flower/include/rational.hh

   1 /*
   2   rational.hh -- declare rational helpers
   3
   4   source file of the Flower Library
   5
   6   (c) 1997--2007 Han-Wen Nienhuys <hanwen@xs4all.nl>
   7 */
   8
   9 #ifndef RATIONAL_HH
  10 #define RATIONAL_HH
  11
  12 #include "std-string.hh"
  13 #include <limits.h>
  14
  15 /**
  16    Rational numbers.  Included is support for + and - infinity.
  17 */
  18 class Rational
  19 {
  20   /**
  21      Sign of rational.
  22      -2, .. 2
  23
  24      -2,2 is - and + infinity.
  25      -1,1 is negative and positive.
  26      0 if *this is zero.
  27   */
  28   int sign_;
  29   unsigned int num_, den_;
  30   void normalize ();
  31   void copy (Rational const &);
  32
  33 public:
  34   void set_infinite (int sign);
  35   bool is_infinity () const;
  36   void invert ();
  37   int numerator () const { return sign_ * num_; }
  38   int denominator () const { return den_; }
  39   int num () const { return numerator (); }
  40   int den () const { return denominator (); }
  41
  42   Rational trunc_rat () const;
  43   Rational div_rat (Rational) const;
  44   Rational mod_rat (Rational) const;
  45   Rational abs () const;
  46   void negate ();
  47   int to_int () const;
  48
  49   operator double () const { return to_double (); }
  50   double to_double () const;
  51
  52   Rational operator - () const;
  53   /**
  54      Initialize to 0.
  55   */
  56   Rational ();
  57   Rational (int);
  58   explicit Rational (int, int);
  59   explicit Rational (double);
  60   Rational (Rational const &r) { copy (r);}
  61   Rational &operator = (Rational const &r)
  62   {
  63     copy (r); return *this;
  64   }
  65
  66   Rational &operator *= (Rational);
  67   Rational &operator /= (Rational);
  68   Rational &operator += (Rational);
  69   Rational &operator -= (Rational);
  70   Rational &operator %= (Rational);
  71   static int compare (Rational const &, Rational const &);
  72   int sign () const;
  73   string to_string () const;
  74 };
  75
  76 #include "arithmetic-operator.hh"
  77
  78 IMPLEMENT_ARITHMETIC_OPERATOR (Rational, /);
  79 IMPLEMENT_ARITHMETIC_OPERATOR (Rational, +);
  80 IMPLEMENT_ARITHMETIC_OPERATOR (Rational, *);
  81 IMPLEMENT_ARITHMETIC_OPERATOR (Rational, -);
  82 IMPLEMENT_ARITHMETIC_OPERATOR (Rational, %);
  83
  84 INSTANTIATE_COMPARE (Rational const &, Rational::compare);
  85
  86 int compare (Rational const &, Rational const &);
  87 int sign (Rational r);
  88
  89 inline void
  90 Rational::copy (Rational const &r)
  91 {
  92   sign_ = r.sign_;
  93   num_ = r.num_;
  94   den_ = r.den_;
  95 }
  96
  97 #if 0
  98 ostream &
  99 operator << (ostream &, Rational);
 100 #endif
 101
 102 const Rational infinity_rat (INT_MAX);
 103
 104 #endif // RATIONAL_HH