|
332 | int |
---|
333 | i=0; |
---|
334 | double |
---|
335 | aa=a; |
---|
336 | |
---|
337 | disconnect(); |
---|
338 | mpz_init_set_ui(h1,1); |
---|
339 | while(fabs(10.*aa) < FLT_MAX && i<FLT_DIG){ |
---|
340 | aa*=10.; |
---|
341 | mpz_mul_ui(h1,h1,10); |
---|
342 | i++; |
---|
343 | } |
---|
344 | mpz_init_set_d(h2,aa); |
---|
345 | mpq_set_num(p->rat,h2); |
---|
346 | mpq_set_den(p->rat,h1); |
---|
347 | mpq_canonicalize(p->rat); |
---|
348 | mpz_clear(h1); |
---|
349 | mpz_clear(h2); |
---|
350 | return *this; |
---|
351 | } |
---|
352 | |
---|
353 | Rational& Rational::operator=(char *s) |
---|
354 | { |
---|
355 | mpz_t |
---|
356 | h1; |
---|
357 | int |
---|
358 | exp=0, |
---|
359 | i=0; |
---|
360 | char |
---|
361 | *s1=s, |
---|
362 | *s2, |
---|
363 | *ss; |
---|
364 | |
---|
365 | ss=new char[strlen(s)+1]; |
---|
366 | strcpy(ss,s); |
---|
367 | s1=ss; |
---|
368 | disconnect(); |
---|
369 | if (isdigit(s1[0]) || s1[0]=='-' || s1[0]=='+'){ |
---|
370 | if (s1[0]=='+') ++s1; |
---|
371 | if (s1[0]=='-') ++i; |
---|
372 | while(isdigit(s1[i])) |
---|
373 | ++i; |
---|
374 | if (s1[i]=='.'){ |
---|
375 | ++i; |
---|
376 | while(isdigit(s1[i])){ |
---|
377 | s1[i-1]=s1[i]; |
---|
378 | ++i; |
---|
379 | --exp; |
---|
380 | } |
---|
381 | s1[i-1]='\0'; |
---|
382 | } |
---|
383 | if (s1[i]=='e' || s1[i]=='E'){ |
---|
384 | s2=s1+i+1; |
---|
385 | } |
---|
386 | else |
---|
387 | s2=""; |
---|
388 | s1[i]='\0'; |
---|
389 | i=exp+atoi(s2); |
---|
390 | mpz_init_set_str(h1,s1,10); |
---|
391 | delete[] ss; |
---|
392 | mpq_set_z(p->rat,h1); |
---|
393 | mpq_set_ui(save.p->rat,10,1); |
---|
394 | if (i>0){ |
---|
395 | for(int j=0;j<i;j++) |
---|
396 | mpq_mul(p->rat,p->rat,save.p->rat); |
---|
397 | } |
---|
398 | else if (i<0){ |
---|
399 | for(int j=0;j>i;j--) |
---|
400 | mpq_div(p->rat,p->rat,save.p->rat); |
---|
401 | } |
---|
402 | mpq_canonicalize(p->rat); |
---|
403 | mpz_clear(h1); |
---|
404 | } |
---|
405 | else |
---|
406 | mpq_set_ui(p->rat,0,1); |
---|
407 | return *this; |
---|
408 | } |
---|
409 | |
---|
410 | Rational& Rational::operator=(const Rational& a) |
---|
411 | { |
---|
412 | a.p->n++; |
---|
413 | if (--p->n==0){ |
---|
414 | mpq_clear(p->rat); |
---|
415 | delete p; |
---|
416 | } |
---|
417 | p=a.p; |
---|
418 | return *this; |
---|
419 | } |
---|
420 | |
---|
421 | // ---------------------------------------------------------------------------- |
---|
422 | // Numerator and denominator |
---|
423 | // ---------------------------------------------------------------------------- |
---|
424 | |
---|
425 | Rational Rational::get_num( ) |
---|
426 | { |
---|
427 | Rational erg; |
---|
428 | |
---|
429 | mpq_set_num( erg.p->rat,mpq_numref( p->rat ) ); |
---|
430 | |
---|
431 | return erg; |
---|
432 | } |
---|
433 | |
---|
434 | int Rational::get_num_si( ) |
---|
435 | { |
---|
436 | return mpz_get_si( mpq_numref( p->rat ) ); |
---|
437 | } |
---|
438 | |
---|
439 | Rational Rational::get_den( ) |
---|
440 | { |
---|
441 | Rational erg; |
---|
442 | |
---|
443 | mpq_set_num( erg.p->rat,mpq_denref( p->rat ) ); |
---|
444 | |
---|
445 | return erg; |
---|
446 | } |
---|
447 | |
---|
448 | int Rational::get_den_si( ) |
---|
449 | { |
---|
450 | return mpz_get_si( mpq_denref( p->rat ) ); |
---|
451 | } |
---|
452 | |
---|
453 | // ---------------------------------------------------------------------------- |
---|
454 | // Casting |
---|
455 | // ---------------------------------------------------------------------------- |
---|
456 | |
---|
457 | Rational::operator bool() |
---|
458 | { |
---|
459 | if (mpq_sgn(p->rat)) return true; |
---|
460 | return false; |
---|
461 | } |
---|
462 | |
---|
463 | Rational::operator long int() |
---|
464 | { |
---|
465 | mpz_t |
---|
466 | h; |
---|
467 | long int |
---|
468 | ret_val; |
---|
469 | |
---|
470 | mpz_init(h); |
---|
471 | mpz_tdiv_q(h,mpq_numref(p->rat),mpq_denref(p->rat)); |
---|
472 | ret_val=mpz_get_si(h); |
---|
473 | mpz_clear(h); |
---|
474 | |
---|
475 | return ret_val; |
---|
476 | } |
---|
477 | |
---|
478 | Rational::operator unsigned long int() |
---|
479 | { |
---|
480 | mpz_t |
---|
481 | h; |
---|
482 | unsigned long int |
---|
483 | ret_val; |
---|
484 | |
---|
485 | mpz_init(h); |
---|
486 | mpz_tdiv_q(h,mpq_numref(p->rat),mpq_denref(p->rat)); |
---|
487 | ret_val=mpz_get_ui(h); |
---|
488 | mpz_clear(h); |
---|
489 | return ret_val; |
---|
490 | } |
---|
491 | |
---|
492 | Rational::operator int() |
---|
493 | { |
---|
494 | mpz_t |
---|
495 | h; |
---|
496 | long int |
---|
497 | ret_val; |
---|
498 | |
---|
499 | mpz_init(h); |
---|
500 | mpz_tdiv_q(h,mpq_numref(p->rat),mpq_denref(p->rat)); |
---|
501 | ret_val=mpz_get_si(h); |
---|
502 | mpz_clear(h); |
---|
503 | |
---|
504 | return ret_val; |
---|
505 | } |
---|
506 | |
---|
507 | Rational::operator unsigned int() |
---|
508 | { |
---|
509 | mpz_t |
---|
510 | h; |
---|
511 | unsigned long int |
---|
512 | ret_val; |
---|
513 | |
---|
514 | mpz_init(h); |
---|
515 | mpz_tdiv_q(h,mpq_numref(p->rat),mpq_denref(p->rat)); |
---|
516 | ret_val=mpz_get_ui(h); |
---|
517 | mpz_clear(h); |
---|
518 | return ret_val; |
---|
519 | } |
---|
520 | |
---|
521 | Rational::operator short int() |
---|
522 | { |
---|
523 | mpz_t |
---|
524 | h; |
---|
525 | short int |
---|
526 | ret_val; |
---|
527 | |
---|
528 | mpz_init(h); |
---|
529 | mpz_tdiv_q(h,mpq_numref(p->rat),mpq_denref(p->rat)); |
---|
530 | ret_val=mpz_get_si(h); |
---|
531 | mpz_clear(h); |
---|
532 | return ret_val; |
---|
533 | } |
---|
534 | |
---|
535 | Rational::operator unsigned short int() |
---|
536 | { |
---|
537 | mpz_t |
---|
538 | h; |
---|
539 | unsigned short int |
---|
540 | ret_val; |
---|
541 | |
---|
542 | mpz_init(h); |
---|
543 | mpz_tdiv_q(h,mpq_numref(p->rat),mpq_denref(p->rat)); |
---|
544 | ret_val=mpz_get_ui(h); |
---|
545 | mpz_clear(h); |
---|
546 | return ret_val; |
---|
547 | } |
---|
548 | |
---|
549 | Rational::operator char() |
---|
550 | { |
---|
551 | mpz_t |
---|
552 | h; |
---|
553 | char |
---|
554 | ret_val; |
---|
555 | |
---|
556 | mpz_init(h); |
---|
557 | mpz_tdiv_q(h,mpq_numref(p->rat),mpq_denref(p->rat)); |
---|
558 | ret_val=mpz_get_si(h); |
---|
559 | mpz_clear(h); |
---|
560 | return ret_val; |
---|
561 | } |
---|
562 | |
---|
563 | Rational::operator unsigned char() |
---|
564 | { |
---|
565 | mpz_t |
---|
566 | h; |
---|
567 | unsigned char |
---|
568 | ret_val; |
---|
569 | |
---|
570 | mpz_init(h); |
---|
571 | mpz_tdiv_q(h,mpq_numref(p->rat),mpq_denref(p->rat)); |
---|
572 | ret_val=mpz_get_ui(h); |
---|
573 | mpz_clear(h); |
---|
574 | return ret_val; |
---|
575 | } |
---|
576 | |
---|
577 | Rational::operator double() |
---|
578 | { |
---|
579 | return mpq_get_d(p->rat); |
---|
580 | } |
---|
581 | |
---|
582 | Rational::operator float() |
---|
583 | { |
---|
584 | return mpq_get_d(p->rat); |
---|
585 | } |
---|
586 | |
---|
587 | // ---------------------------------------------------------------------------- |
---|
588 | // Unary minus |
---|
589 | // ---------------------------------------------------------------------------- |
---|
590 | |
---|
591 | Rational |
---|
592 | Rational::operator-() |
---|
593 | { |
---|
594 | Rational |
---|
595 | erg; |
---|
596 | |
---|
597 | mpq_neg(erg.p->rat,p->rat); |
---|
598 | return erg; |
---|
599 | } |
---|
600 | |
---|
601 | Rational operator - ( const Rational &r ) |
---|
602 | { |
---|
603 | Rational |
---|
604 | erg; |
---|
605 | |
---|
606 | mpq_neg(erg.p->rat,r.p->rat); |
---|
607 | return erg; |
---|
608 | } |
---|
609 | |
---|
610 | // ---------------------------------------------------------------------------- |
---|
611 | // Inverse |
---|
612 | // ---------------------------------------------------------------------------- |
---|
613 | |
---|
614 | Rational |
---|
615 | Rational::operator~() |
---|
616 | { |
---|
617 | Rational |
---|
618 | erg; |
---|
619 | |
---|
620 | mpq_inv(erg.p->rat,p->rat); |
---|
621 | return erg; |
---|
622 | } |
---|
623 | |
---|
624 | // ---------------------------------------------------------------------------- |
---|
625 | // +=, -= ... |
---|
626 | // ---------------------------------------------------------------------------- |
---|
627 | |
---|
628 | Rational& |
---|
629 | Rational::operator+=(const Rational &a) |
---|
630 | { |
---|
631 | mpq_set(save.p->rat,p->rat); |
---|
632 | disconnect(); |
---|
633 | mpq_add(p->rat,save.p->rat,a.p->rat); |
---|
634 | return *this; |
---|
635 | } |
---|
636 | |
---|
637 | Rational& |
---|
638 | Rational::operator-=(const Rational &a) |
---|
639 | { |
---|
640 | mpq_set(save.p->rat,p->rat); |
---|
641 | disconnect(); |
---|
642 | mpq_sub(p->rat,save.p->rat,a.p->rat); |
---|
643 | return *this; |
---|
644 | } |
---|
645 | |
---|
646 | Rational& |
---|
647 | Rational::operator*=(const Rational &a) |
---|
648 | { |
---|
649 | mpq_set(save.p->rat,p->rat); |
---|
650 | disconnect(); |
---|
651 | mpq_mul(p->rat,save.p->rat,a.p->rat); |
---|
652 | return *this; |
---|
653 | } |
---|
654 | |
---|
655 | Rational& |
---|
656 | Rational::operator/=(const Rational &a) |
---|
657 | { |
---|
658 | mpq_set(save.p->rat,p->rat); |
---|
659 | disconnect(); |
---|
660 | mpq_div(p->rat,save.p->rat,a.p->rat); |
---|
661 | return *this; |
---|
662 | } |
---|
663 | |
---|
664 | // ---------------------------------------------------------------------------- |
---|
665 | // Increment and decrement |
---|
666 | // ---------------------------------------------------------------------------- |
---|
667 | |
---|
668 | Rational& |
---|
669 | Rational::operator++() |
---|
670 | { |
---|
671 | mpq_set(save.p->rat,p->rat); |
---|
672 | *this=1; |
---|
673 | mpq_add(p->rat,p->rat,save.p->rat); |
---|
674 | return *this; |
---|
675 | } |
---|
676 | |
---|
677 | Rational |
---|
678 | Rational::operator++(int) |
---|
679 | { |
---|
680 | Rational |
---|
681 | erg(*this); |
---|
682 | |
---|
683 | mpq_set(save.p->rat,p->rat); |
---|
684 | *this=1; |
---|
685 | mpq_add(p->rat,p->rat,save.p->rat); |
---|
686 | return erg; |
---|
687 | } |
---|
688 | |
---|
689 | Rational& |
---|
690 | Rational::operator--() |
---|
691 | { |
---|
692 | mpq_set(save.p->rat,p->rat); |
---|
693 | *this=1; |
---|
694 | mpq_sub(p->rat,save.p->rat,p->rat); |
---|
695 | return *this; |
---|
696 | } |
---|
697 | |
---|
698 | Rational |
---|
699 | Rational::operator--(int) |
---|
700 | { |
---|
701 | Rational |
---|
702 | erg(*this); |
---|
703 | |
---|
704 | mpq_set(save.p->rat,p->rat); |
---|
705 | *this=1; |
---|
706 | mpq_sub(p->rat,save.p->rat,p->rat); |
---|
707 | return erg; |
---|
708 | } |
---|
709 | |
---|
710 | // ---------------------------------------------------------------------------- |
---|
711 | // Relational operators |
---|
712 | // ---------------------------------------------------------------------------- |
---|
713 | |
---|
714 | bool operator<(const Rational& a,const Rational& b) |
---|
715 | { |
---|
716 | if (mpq_cmp(a.p->rat,b.p->rat)<0) return true; |
---|
717 | return false; |
---|
718 | } |
---|
719 | |
---|
720 | bool operator<=(const Rational& a,const Rational& b) |
---|
721 | { |
---|
722 | if (mpq_cmp(a.p->rat,b.p->rat)>0) return false; |
---|
723 | return true; |
---|
724 | } |
---|
725 | |
---|
726 | bool operator>(const Rational& a,const Rational& b) |
---|
727 | { |
---|
728 | if (mpq_cmp(a.p->rat,b.p->rat)>0) return true; |
---|
729 | return false; |
---|
730 | } |
---|
731 | |
---|
732 | bool operator>=(const Rational& a,const Rational& b) |
---|
733 | { |
---|
734 | if (mpq_cmp(a.p->rat,b.p->rat)<0) return false; |
---|
735 | return true; |
---|
736 | } |
---|
737 | |
---|
738 | bool operator==(const Rational& a,const Rational& b) |
---|
739 | { |
---|
740 | if (mpq_equal(a.p->rat,b.p->rat)) return true; |
---|
741 | return false; |
---|
742 | } |
---|
743 | |
---|
744 | bool operator!=(const Rational& a,const Rational& b) |
---|
745 | { |
---|
746 | if (mpq_equal(a.p->rat,b.p->rat)) return false; |
---|
747 | return true; |
---|
748 | } |
---|
749 | |
---|
750 | // ---------------------------------------------------------------------------- |
---|
751 | // Ostream |
---|
752 | // ---------------------------------------------------------------------------- |
---|
753 | |
---|
754 | #ifdef GMPRAT_PRINT |
---|
755 | ostream& operator<< (ostream& s,const Rational& a) |
---|
756 | { |
---|
757 | char *snum,*sdenom; |
---|
758 | |
---|
759 | snum = mpz_get_str( NULL,10,mpq_numref(a.p->rat) ); |
---|
760 | sdenom = mpz_get_str( NULL,10,mpq_denref(a.p->rat) ); |
---|
761 | |
---|
762 | if( sdenom[0] == '1' && sdenom[1] == '\0' ) |
---|
763 | { |
---|
764 | #ifdef GMPRAT_IOSTREAM |
---|
765 | s << snum; |
---|
766 | #else |
---|
767 | fprintf( stdout,snum ); |
---|
768 | #endif |
---|
769 | } |
---|
770 | else |
---|
771 | { |
---|
772 | #ifdef GMPRAT_IOSTREAM |
---|
773 | s << snum << "/" << sdenom; |
---|
774 | #else |
---|
775 | fprintf( stdout,snum ); |
---|
776 | fprintf( stdout,"/" ); |
---|
777 | fprintf( stdout,sdenom ); |
---|
778 | #endif |
---|
779 | } |
---|
780 | |
---|
781 | //free( snum ); |
---|
782 | //free( sdenom ); |
---|
783 | |
---|
784 | return s; |
---|
785 | } |
---|
786 | #endif |
---|
787 | |
---|
788 | unsigned int Rational::length( ) const |
---|
789 | { |
---|
790 | char *snum = (char*)NULL; |
---|
791 | char *sden = (char*)NULL; |
---|
792 | |
---|
793 | snum = mpz_get_str( snum,10,mpq_numref( p->rat ) ); |
---|
794 | sden = mpz_get_str( sden,10,mpq_denref( p->rat ) ); |
---|
795 | |
---|
796 | int length = strlen( snum ); |
---|
797 | |
---|
798 | if( sden[0] != '1' || sden[1] != '\0' ) length += strlen( sden ) + 1; |
---|
799 | |
---|
800 | free( snum ); |
---|
801 | free( sden ); |
---|
802 | |
---|
803 | return length; |
---|
804 | } |
---|
805 | |
---|
806 | // ---------------------------------------------------------------------------- |
---|
807 | // Operators |
---|
808 | // ---------------------------------------------------------------------------- |
---|
809 | |
---|
810 | Rational |
---|
811 | operator+(const Rational& a,const Rational &b) |
---|
812 | { |
---|
813 | Rational |
---|
814 | erg(a); |
---|
815 | |
---|
816 | return erg+=b; |
---|
817 | } |
---|
818 | |
---|
819 | Rational |
---|
820 | operator-(const Rational& a,const Rational &b) |
---|
821 | { |
---|
822 | Rational |
---|
823 | erg(a); |
---|
824 | |
---|
825 | return erg-=b; |
---|
826 | } |
---|
827 | |
---|
828 | Rational |
---|
829 | operator*(const Rational& a,const Rational &b) |
---|
830 | { |
---|
831 | Rational |
---|
832 | erg(a); |
---|
833 | |
---|
834 | return erg*=b; |
---|
835 | } |
---|
836 | |
---|
837 | Rational pow( const Rational& a,int e ) |
---|
838 | { |
---|
839 | Rational erg(1); |
---|
840 | |
---|
841 | for( int i=0; i<e; i++ ) |
---|
842 | { |
---|
843 | erg *= a; |
---|
844 | } |
---|
845 | return erg; |
---|
846 | } |
---|
847 | |
---|
848 | Rational operator/(const Rational& a,const Rational &b) |
---|
849 | { |
---|
850 | Rational |
---|
851 | erg(a); |
---|
852 | |
---|
853 | return erg/=b; |
---|
854 | } |
---|
855 | |
---|
856 | int sgn(const Rational& a) |
---|
857 | { |
---|
858 | return mpq_sgn(a.p->rat); |
---|
859 | } |
---|
860 | |
---|
861 | Rational |
---|
862 | abs(const Rational& a) |
---|
863 | { |
---|
864 | Rational |
---|
865 | erg; |
---|
866 | |
---|
867 | if (mpq_sgn(a.p->rat)<0) |
---|
868 | mpq_neg(erg.p->rat,a.p->rat); |
---|
869 | else |
---|
870 | mpq_set(erg.p->rat,a.p->rat); |
---|
871 | return erg; |
---|
872 | } |
---|
873 | |
---|
874 | Rational gcd( const Rational &a,const Rational &b ) |
---|
875 | { |
---|
876 | if( a == 0 ) |
---|
877 | { |
---|
878 | if( b == 0 ) |
---|
879 | { |
---|
880 | return (Rational)1; |
---|
881 | } |
---|
882 | else |
---|
883 | { |
---|
884 | return abs( b ); |
---|
885 | } |
---|
886 | } |
---|
887 | else if( b == 0 ) |
---|
888 | { |
---|
889 | return abs( a ); |
---|
890 | } |
---|
891 | |
---|
892 | Rational erg; |
---|
893 | |
---|
894 | mpz_gcd( mpq_numref( erg.p->rat ), |
---|
895 | mpq_numref( a.p->rat ),mpq_numref( b.p->rat ) ); |
---|
896 | mpz_gcd( mpq_denref( erg.p->rat ), |
---|
897 | mpq_denref( a.p->rat ),mpq_denref( b.p->rat ) ); |
---|
898 | |
---|
899 | //mpq_canonicalize( erg.p->rat ); |
---|
900 | |
---|
901 | return abs( erg ); |
---|
902 | } |
---|
903 | |
---|
904 | Rational gcd( Rational *a,int n ) |
---|
905 | { |
---|
906 | if( n == 1 ) |
---|
907 | { |
---|
908 | return a[0]; |
---|
909 | } |
---|
910 | |
---|
911 | Rational g = gcd( a[0],a[1] ); |
---|
912 | |
---|
913 | for( int i=2; i<n; i++ ) |
---|
914 | { |
---|
915 | g = gcd( g,a[i] ); |
---|
916 | } |
---|
917 | |
---|
918 | return g; |
---|
919 | } |
---|
920 | |
---|
921 | Rational lcm( const Rational &a,const Rational &b ) |
---|
922 | { |
---|
923 | if( a == 0 ) |
---|
924 | { |
---|
925 | return b; |
---|
926 | } |
---|
927 | else if( b == 0 ) |
---|
928 | { |
---|
929 | return a; |
---|
930 | } |
---|
931 | |
---|
932 | return a*b/gcd(a,b); |
---|
933 | } |
---|
934 | |
---|
935 | Rational lcm( Rational *a,int n ) |
---|
936 | { |
---|
937 | if( n == 1 ) |
---|
938 | { |
---|
939 | return a[0]; |
---|
940 | } |
---|
941 | |
---|
942 | Rational g = lcm( a[0],a[1] ); |
---|
943 | |
---|
944 | for( int i=2; i<n; i++ ) |
---|
945 | { |
---|
946 | g = lcm( g,a[i] ); |
---|
947 | } |
---|
948 | |
---|
949 | return g; |
---|
950 | } |
---|
951 | |
---|
952 | double Rational::complexity( ) const |
---|
953 | { |
---|
954 | double num = mpz_get_d( mpq_numref( p->rat ) ); |
---|
955 | double den = mpz_get_d( mpq_denref( p->rat ) ); |
---|
956 | |
---|
957 | if( num < 0 ) num = -num; |
---|
958 | if( den < 0 ) den = -den; |
---|
959 | |
---|
960 | return ( num > den ? num : den ); |
---|
961 | } |
---|
962 | |
---|
963 | #endif /* HAVE_SPECTRUM */ |
---|
964 | // ---------------------------------------------------------------------------- |
---|
965 | // GMPrat.cc |
---|
966 | // end of file |
---|
967 | // ---------------------------------------------------------------------------- |
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