home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ CU Amiga Super CD-ROM 19 / CU Amiga Magazine's Super CD-ROM 19 (1998)(EMAP Images)(GB)[!][issue 1998-02].iso / CUCD / Programming / LEDA / incl / LEDA.020+881 / rational.h < prev    next >
C/C++ Source or Header  |  1994-08-05  |  8KB  |  275 lines
  1. /*******************************************************************************
  2. +
  3. +  LEDA  3.1c
  4. +
  5. +
  6. +  rational.h
  7. +
  8. +
  9. +  Copyright (c) 1994  by  Max-Planck-Institut fuer Informatik
  10. +  Im Stadtwald, 6600 Saarbruecken, FRG     
  11. +  All rights reserved.
  12. + 
  13. *******************************************************************************/
  14.  
  15.  
  16. #ifndef LEDA_RATIONAL_H
  17. #define LEDA_RATIONAL_H
  18.  
  19. #include <LEDA/Int0.h>
  20.  
  21. class LedaRational;
  22.  
  23. typedef LedaRational rational;
  24.  
  25.  
  26. class LedaRational
  27. {
  28.  
  29. protected:
  30.   Int num; // numerator
  31.   Int den; // denominator, always nonzero and positive
  32.  
  33.   LedaRational& normalize();
  34.  
  35. public:
  36.   LedaRational();
  37.   LedaRational(double);
  38.   LedaRational(int);
  39.   LedaRational(int, int);
  40.   LedaRational(const Int&);
  41.   LedaRational(const Int&, const Int&);
  42.   LedaRational(const LedaRational&);
  43.  
  44.   ~LedaRational();
  45.  
  46.   LedaRational& operator= (const LedaRational&);
  47.  
  48.   LedaRational& operator+= (const LedaRational&);
  49.   LedaRational& operator-= (const LedaRational&);
  50.   LedaRational& operator*= (const LedaRational&);
  51.   LedaRational& operator/= (const LedaRational&);
  52.  
  53.   LedaRational& operator++ ();
  54.   LedaRational& operator-- ();
  55.  
  56.   const Int& numerator() const;
  57.   const Int& denominator() const;
  58.  
  59.   void negate(); // negate in place
  60.   void invert(); // invert in place
  61.   LedaRational inverse();  // returns the inverse
  62.  
  63.  
  64.  
  65. // friend functions, first arithmetic operators
  66.  
  67.   friend LedaRational operator+ (LedaRational, const LedaRational&);
  68.   friend LedaRational operator- (LedaRational, const LedaRational&);
  69.   friend LedaRational operator* (LedaRational, const LedaRational&);
  70.   friend LedaRational operator/ (LedaRational, const LedaRational&);
  71.  
  72.  
  73. // unary minus 
  74.  
  75.   friend LedaRational operator- (const LedaRational&);
  76.  
  77.  
  78. // comparison operators
  79.  
  80. friend int compare(const LedaRational& x, const LedaRational& y)
  81.   { int xsign = sign(x.num);
  82.     int ysign = sign(y.num);
  83.     if (xsign == 0) return -ysign;
  84.     if (ysign == 0) return xsign;
  85.     // now (x != 0) && (y != 0)
  86.     int diff = xsign - ysign;
  87.     if (diff == 0) 
  88.     { Int leftop  = x.num * y.den;
  89.       Int rightop = y.num * x.den;
  90.       if (leftop < rightop) return -1;
  91.       else return leftop > rightop;
  92.      }
  93.     else return diff;
  94.   }
  95.  
  96.   friend int compare(const LedaRational&, int);
  97.   friend int compare(int, const LedaRational&);
  98.  
  99.   friend bool operator== (const LedaRational&, const LedaRational&);
  100.   friend bool operator== (const LedaRational&, int);
  101.   friend bool operator== (int, const LedaRational&);
  102.   friend bool operator!= (const LedaRational&, const LedaRational&);
  103.   friend bool operator!= (const LedaRational&, int);
  104.   friend bool operator!= (int, const LedaRational&);
  105.   friend bool operator< (const LedaRational&, const LedaRational&);
  106.   friend bool operator< (const LedaRational&, int);
  107.   friend bool operator< (int, const LedaRational&);
  108.   friend bool operator<= (const LedaRational&, const LedaRational&);
  109.   friend bool operator<= (const LedaRational&, int);
  110.   friend bool operator<= (int, const LedaRational&);
  111.   friend bool operator> (const LedaRational&, const LedaRational&);
  112.   friend bool operator> (const LedaRational&, int);
  113.   friend bool operator> (int, const LedaRational&);
  114.   friend bool operator>= (const LedaRational&, const LedaRational&);
  115.   friend bool operator>= (const LedaRational&, int);
  116.   friend bool operator>= (int, const LedaRational&);
  117.  
  118.  
  119. // other friend functions
  120.  
  121.   friend int sign(const LedaRational&);
  122.   friend LedaRational abs(const LedaRational&);
  123.   friend LedaRational sqr(LedaRational);
  124.   friend LedaRational pow(const LedaRational&, int); 
  125.   friend LedaRational pow(const LedaRational&, Int); 
  126.   friend Int trunc(const LedaRational&);
  127.   friend Int floor(const LedaRational&);
  128.   friend Int ceil(const LedaRational&);
  129.   friend Int round(const LedaRational&);
  130.  
  131.  
  132. // comparison functions
  133.  
  134.   friend bool LRge0(const LedaRational&);
  135.   friend bool LRgt0(const LedaRational&);
  136.   friend bool LRle0(const LedaRational&);
  137.   friend bool LRlt0(const LedaRational&);
  138.   friend bool LReq0(const LedaRational&);
  139.   friend bool LReq1(const LedaRational&);
  140.  
  141.  
  142. // conversion
  143.  
  144.   operator double () const; // LedaRational to double
  145.  
  146.  
  147. // input/output
  148.  
  149.   friend istream& operator>> (istream&, LedaRational&);
  150.  
  151.   friend ostream& operator<< (ostream&, const LedaRational&);
  152. };
  153.  
  154.  
  155.   inline LedaRational::LedaRational()
  156.     { num = 0; den = 1; };
  157.   inline LedaRational::LedaRational(int n)
  158.     { num = Int(n); den = 1; };
  159.   inline LedaRational::LedaRational(const Int& i)
  160.     { num = i; den = 1; };
  161.   inline LedaRational::LedaRational(const LedaRational& r)
  162.     { num = r.num; den = r.den; };
  163.  
  164.   inline LedaRational::~LedaRational()
  165.     {};
  166.  
  167.   inline LedaRational& LedaRational::operator++ ()
  168.     { num += den; return (*this).normalize(); };
  169.   inline LedaRational& LedaRational::operator-- ()
  170.     { num -= den; return (*this).normalize(); };
  171.  
  172.   inline const Int& LedaRational::numerator() const
  173.     { return num; };
  174.   inline const Int& LedaRational::denominator() const
  175.     { return den; };
  176.  
  177.  
  178.   inline void LedaRational::negate()
  179.     { num.negate(); };
  180.  
  181.   inline LedaRational operator+ (LedaRational x, const LedaRational& y)
  182.     { return x += y; };
  183.   inline LedaRational operator- (LedaRational x, const LedaRational& y)
  184.     { return x -= y; };
  185.   inline LedaRational operator* (LedaRational x, const LedaRational& y)
  186.     { return x *= y; };
  187.   inline LedaRational operator/ (LedaRational x, const LedaRational& y)
  188.     { return x /= y; };
  189.  
  190.   inline LedaRational operator- (const LedaRational& x)
  191.     { return LedaRational(-x.num,x.den); };
  192.  
  193.   inline int sign(const LedaRational& r)
  194.     { return sign(r.num); };
  195.   inline LedaRational abs(const LedaRational& r)
  196.     { if (Ige0(r.num)) { return r; } else { return -r; } };
  197.   inline LedaRational sqr(LedaRational r)
  198.   // no need to normalize since num and den are relatively prime
  199.     { r.num *= r.num; r.den *= r.den; return r; };
  200.   inline Int trunc(const LedaRational& r)
  201.     { return (r.num / r.den); };
  202.  
  203.   inline bool LRge0(const LedaRational& r)
  204.     { return (Ige0(r.num)); };
  205.   inline bool LRgt0(const LedaRational& r)
  206.     { return (Igt0(r.num)); };
  207.   inline bool LRle0(const LedaRational& r)
  208.     { return (Ile0(r.num)); };
  209.   inline bool LRlt0(const LedaRational& r)
  210.     { return (Ilt0(r.num)); };
  211.   inline bool LReq0(const LedaRational& r)
  212.     { return (Ieq0(r.num)); };
  213.   inline bool LReq1(const LedaRational& r)
  214.     { return (Ieq1(r.num)); };
  215.  
  216.   inline ostream& operator<< (ostream& s, const LedaRational& r)
  217.     {  s << r.num << "/" << r.den; return s; };
  218.  
  219.  
  220.   inline bool operator== (const LedaRational& x, const LedaRational& y)
  221.     { return ((x.num == y.num) && (x.den == y.den)); };
  222.  
  223.   inline bool operator== (const LedaRational& x, int y)
  224.     { return (Ieq1(x.den) && (x.num == Int(y))); };
  225.  
  226.   inline bool operator== (int x, const LedaRational& y)
  227.     { return (Ieq1(y.den) && (y.num == Int(x))); };
  228.  
  229.   inline bool operator!= (const LedaRational& x, const LedaRational& y)
  230.     { return ((x.num != y.num) || (x.den != y.den)); };
  231.  
  232.   inline bool operator!= (const LedaRational& x, int y)
  233.     { return (!Ieq1(x.den) || (x.num != Int(y))); };
  234.  
  235.   inline bool operator!= (int x, const LedaRational& y)
  236.     { return (!Ieq1(y.den) || (y.num != Int(x))); };
  237.  
  238.   inline bool operator< (const LedaRational& x, const LedaRational& y)
  239.     { return compare(x,y) < 0; };
  240.  
  241.   inline bool operator< (const LedaRational& x, int y)
  242.     { return compare(x,y) < 0; };
  243.  
  244.   inline bool operator< (int x,  const LedaRational& y)
  245.     { return compare(x,y) < 0; };
  246.  
  247.   inline bool operator<= (const LedaRational& x, const LedaRational& y)
  248.     { return compare(x,y) <= 0; };
  249.  
  250.   inline bool operator<= (const LedaRational& x, int y)
  251.     { return compare(x,y) <= 0; };
  252.  
  253.   inline bool operator<= (int x, const LedaRational& y)
  254.     { return compare(x,y) <= 0; };
  255.  
  256.   inline bool operator> (const LedaRational& x, const LedaRational& y)
  257.     { return compare(x,y) > 0; };
  258.  
  259.   inline bool operator> (const LedaRational& x, int y)
  260.     { return compare(x,y) > 0; };
  261.  
  262.   inline bool operator> (int x, const LedaRational& y)
  263.     { return compare(x,y) > 0; };
  264.  
  265.   inline bool operator>= (const LedaRational& x, const LedaRational& y)
  266.     { return compare(x,y) >= 0; };
  267.  
  268.   inline bool operator>= (const LedaRational& x, int y)
  269.     { return compare(x,y) >= 0; };
  270.  
  271.   inline bool operator>= (int x, const LedaRational& y)
  272.     { return compare(x,y) >= 0; };
  273.  
  274. #endif
  275.