flower/rational.cc

   1 /*
   2   rational.cc -- implement Rational
   3
   4   source file of the Flower Library
   5
   6   (c)  1997--1998 Han-Wen Nienhuys <hanwen@cs.uu.nl>
   7 */
   8 #include <stdlib.h>
   9 #include "rational.hh"
  10 #include "string.hh"
  11 #include "string-convert.hh"
  12 #include "libc-extension.hh"
  13
  14 Rational::operator bool () const
  15 {
  16   return sign_;
  17 }
  18
  19 Rational::operator int () const
  20 {
  21   return sign_ * num_ / den_;
  22 }
  23
  24 Rational::operator double () const
  25 {
  26   return (double)sign_ * num_ / den_;
  27 }
  28
  29 ostream &
  30 operator << (ostream &o, Rational r)
  31 {
  32   o <<  r.str ();
  33   return o;
  34 }
  35
  36 Rational
  37 Rational::truncated () const
  38 {
  39   return Rational(num_ - (num_ % den_), den_);
  40 }
  41
  42 Rational::Rational ()
  43 {
  44   sign_ = 1;
  45   num_ = den_ = 1;
  46 }
  47
  48 Rational::Rational (int n, int d)
  49 {
  50   sign_ = ::sign (n) * ::sign (d);
  51   num_ = abs (n);
  52   den_ = abs (d);
  53   normalise ();
  54 }
  55
  56
  57 static
  58 int gcd (int a, int b)
  59 {
  60   int t;
  61   while ((t = a % b))
  62     {
  63       a = b;
  64       b = t;
  65     }
  66   return b;
  67 }
  68
  69 static
  70 int lcm (int a, int b)
  71 {
  72   return abs (a*b / gcd (a,b));
  73 }
  74
  75 void
  76 Rational::set_infinite (int s)
  77 {
  78   sign_ = ::sign (s) * 2;
  79 }
  80
  81 Rational
  82 Rational::operator - () const
  83 {
  84   Rational r(*this);
  85   r.negate ();
  86   return r;
  87 }
  88
  89 void
  90 Rational::normalise ()
  91 {
  92   if (!sign_)
  93     {
  94       den_ = 1;
  95       num_ = 0;
  96       return ;
  97     }
  98   if (!den_)
  99     sign_ = 2;
 100   if (!num_)
 101     sign_ = 0;
 102
 103   int g = gcd (num_ , den_);
 104
 105   num_ /= g;
 106   den_ /= g;
 107 }
 108
 109 int
 110 Rational::sign () const
 111 {
 112   return ::sign (sign_);
 113 }
 114
 115 bool
 116 Rational::infty_b () const
 117 {
 118   return abs (sign_) > 1;
 119 }
 120
 121 int
 122 Rational::compare (Rational const &r, Rational const &s)
 123 {
 124   if (r.sign_ < s.sign_)
 125     return -1;
 126   else if (r.sign_ > s.sign_)
 127     return 1;
 128   else if (r.infty_b ())
 129     return 0;
 130
 131   return  (r - s).sign ();
 132 }
 133
 134 int
 135 compare (Rational const &r, Rational const &s)
 136 {
 137   return Rational::compare (r, s );
 138 }
 139
 140 Rational &
 141 Rational::operator += (Rational r)
 142 {
 143   if (infty_b ())
 144     ;
 145   else if (r.infty_b ())
 146     {
 147       *this = r;
 148     }
 149   else
 150     {
 151       int n = sign_ * num_ *r.den_ + r.sign_ * den_ * r.num_;
 152       int d = den_ * r.den_;
 153       sign_ =  ::sign (n) * ::sign(d);
 154       num_ = abs (n);
 155       den_ = abs (d);
 156       normalise ();
 157     }
 158   return *this;
 159 }
 160
 161
 162 /*
 163   copied from libg++ 2.8.0
 164  */
 165 Rational::Rational(double x)
 166 {
 167   if (x != 0.0)
 168     {
 169       sign_ = ::sign (x);
 170       x *= sign_;
 171
 172       int expt;
 173       double mantissa = frexp(x, &expt);
 174
 175       const int FACT = 1 << 20;
 176
 177       /*
 178         FIXME
 179
 180         SHOULD TEST THIS
 181
 182         suck me gently with a vacuum cleaner.  Thanks to Afie for this wierd idea.
 183        */
 184       num_ = (unsigned int) (mantissa * FACT);
 185       den_ = (unsigned int) FACT;
 186       normalise ();
 187       num_ <<= expt;
 188     }
 189   else
 190     {
 191       num_ = 0;
 192       den_ = 1;
 193       sign_ =0;
 194       normalise ();
 195     }
 196 }
 197
 198
 199 void
 200 Rational::invert ()
 201 {
 202   int r (num_);
 203   num_  = den_;
 204   den_ = r;
 205 }
 206
 207 Rational &
 208 Rational::operator *= (Rational r)
 209 {
 210   sign_ *= ::sign (r.sign_);
 211   if (r.infty_b ())
 212     {
 213       sign_ = sign () * 2;
 214       goto exit_func;
 215     }
 216
 217   num_ *= r.num_;
 218   den_ *= r.den_;
 219
 220   normalise ();
 221  exit_func:
 222   return *this;
 223 }
 224
 225 Rational &
 226 Rational::operator /= (Rational r)
 227 {
 228   r.invert ();
 229   return (*this *= r);
 230 }
 231
 232 void
 233 Rational::negate ()
 234 {
 235   sign_ *= -1;
 236 }
 237
 238 Rational&
 239 Rational::operator -= (Rational r)
 240 {
 241   r.negate ();
 242   return (*this += r);
 243 }
 244
 245 /*
 246   be paranoid about overiding libg++ stuff
 247  */
 248 Rational &
 249 Rational::operator = (Rational const &r)
 250 {
 251   copy (r);
 252   return *this;
 253 }
 254
 255 Rational::Rational (Rational const &r)
 256 {
 257   copy (r);
 258 }
 259
 260 String
 261 Rational::str () const
 262 {
 263   if (infty_b ())
 264     {
 265       String s (sign_ > 0 ? "" : "-" );
 266       return String (s + "infinity");
 267     }
 268   String s = to_str (num ());
 269   if (den () != 1 && num ())
 270     s += "/" + to_str (den ());
 271   return s;
 272 }
 273
 274 int
 275 sign (Rational r)
 276 {
 277   return r.sign ();
 278 }