]> git.donarmstrong.com Git - lilypond.git/blobdiff - flower/rational.cc
Doc-es: various updates.
[lilypond.git] / flower / rational.cc
index 5b36be916cbbb29e617ec28424fccf6b2d60e4c4..559e1646a0cade47b932d7cfab048f0feb641da8 100644 (file)
 /*
-  rational.cc -- implement Rational related functions
+  This file is part of LilyPond, the GNU music typesetter.
 
-  source file of the Flower Library
+  Copyright (C) 1997--2015 Han-Wen Nienhuys <hanwen@xs4all.nl>
 
-  (c) 1997 Han-Wen Nienhuys <hanwen@stack.nl>
+  LilyPond is free software: you can redistribute it and/or modify
+  it under the terms of the GNU General Public License as published by
+  the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
+  (at your option) any later version.
+
+  LilyPond is distributed in the hope that it will be useful,
+  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
+  GNU General Public License for more details.
+
+  You should have received a copy of the GNU General Public License
+  along with LilyPond.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
 */
 
 #include "rational.hh"
-#include "string.hh"
+
+#include <cmath>
+#include <cassert>
+#include <cstdlib>
+using namespace std;
+
+#include "string-convert.hh"
+#include "libc-extension.hh"
+
+double
+Rational::to_double () const
+{
+  if (sign_ == -1 || sign_ == 1 || sign_ == 0)
+    return (double)sign_ * (double)num_ / (double)den_;
+  if (sign_ == -2)
+    return -HUGE_VAL;
+  else if (sign_ == 2)
+    return HUGE_VAL;
+  else
+    assert (false);
+
+  return 0.0;
+}
+
+#ifdef STREAM_SUPPORT
+ostream &
+operator << (ostream &o, Rational r)
+{
+  o << r.string ();
+  return o;
+}
+#endif
+
+Rational
+Rational::abs () const
+{
+  return Rational (num_, den_);
+}
+
+Rational
+Rational::trunc_rat () const
+{
+  if (is_infinity ())
+    return *this;
+  return Rational ((num_ - (num_ % den_)) * sign_, den_);
+}
+
+Rational::Rational ()
+{
+  sign_ = 0;
+  num_ = den_ = 1;
+}
+
+Rational::Rational (I64 n, I64 d)
+{
+  sign_ = ::sign (n) * ::sign (d);
+  num_ = ::abs (n);
+  den_ = ::abs (d);
+  normalize ();
+}
+
+Rational::Rational (I64 n)
+{
+  sign_ = ::sign (n);
+  num_ = ::abs (n);
+  den_ = 1;
+}
+
+Rational::Rational (U64 n)
+{
+  sign_ = 1;
+  num_ = n;
+  den_ = 1;
+}
+
+Rational::Rational (int n)
+{
+  sign_ = ::sign (n);
+  num_ = ::abs (n);
+  den_ = 1;
+}
+
+void
+Rational::set_infinite (int s)
+{
+  sign_ = ::sign (s) * 2;
+  num_ = 1;
+}
+
+Rational
+Rational::operator - () const
+{
+  Rational r (*this);
+  r.negate ();
+  return r;
+}
+
+Rational
+Rational::div_rat (Rational div) const
+{
+  Rational r (*this);
+  r /= div;
+  return r.trunc_rat ();
+}
+
+Rational
+Rational::mod_rat (Rational div) const
+{
+  Rational r (*this);
+  r = (r / div - r.div_rat (div)) * div;
+  return r;
+}
+
+/*
+  copy & paste from scm_gcd (GUILE).
+ */
+static I64
+gcd (I64 u, I64 v)
+{
+  I64 result = 0;
+  if (u == 0)
+    result = v;
+  else if (v == 0)
+    result = u;
+  else
+    {
+      I64 k = 1;
+      I64 t;
+      /* Determine a common factor 2^k */
+      while (!(1 & (u | v)))
+        {
+          k <<= 1;
+          u >>= 1;
+          v >>= 1;
+        }
+      /* Now, any factor 2^n can be eliminated */
+      if (u & 1)
+        t = -v;
+      else
+        {
+          t = u;
+b3:
+          t = t >> 1;
+        }
+      if (!(1 & t))
+        goto b3;
+      if (t > 0)
+        u = t;
+      else
+        v = -t;
+      t = u - v;
+      if (t != 0)
+        goto b3;
+      result = u * k;
+    }
+
+  return result;
+}
+
+void
+Rational::normalize ()
+{
+  if (!sign_)
+    {
+      den_ = 1;
+      num_ = 0;
+    }
+  else if (!den_)
+    {
+      sign_ = 2;
+      num_ = 1;
+    }
+  else if (!num_)
+    {
+      sign_ = 0;
+      den_ = 1;
+    }
+  else
+    {
+      I64 g = gcd (num_, den_);
+
+      num_ /= g;
+      den_ /= g;
+    }
+}
+int
+Rational::sign () const
+{
+  return ::sign (sign_);
+}
+
+int
+Rational::compare (Rational const &r, Rational const &s)
+{
+  if (r.sign_ < s.sign_)
+    return -1;
+  else if (r.sign_ > s.sign_)
+    return 1;
+  else if (r.is_infinity ()) // here s is also infinite with the same sign
+    return 0;
+  else if (r.sign_ == 0) // here s.sign_ is also zero
+    return 0;
+  return ::sign (r - s);
+}
+
+int
+compare (Rational const &r, Rational const &s)
+{
+  return Rational::compare (r, s);
+}
+
+Rational &
+Rational::operator %= (Rational r)
+{
+  *this = mod_rat (r);
+  return *this;
+}
+
+Rational &
+Rational::operator += (Rational r)
+{
+  if (is_infinity ())
+    ;
+  else if (r.is_infinity ())
+    *this = r;
+  else
+    {
+      I64 lcm = (den_ / gcd (r.den_, den_)) * r.den_;
+      I64 n = sign_ * num_ * (lcm / den_) + r.sign_ * r.num_ * (lcm / r.den_);
+      I64 d = lcm;
+      sign_ = ::sign (n) * ::sign (d);
+      num_ = ::abs (n);
+      den_ = ::abs (d);
+      normalize ();
+    }
+  return *this;
+}
+
+/*
+  copied from libg++ 2.8.0
+*/
+Rational::Rational (double x)
+{
+  if (x != 0.0)
+    {
+      sign_ = ::sign (x);
+      x *= sign_;
+
+      int expt;
+      double mantissa = frexp (x, &expt);
+
+      const int FACT = 1 << 20;
+
+      /*
+        Thanks to Afie for this too simple  idea.
+
+        do not blindly substitute by libg++ code, since that uses
+        arbitrary-size integers.  The rationals would overflow too
+        easily.
+      */
+
+      num_ = (U64) (mantissa * FACT);
+      den_ = (U64) FACT;
+      normalize ();
+      if (expt < 0)
+        den_ <<= -expt;
+      else
+        num_ <<= expt;
+      normalize ();
+    }
+  else
+    {
+      num_ = 0;
+      den_ = 1;
+      sign_ = 0;
+      normalize ();
+    }
+}
 
 void
-print_rat (Rational const &m)
+Rational::invert ()
 {
-    cout << String (m) << flush;
+  I64 r (num_);
+  num_ = den_;
+  den_ = r;
 }
-    
 
+Rational &
+Rational::operator *= (Rational r)
+{
+  sign_ *= ::sign (r.sign_);
+  if (r.is_infinity ())
+    {
+      sign_ = sign () * 2;
+      goto exit_func;
+    }
+
+  num_ *= r.num_;
+  den_ *= r.den_;
+
+  normalize ();
+exit_func:
+  return *this;
+}
+
+Rational &
+Rational::operator /= (Rational r)
+{
+  r.invert ();
+  return (*this *= r);
+}
+
+void
+Rational::negate ()
+{
+  sign_ *= -1;
+}
+
+Rational &
+Rational::operator -= (Rational r)
+{
+  r.negate ();
+  return (*this += r);
+}
+
+string
+Rational::to_string () const
+{
+  if (is_infinity ())
+    {
+      string s (sign_ > 0 ? "" : "-");
+      return string (s + "infinity");
+    }
+
+  string s = ::to_string (num ());
+  if (den () != 1 && num ())
+    s += "/" + ::to_string (den ());
+  return s;
+}
+
+int
+Rational::to_int () const
+{
+  return (int) (num () / den ());
+}
+
+int
+sign (Rational r)
+{
+  return r.sign ();
+}
+
+bool
+Rational::is_infinity () const
+{
+  return sign_ == 2 || sign_ == -2;
+}