home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Libris Britannia 4 / science library(b).zip / science library(b) / DJGPP / GPP257.ZIP / cplusinc / fix16.h < prev    next >
C/C++ Source or Header  |  1993-11-13  |  14KB  |  649 lines
  1. // This may look like C code, but it is really -*- C++ -*-
  2. /* 
  3. Copyright (C) 1988 Free Software Foundation
  4.     written by Kurt Baudendistel (gt-eedsp!baud@gatech.edu)
  5.     adapted for libg++ by Doug Lea (dl@rocky.oswego.edu)
  6.  
  7. This file is part of the GNU C++ Library.  This library is free
  8. software; you can redistribute it and/or modify it under the terms of
  9. the GNU Library General Public License as published by the Free
  10. Software Foundation; either version 2 of the License, or (at your
  11. option) any later version.  This library is distributed in the hope
  12. that it will be useful, but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the
  13. implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR
  14. PURPOSE.  See the GNU Library General Public License for more details.
  15. You should have received a copy of the GNU Library General Public
  16. License along with this library; if not, write to the Free Software
  17. Foundation, 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  18. */
  19.  
  20. #ifndef _Fix16_h
  21. #ifdef __GNUG__
  22. #pragma interface
  23. #endif
  24. #define _Fix16_h 1
  25.  
  26. #include <stream.h>
  27. #include <std.h>
  28.  
  29. // constant definitions
  30.  
  31. #define Fix16_fs     ((double)((unsigned)(1 << 15)))
  32.  
  33. #define Fix16_msb    (1 << 15)
  34. #define Fix16_m_max    ((1 << 15) - 1)
  35. #define Fix16_m_min    ((short)(1 << 15))
  36.  
  37. #define Fix16_mult    Fix16_fs
  38. #define Fix16_div    (1./Fix16_fs)
  39. #define Fix16_max    (1. - .5/Fix16_fs)
  40. #define Fix16_min    (-1.)
  41.  
  42.  
  43. #define Fix32_fs     ((double)((unsigned long)(1 << 31)))
  44.  
  45. #define Fix32_msb    ((unsigned long)(1 << 31))
  46. #define Fix32_m_max    ((long)((1 << 31) - 1))
  47. #define Fix32_m_min    ((long)(1 << 31))
  48.  
  49. #define Fix32_mult    Fix32_fs
  50. #define Fix32_div    (1./Fix32_fs)
  51. #define Fix32_max    (1. - .5/Fix32_fs)
  52. #define Fix32_min    (-1.)
  53.  
  54.  
  55. //
  56. // Fix16    class: 16-bit Fixed point data type
  57. //
  58. //    consists of a 16-bit mantissa (sign bit & 15 data bits).
  59. //
  60.  
  61. class Fix16 
  62. { 
  63.   friend class          Fix32;
  64.  
  65.   short                 m;
  66.  
  67.   short                 round(double d);
  68.   short                 assign(double d);
  69.                         Fix16(short i);
  70.                         Fix16(int i);
  71.  
  72.          operator       double() const;
  73.  
  74.  
  75. public:
  76.                         Fix16();
  77.                         Fix16(const Fix16&  f);
  78.                         Fix16(double d);
  79.                         Fix16(const Fix32& f);
  80.  
  81.                         ~Fix16();
  82.  
  83.   Fix16&                operator=(const Fix16&  f);
  84.   Fix16&                operator=(double d);
  85.   Fix16&                operator=(const Fix32& f);
  86.  
  87.   friend short&         mantissa(Fix16&  f);
  88.   friend const short&   mantissa(const Fix16&  f);
  89.   friend double         value(const Fix16&  f);
  90.  
  91.   Fix16                 operator +  () const;
  92.   Fix16                 operator -  () const;
  93.  
  94.   friend Fix16          operator +  (const Fix16&  f, const Fix16&  g);
  95.   friend Fix16          operator -  (const Fix16&  f, const Fix16&  g);
  96.   friend Fix32          operator *  (const Fix16&  f, const Fix16&  g);
  97.   friend Fix16          operator /  (const Fix16&  f, const Fix16&  g);
  98.   friend Fix16          operator << (const Fix16&  f, int b);
  99.   friend Fix16          operator >> (const Fix16&  f, int b);
  100.  
  101.   Fix16&                operator += (const Fix16&  f);
  102.   Fix16&                operator -= (const Fix16&  f);
  103.   Fix16&                operator *= (const Fix16& );
  104.   Fix16&                operator /= (const Fix16&  f);
  105.   
  106.   Fix16&                operator <<=(int b);
  107.   Fix16&                operator >>=(int b);
  108.  
  109.   friend int            operator == (const Fix16&  f, const Fix16&  g);
  110.   friend int            operator != (const Fix16&  f, const Fix16&  g);
  111.   friend int            operator >= (const Fix16&  f, const Fix16&  g);
  112.   friend int            operator <= (const Fix16&  f, const Fix16&  g);
  113.   friend int            operator >  (const Fix16&  f, const Fix16&  g);
  114.   friend int            operator <  (const Fix16&  f, const Fix16&  g);
  115.  
  116.   friend istream&       operator >> (istream& s, Fix16&  f);
  117.   friend ostream&       operator << (ostream& s, const Fix16&  f);
  118.  
  119.   void                  overflow(short&) const;
  120.   void                  range_error(short&) const;
  121.  
  122.   friend Fix16          operator *  (const Fix16&  f, int g);
  123.   friend Fix16          operator *  (int g, const Fix16&  f);
  124.   Fix16&                operator *= (int g);
  125. };
  126.  
  127.  
  128. //
  129. // Fix32 class: 32-bit Fixed point data type
  130. //
  131. //    consists of a 32-bit mantissa (sign bit & 31 data bits).
  132. //
  133.  
  134. class Fix32 
  135. { 
  136.   friend class         Fix16;
  137.  
  138.   long                 m;
  139.  
  140.   long                 round(double d);
  141.   long                 assign(double d);
  142.  
  143.                        Fix32(long i);
  144.                        operator double() const;
  145.  
  146.  
  147. public:
  148.                        Fix32();
  149.                        Fix32(const Fix32& f);
  150.                        Fix32(const Fix16&  f);
  151.                        Fix32(double d);
  152.                        ~Fix32();
  153.  
  154.   Fix32&               operator =  (const Fix32& f);
  155.   Fix32&               operator =  (const Fix16&  f);
  156.   Fix32&               operator =  (double d);
  157.  
  158.   friend long&         mantissa(Fix32& f);
  159.   friend const long&   mantissa(const Fix32& f);
  160.   friend double        value(const Fix32& f);
  161.  
  162.   Fix32                operator +  () const;
  163.   Fix32                operator -  () const;
  164.  
  165.   friend Fix32         operator +  (const Fix32& f, const Fix32& g);
  166.   friend Fix32         operator -  (const Fix32& f, const Fix32& g);
  167.   friend Fix32         operator *  (const Fix32& f, const Fix32& g);
  168.   friend Fix32         operator /  (const Fix32& f, const Fix32& g);
  169.   friend Fix32         operator << (const Fix32& f, int b);
  170.   friend Fix32         operator >> (const Fix32& f, int b);
  171.  
  172.   friend Fix32         operator *  (const Fix16&  f, const Fix16&  g);
  173.  
  174.   Fix32&               operator += (const Fix32& f);
  175.   Fix32&               operator -= (const Fix32& f);
  176.   Fix32&               operator *= (const Fix32& f);
  177.   Fix32&               operator /= (const Fix32& f);
  178.   Fix32&               operator <<=(int b);
  179.   Fix32&               operator >>=(int b);
  180.  
  181.   friend int           operator == (const Fix32& f, const Fix32& g);
  182.   friend int           operator != (const Fix32& f, const Fix32& g);
  183.   friend int           operator >= (const Fix32& f, const Fix32& g);
  184.   friend int           operator <= (const Fix32& f, const Fix32& g);
  185.   friend int           operator >  (const Fix32& f, const Fix32& g);
  186.   friend int           operator <  (const Fix32& f, const Fix32& g);
  187.  
  188.   friend istream&      operator >> (istream& s, Fix32& f);
  189.   friend ostream&      operator << (ostream& s, const Fix32& f);
  190.  
  191.   void                 overflow(long& i) const;
  192.   void                 range_error(long& i) const;
  193.  
  194.   friend Fix32          operator *  (const Fix32&  f, int g);
  195.   friend Fix32          operator *  (int g, const Fix32&  f);
  196.   Fix32&                operator *= (int g);
  197. };
  198.  
  199. // active error handler declarations
  200.  
  201. typedef void (*Fix16_peh)(short&);
  202. typedef void (*Fix32_peh)(long&);
  203.  
  204. extern Fix16_peh Fix16_overflow_handler;
  205. extern Fix32_peh Fix32_overflow_handler;
  206.  
  207. extern Fix16_peh Fix16_range_error_handler;
  208. extern Fix32_peh Fix32_range_error_handler;
  209.  
  210. #if defined(SHORT_NAMES) || defined(VMS)
  211. #define    set_overflow_handler    sohndl
  212. #define set_range_error_handler    srnghdl
  213. #endif
  214.  
  215.  
  216. // error handler declarations
  217.  
  218. extern Fix16_peh set_Fix16_overflow_handler(Fix16_peh);
  219. extern Fix32_peh set_Fix32_overflow_handler(Fix32_peh);
  220. extern void set_overflow_handler(Fix16_peh, Fix32_peh);
  221.  
  222. extern Fix16_peh set_Fix16_range_error_handler(Fix16_peh);
  223. extern Fix32_peh set_Fix32_range_error_handler(Fix32_peh);
  224. extern void set_range_error_handler(Fix16_peh, Fix32_peh);
  225.  
  226. extern void
  227.   Fix16_ignore(short&),
  228.   Fix16_overflow_saturate(short&),
  229.   Fix16_overflow_warning_saturate(short&),
  230.   Fix16_warning(short&),
  231.   Fix16_abort(short&);
  232.  
  233. extern void
  234.   Fix32_ignore(long&),
  235.   Fix32_overflow_saturate(long&),
  236.   Fix32_overflow_warning_saturate(long&),
  237.   Fix32_warning(long&),
  238.   Fix32_abort(long&);
  239.  
  240.  
  241. inline Fix16::~Fix16() {}
  242.  
  243. inline short Fix16::round(double d)
  244. { 
  245.   return short( (d >= 0)? d + 0.5 : d - 0.5); 
  246. }
  247.  
  248. inline Fix16::Fix16(short i)        
  249. { 
  250.   m = i; 
  251. }
  252.  
  253. inline Fix16::Fix16(int i)        
  254. { 
  255.   m = i; 
  256. }
  257.  
  258. inline Fix16::operator double() const 
  259. { 
  260.   return  Fix16_div * m; 
  261. }
  262.  
  263. inline Fix16::Fix16()                 
  264. { 
  265.   m = 0; 
  266. }
  267.  
  268. inline Fix16::Fix16(const Fix16&  f)        
  269. { 
  270.   m = f.m; 
  271. }
  272.  
  273. inline Fix16::Fix16(double d)        
  274. {
  275.   m = assign(d);
  276. }
  277.  
  278.  
  279. inline Fix16&  Fix16::operator=(const Fix16&  f)    
  280. { 
  281.   m = f.m; 
  282.   return *this; 
  283. }
  284.  
  285. inline Fix16&  Fix16::operator=(double d) 
  286. { 
  287.   m = assign(d); 
  288.   return *this; 
  289. }
  290.  
  291.  
  292. inline Fix32::Fix32()                
  293. { 
  294.   m = 0;
  295. }
  296.  
  297. inline Fix32::Fix32(long i)        
  298. { 
  299.   m = i;
  300. }
  301.  
  302. inline Fix32:: operator double() const        
  303. { 
  304.   return Fix32_div * m;
  305. }
  306.  
  307.  
  308. inline Fix32::Fix32(const Fix32& f)        
  309. { 
  310.   m = f.m;
  311. }
  312.  
  313. inline Fix32::Fix32(const Fix16&  f)    
  314. { 
  315.   m = long(f.m) << 16;
  316. }
  317.  
  318. inline Fix32::Fix32(double d)        
  319. { 
  320.   m = assign(d);
  321. }
  322.  
  323. inline Fix16::Fix16(const Fix32& f)        
  324. { 
  325.   m = f.m >> 16; 
  326. }
  327.  
  328.  
  329. inline Fix16&  Fix16::operator=(const Fix32& f)
  330. { 
  331.   m = f.m >> 16; 
  332.   return *this; 
  333. }
  334.  
  335. inline Fix32& Fix32::operator=(const Fix32& f)    
  336. { 
  337.   m = f.m;
  338.   return *this; 
  339. }
  340.  
  341. inline Fix32& Fix32::operator=(const Fix16&  f)    
  342. { 
  343.   m = long(f.m) << 16;
  344.   return *this;
  345. }
  346.  
  347. inline Fix32& Fix32::operator=(double d)    
  348. { 
  349.   m = assign(d);
  350.   return *this; 
  351. }
  352.  
  353. inline short& mantissa(Fix16&  f)    
  354. { 
  355.   return f.m; 
  356. }
  357.  
  358. inline const short& mantissa(const Fix16&  f)    
  359. { 
  360.   return f.m; 
  361. }
  362.  
  363. inline double value(const Fix16&  f)        
  364. { 
  365.   return double(f); 
  366. }
  367.  
  368. inline Fix16 Fix16::operator+() const        
  369. { 
  370.   return m; 
  371. }
  372.  
  373. inline Fix16 Fix16::operator-() const    
  374. { 
  375.   return -m; 
  376. }
  377.  
  378. inline Fix16 operator+(const Fix16&  f, const Fix16&  g) 
  379. {
  380.   short sum = f.m + g.m;
  381.   if ( (f.m ^ sum) & (g.m ^ sum) & Fix16_msb )
  382.     f.overflow(sum);
  383.   return sum;
  384. }
  385.  
  386. inline Fix16 operator-(const Fix16&  f, const Fix16&  g) 
  387. {
  388.   short sum = f.m - g.m;
  389.   if ( (f.m ^ sum) & (-g.m ^ sum) & Fix16_msb )
  390.     f.overflow(sum);
  391.   return sum;
  392. }
  393.  
  394. inline Fix32 operator*(const Fix16&  f, const Fix16&  g)
  395. { 
  396.   return Fix32( long( long(f.m) * long(g.m) << 1)); 
  397. }
  398.  
  399. inline Fix16 operator<<(const Fix16& a, int b)     
  400. { 
  401.   return a.m << b; 
  402. }
  403.  
  404. inline Fix16 operator>>(const Fix16& a, int b)     
  405. { 
  406.   return a.m >> b; 
  407. }
  408.  
  409. inline  Fix16&  Fix16:: operator+=(const Fix16&  f)
  410. { 
  411.   return *this = *this + f; 
  412. }
  413.  
  414. inline Fix16&  Fix16:: operator-=(const Fix16&  f)     
  415. { 
  416.   return *this = *this - f; 
  417. }
  418.  
  419. inline Fix16& Fix16::operator*=(const Fix16& f)     
  420. { 
  421.   return *this = *this * f; 
  422. }
  423.  
  424. inline Fix16&  Fix16:: operator/=(const Fix16&  f)     
  425. { 
  426.   return *this = *this / f; 
  427. }
  428.  
  429. inline Fix16&  Fix16:: operator<<=(int b)    
  430. { 
  431.   return *this = *this << b;
  432. }
  433.  
  434. inline Fix16&  Fix16:: operator>>=(int b)    
  435. { 
  436.   return *this = *this >> b;
  437. }
  438.  
  439. inline int operator==(const Fix16&  f, const Fix16&  g)    
  440. { 
  441.   return f.m == g.m;
  442. }
  443.  
  444. inline int operator!=(const Fix16&  f, const Fix16&  g)    
  445. { 
  446.   return f.m != g.m;
  447. }
  448.  
  449. inline int operator>=(const Fix16&  f, const Fix16&  g)    
  450. { 
  451.   return f.m >= g.m;
  452. }
  453.  
  454. inline int operator<=(const Fix16&  f, const Fix16&  g)    
  455. { 
  456.   return f.m <= g.m;
  457. }
  458.  
  459. inline int operator>(const Fix16&  f, const Fix16&  g)    
  460. { 
  461.   return f.m > g.m;
  462. }
  463.  
  464. inline int operator<(const Fix16&  f, const Fix16&  g)    
  465. { 
  466.   return f.m < g.m;
  467. }
  468.  
  469. inline istream&  operator>>(istream& s, Fix16&  f)
  470. { 
  471.   double d;
  472.   s >> d; 
  473.   f = d; 
  474.   return s; 
  475. }
  476.  
  477. inline ostream&  operator<<(ostream& s, const Fix16&  f)
  478. { 
  479.   return s << double(f);
  480. }
  481.  
  482.  
  483. inline Fix16 operator*(const Fix16&  f, int g)
  484. {
  485.   return Fix16(short(f.m * g));
  486. }
  487.  
  488. inline Fix16 operator*(int g, const Fix16&  f)
  489. {
  490.   return f * g;
  491. }
  492.  
  493.  
  494. inline Fix16& Fix16::operator*=(int g)
  495. {
  496.   return *this = *this * g;
  497. }
  498.  
  499. inline Fix32::~Fix32() {}
  500.  
  501. inline long Fix32::round(double d)
  502. { 
  503.   return long( (d >= 0)? d + 0.5 : d - 0.5);
  504. }
  505.  
  506. inline long& mantissa(Fix32& f)    
  507. { 
  508.   return f.m;
  509. }
  510.  
  511. inline const long& mantissa(const Fix32& f)    
  512. { 
  513.   return f.m;
  514. }
  515.  
  516. inline double value(const Fix32& f)        
  517. { 
  518.   return double(f);
  519. }
  520.  
  521. inline Fix32 Fix32::operator+() const
  522. { 
  523.   return m;
  524. }
  525.  
  526. inline Fix32 Fix32::operator-() const        
  527. { 
  528.   return -m;
  529. }
  530.  
  531. inline Fix32 operator+(const Fix32& f, const Fix32& g) 
  532. {
  533.   long sum = f.m + g.m;
  534.   if ( (f.m ^ sum) & (g.m ^ sum) & Fix32_msb )
  535.     f.overflow(sum);
  536.   return sum;
  537. }
  538.  
  539. inline Fix32 operator-(const Fix32& f, const Fix32& g) 
  540. {
  541.   long sum = f.m - g.m;
  542.   if ( (f.m ^ sum) & (-g.m ^ sum) & Fix32_msb )
  543.     f.overflow(sum);
  544.   return sum;
  545. }
  546.  
  547. inline Fix32 operator<<(const Fix32& a, int b)     
  548. { 
  549.   return a.m << b;
  550. }
  551.  
  552. inline Fix32 operator>>(const Fix32& a, int b)     
  553. { 
  554.   return a.m >> b;
  555. }
  556.  
  557. inline Fix32& Fix32::operator+=(const Fix32& f)     
  558. { 
  559.   return *this = *this + f;
  560. }
  561.  
  562. inline Fix32& Fix32::operator-=(const Fix32& f)     
  563. { 
  564.   return *this = *this - f;
  565. }
  566.  
  567. inline Fix32& Fix32::operator*=(const Fix32& f)     
  568. { 
  569.   return *this = *this * f;
  570. }
  571.  
  572. inline Fix32& Fix32::operator/=(const Fix32& f)     
  573. { 
  574.   return *this = *this / f;
  575. }
  576.  
  577.  
  578. inline Fix32& Fix32::operator<<=(int b)    
  579. { 
  580.   return *this = *this << b;
  581. }
  582.  
  583. inline Fix32& Fix32::operator>>=(int b)    
  584. { 
  585.   return *this = *this >> b;
  586. }
  587.  
  588. inline int operator==(const Fix32& f, const Fix32& g)    
  589. { 
  590.   return f.m == g.m;
  591. }
  592.  
  593. inline int operator!=(const Fix32& f, const Fix32& g)    
  594. { 
  595.   return f.m != g.m;
  596. }
  597.  
  598. inline int operator>=(const Fix32& f, const Fix32& g)    
  599. { 
  600.   return f.m >= g.m;
  601. }
  602.  
  603. inline int operator<=(const Fix32& f, const Fix32& g)    
  604. { 
  605.   return f.m <= g.m;
  606. }
  607.  
  608. inline int operator>(const Fix32& f, const Fix32& g)    
  609. { 
  610.   return f.m > g.m;
  611. }
  612.  
  613. inline int operator<(const Fix32& f, const Fix32& g)    
  614. { 
  615.   return f.m < g.m;
  616. }
  617.  
  618. inline istream& operator>>(istream& s, Fix32& f)
  619. { 
  620.   double d;
  621.   s >> d; 
  622.   f = d; 
  623.   return s; 
  624. }
  625.  
  626. inline ostream& operator<<(ostream& s, const Fix32& f)
  627. { 
  628.   return s << double(f);
  629. }
  630.  
  631. inline Fix32 operator*(const Fix32&  f, int g)
  632. {
  633.   return Fix32(long(f.m * g));
  634. }
  635.  
  636. inline Fix32 operator*(int g, const Fix32&  f)
  637. {
  638.   return f * g;
  639. }
  640.  
  641.  
  642.  
  643. inline Fix32& Fix32::operator*=(int g)
  644. {
  645.   return *this = *this * g;
  646. }
  647.  
  648. #endif
  649.