| 1 | // Boost common_factor_rt.hpp header file ----------------------------------// |
|---|
| 2 | |
|---|
| 3 | // (C) Copyright Daryle Walker and Paul Moore 2001-2002. Permission to copy, |
|---|
| 4 | // use, modify, sell and distribute this software is granted provided this |
|---|
| 5 | // copyright notice appears in all copies. This software is provided "as is" |
|---|
| 6 | // without express or implied warranty, and with no claim as to its suitability |
|---|
| 7 | // for any purpose. |
|---|
| 8 | |
|---|
| 9 | // See http://www.boost.org for updates, documentation, and revision history. |
|---|
| 10 | |
|---|
| 11 | #ifndef BOOST_MATH_COMMON_FACTOR_RT_HPP |
|---|
| 12 | #define BOOST_MATH_COMMON_FACTOR_RT_HPP |
|---|
| 13 | |
|---|
| 14 | #include <boost/math_fwd.hpp> // self include |
|---|
| 15 | |
|---|
| 16 | #include <boost/config.hpp> // for BOOST_NESTED_TEMPLATE, etc. |
|---|
| 17 | #include <boost/limits.hpp> // for std::numeric_limits |
|---|
| 18 | |
|---|
| 19 | |
|---|
| 20 | namespace boost |
|---|
| 21 | { |
|---|
| 22 | namespace math |
|---|
| 23 | { |
|---|
| 24 | |
|---|
| 25 | |
|---|
| 26 | // Forward declarations for function templates -----------------------------// |
|---|
| 27 | |
|---|
| 28 | template < typename IntegerType > |
|---|
| 29 | IntegerType gcd( IntegerType const &a, IntegerType const &b ); |
|---|
| 30 | |
|---|
| 31 | template < typename IntegerType > |
|---|
| 32 | IntegerType lcm( IntegerType const &a, IntegerType const &b ); |
|---|
| 33 | |
|---|
| 34 | |
|---|
| 35 | // Greatest common divisor evaluator class declaration ---------------------// |
|---|
| 36 | |
|---|
| 37 | template < typename IntegerType > |
|---|
| 38 | class gcd_evaluator |
|---|
| 39 | { |
|---|
| 40 | public: |
|---|
| 41 | // Types |
|---|
| 42 | typedef IntegerType result_type, first_argument_type, second_argument_type; |
|---|
| 43 | |
|---|
| 44 | // Function object interface |
|---|
| 45 | result_type operator ()( first_argument_type const &a, |
|---|
| 46 | second_argument_type const &b ) const; |
|---|
| 47 | |
|---|
| 48 | }; // boost::math::gcd_evaluator |
|---|
| 49 | |
|---|
| 50 | |
|---|
| 51 | // Least common multiple evaluator class declaration -----------------------// |
|---|
| 52 | |
|---|
| 53 | template < typename IntegerType > |
|---|
| 54 | class lcm_evaluator |
|---|
| 55 | { |
|---|
| 56 | public: |
|---|
| 57 | // Types |
|---|
| 58 | typedef IntegerType result_type, first_argument_type, second_argument_type; |
|---|
| 59 | |
|---|
| 60 | // Function object interface |
|---|
| 61 | result_type operator ()( first_argument_type const &a, |
|---|
| 62 | second_argument_type const &b ) const; |
|---|
| 63 | |
|---|
| 64 | }; // boost::math::lcm_evaluator |
|---|
| 65 | |
|---|
| 66 | |
|---|
| 67 | // Implementation details --------------------------------------------------// |
|---|
| 68 | |
|---|
| 69 | namespace detail |
|---|
| 70 | { |
|---|
| 71 | // Greatest common divisor for rings (including unsigned integers) |
|---|
| 72 | template < typename RingType > |
|---|
| 73 | RingType |
|---|
| 74 | gcd_euclidean |
|---|
| 75 | ( |
|---|
| 76 | RingType a, |
|---|
| 77 | RingType b |
|---|
| 78 | ) |
|---|
| 79 | { |
|---|
| 80 | // Avoid repeated construction |
|---|
| 81 | #ifndef __BORLANDC__ |
|---|
| 82 | RingType const zero = static_cast<RingType>( 0 ); |
|---|
| 83 | #else |
|---|
| 84 | RingType zero = static_cast<RingType>( 0 ); |
|---|
| 85 | #endif |
|---|
| 86 | |
|---|
| 87 | // Reduce by GCD-remainder property [GCD(a,b) == GCD(b,a MOD b)] |
|---|
| 88 | while ( true ) |
|---|
| 89 | { |
|---|
| 90 | if ( a == zero ) |
|---|
| 91 | return b; |
|---|
| 92 | b %= a; |
|---|
| 93 | |
|---|
| 94 | if ( b == zero ) |
|---|
| 95 | return a; |
|---|
| 96 | a %= b; |
|---|
| 97 | } |
|---|
| 98 | } |
|---|
| 99 | |
|---|
| 100 | // Greatest common divisor for (signed) integers |
|---|
| 101 | template < typename IntegerType > |
|---|
| 102 | inline |
|---|
| 103 | IntegerType |
|---|
| 104 | gcd_integer |
|---|
| 105 | ( |
|---|
| 106 | IntegerType const & a, |
|---|
| 107 | IntegerType const & b |
|---|
| 108 | ) |
|---|
| 109 | { |
|---|
| 110 | // Avoid repeated construction |
|---|
| 111 | IntegerType const zero = static_cast<IntegerType>( 0 ); |
|---|
| 112 | IntegerType const result = gcd_euclidean( a, b ); |
|---|
| 113 | |
|---|
| 114 | return ( result < zero ) ? -result : result; |
|---|
| 115 | } |
|---|
| 116 | |
|---|
| 117 | // Least common multiple for rings (including unsigned integers) |
|---|
| 118 | template < typename RingType > |
|---|
| 119 | inline |
|---|
| 120 | RingType |
|---|
| 121 | lcm_euclidean |
|---|
| 122 | ( |
|---|
| 123 | RingType const & a, |
|---|
| 124 | RingType const & b |
|---|
| 125 | ) |
|---|
| 126 | { |
|---|
| 127 | RingType const zero = static_cast<RingType>( 0 ); |
|---|
| 128 | RingType const temp = gcd_euclidean( a, b ); |
|---|
| 129 | |
|---|
| 130 | return ( temp != zero ) ? ( a / temp * b ) : zero; |
|---|
| 131 | } |
|---|
| 132 | |
|---|
| 133 | // Least common multiple for (signed) integers |
|---|
| 134 | template < typename IntegerType > |
|---|
| 135 | inline |
|---|
| 136 | IntegerType |
|---|
| 137 | lcm_integer |
|---|
| 138 | ( |
|---|
| 139 | IntegerType const & a, |
|---|
| 140 | IntegerType const & b |
|---|
| 141 | ) |
|---|
| 142 | { |
|---|
| 143 | // Avoid repeated construction |
|---|
| 144 | IntegerType const zero = static_cast<IntegerType>( 0 ); |
|---|
| 145 | IntegerType const result = lcm_euclidean( a, b ); |
|---|
| 146 | |
|---|
| 147 | return ( result < zero ) ? -result : result; |
|---|
| 148 | } |
|---|
| 149 | |
|---|
| 150 | // Function objects to find the best way of computing GCD or LCM |
|---|
| 151 | #ifndef BOOST_NO_LIMITS_COMPILE_TIME_CONSTANTS |
|---|
| 152 | #ifndef BOOST_NO_TEMPLATE_PARTIAL_SPECIALIZATION |
|---|
| 153 | template < typename T, bool IsSpecialized, bool IsSigned > |
|---|
| 154 | struct gcd_optimal_evaluator_helper_t |
|---|
| 155 | { |
|---|
| 156 | T operator ()( T const &a, T const &b ) |
|---|
| 157 | { |
|---|
| 158 | return gcd_euclidean( a, b ); |
|---|
| 159 | } |
|---|
| 160 | }; |
|---|
| 161 | |
|---|
| 162 | template < typename T > |
|---|
| 163 | struct gcd_optimal_evaluator_helper_t< T, true, true > |
|---|
| 164 | { |
|---|
| 165 | T operator ()( T const &a, T const &b ) |
|---|
| 166 | { |
|---|
| 167 | return gcd_integer( a, b ); |
|---|
| 168 | } |
|---|
| 169 | }; |
|---|
| 170 | #else |
|---|
| 171 | template < bool IsSpecialized, bool IsSigned > |
|---|
| 172 | struct gcd_optimal_evaluator_helper2_t |
|---|
| 173 | { |
|---|
| 174 | template < typename T > |
|---|
| 175 | struct helper |
|---|
| 176 | { |
|---|
| 177 | T operator ()( T const &a, T const &b ) |
|---|
| 178 | { |
|---|
| 179 | return gcd_euclidean( a, b ); |
|---|
| 180 | } |
|---|
| 181 | }; |
|---|
| 182 | }; |
|---|
| 183 | |
|---|
| 184 | template < > |
|---|
| 185 | struct gcd_optimal_evaluator_helper2_t< true, true > |
|---|
| 186 | { |
|---|
| 187 | template < typename T > |
|---|
| 188 | struct helper |
|---|
| 189 | { |
|---|
| 190 | T operator ()( T const &a, T const &b ) |
|---|
| 191 | { |
|---|
| 192 | return gcd_integer( a, b ); |
|---|
| 193 | } |
|---|
| 194 | }; |
|---|
| 195 | }; |
|---|
| 196 | |
|---|
| 197 | template < typename T, bool IsSpecialized, bool IsSigned > |
|---|
| 198 | struct gcd_optimal_evaluator_helper_t |
|---|
| 199 | : gcd_optimal_evaluator_helper2_t<IsSpecialized, IsSigned> |
|---|
| 200 | ::BOOST_NESTED_TEMPLATE helper<T> |
|---|
| 201 | { |
|---|
| 202 | }; |
|---|
| 203 | #endif |
|---|
| 204 | |
|---|
| 205 | template < typename T > |
|---|
| 206 | struct gcd_optimal_evaluator |
|---|
| 207 | { |
|---|
| 208 | T operator ()( T const &a, T const &b ) |
|---|
| 209 | { |
|---|
| 210 | typedef ::std::numeric_limits<T> limits_type; |
|---|
| 211 | |
|---|
| 212 | typedef gcd_optimal_evaluator_helper_t<T, |
|---|
| 213 | limits_type::is_specialized, limits_type::is_signed> helper_type; |
|---|
| 214 | |
|---|
| 215 | helper_type solver; |
|---|
| 216 | |
|---|
| 217 | return solver( a, b ); |
|---|
| 218 | } |
|---|
| 219 | }; |
|---|
| 220 | #else // BOOST_NO_LIMITS_COMPILE_TIME_CONSTANTS |
|---|
| 221 | template < typename T > |
|---|
| 222 | struct gcd_optimal_evaluator |
|---|
| 223 | { |
|---|
| 224 | T operator ()( T const &a, T const &b ) |
|---|
| 225 | { |
|---|
| 226 | return gcd_integer( a, b ); |
|---|
| 227 | } |
|---|
| 228 | }; |
|---|
| 229 | #endif |
|---|
| 230 | |
|---|
| 231 | #ifndef BOOST_NO_LIMITS_COMPILE_TIME_CONSTANTS |
|---|
| 232 | #ifndef BOOST_NO_TEMPLATE_PARTIAL_SPECIALIZATION |
|---|
| 233 | template < typename T, bool IsSpecialized, bool IsSigned > |
|---|
| 234 | struct lcm_optimal_evaluator_helper_t |
|---|
| 235 | { |
|---|
| 236 | T operator ()( T const &a, T const &b ) |
|---|
| 237 | { |
|---|
| 238 | return lcm_euclidean( a, b ); |
|---|
| 239 | } |
|---|
| 240 | }; |
|---|
| 241 | |
|---|
| 242 | template < typename T > |
|---|
| 243 | struct lcm_optimal_evaluator_helper_t< T, true, true > |
|---|
| 244 | { |
|---|
| 245 | T operator ()( T const &a, T const &b ) |
|---|
| 246 | { |
|---|
| 247 | return lcm_integer( a, b ); |
|---|
| 248 | } |
|---|
| 249 | }; |
|---|
| 250 | #else |
|---|
| 251 | template < bool IsSpecialized, bool IsSigned > |
|---|
| 252 | struct lcm_optimal_evaluator_helper2_t |
|---|
| 253 | { |
|---|
| 254 | template < typename T > |
|---|
| 255 | struct helper |
|---|
| 256 | { |
|---|
| 257 | T operator ()( T const &a, T const &b ) |
|---|
| 258 | { |
|---|
| 259 | return lcm_euclidean( a, b ); |
|---|
| 260 | } |
|---|
| 261 | }; |
|---|
| 262 | }; |
|---|
| 263 | |
|---|
| 264 | template < > |
|---|
| 265 | struct lcm_optimal_evaluator_helper2_t< true, true > |
|---|
| 266 | { |
|---|
| 267 | template < typename T > |
|---|
| 268 | struct helper |
|---|
| 269 | { |
|---|
| 270 | T operator ()( T const &a, T const &b ) |
|---|
| 271 | { |
|---|
| 272 | return lcm_integer( a, b ); |
|---|
| 273 | } |
|---|
| 274 | }; |
|---|
| 275 | }; |
|---|
| 276 | |
|---|
| 277 | template < typename T, bool IsSpecialized, bool IsSigned > |
|---|
| 278 | struct lcm_optimal_evaluator_helper_t |
|---|
| 279 | : lcm_optimal_evaluator_helper2_t<IsSpecialized, IsSigned> |
|---|
| 280 | ::BOOST_NESTED_TEMPLATE helper<T> |
|---|
| 281 | { |
|---|
| 282 | }; |
|---|
| 283 | #endif |
|---|
| 284 | |
|---|
| 285 | template < typename T > |
|---|
| 286 | struct lcm_optimal_evaluator |
|---|
| 287 | { |
|---|
| 288 | T operator ()( T const &a, T const &b ) |
|---|
| 289 | { |
|---|
| 290 | typedef ::std::numeric_limits<T> limits_type; |
|---|
| 291 | |
|---|
| 292 | typedef lcm_optimal_evaluator_helper_t<T, |
|---|
| 293 | limits_type::is_specialized, limits_type::is_signed> helper_type; |
|---|
| 294 | |
|---|
| 295 | helper_type solver; |
|---|
| 296 | |
|---|
| 297 | return solver( a, b ); |
|---|
| 298 | } |
|---|
| 299 | }; |
|---|
| 300 | #else // BOOST_NO_LIMITS_COMPILE_TIME_CONSTANTS |
|---|
| 301 | template < typename T > |
|---|
| 302 | struct lcm_optimal_evaluator |
|---|
| 303 | { |
|---|
| 304 | T operator ()( T const &a, T const &b ) |
|---|
| 305 | { |
|---|
| 306 | return lcm_integer( a, b ); |
|---|
| 307 | } |
|---|
| 308 | }; |
|---|
| 309 | #endif |
|---|
| 310 | |
|---|
| 311 | // Functions to find the GCD or LCM in the best way |
|---|
| 312 | template < typename T > |
|---|
| 313 | inline |
|---|
| 314 | T |
|---|
| 315 | gcd_optimal |
|---|
| 316 | ( |
|---|
| 317 | T const & a, |
|---|
| 318 | T const & b |
|---|
| 319 | ) |
|---|
| 320 | { |
|---|
| 321 | gcd_optimal_evaluator<T> solver; |
|---|
| 322 | |
|---|
| 323 | return solver( a, b ); |
|---|
| 324 | } |
|---|
| 325 | |
|---|
| 326 | template < typename T > |
|---|
| 327 | inline |
|---|
| 328 | T |
|---|
| 329 | lcm_optimal |
|---|
| 330 | ( |
|---|
| 331 | T const & a, |
|---|
| 332 | T const & b |
|---|
| 333 | ) |
|---|
| 334 | { |
|---|
| 335 | lcm_optimal_evaluator<T> solver; |
|---|
| 336 | |
|---|
| 337 | return solver( a, b ); |
|---|
| 338 | } |
|---|
| 339 | |
|---|
| 340 | } // namespace detail |
|---|
| 341 | |
|---|
| 342 | |
|---|
| 343 | // Greatest common divisor evaluator member function definition ------------// |
|---|
| 344 | |
|---|
| 345 | template < typename IntegerType > |
|---|
| 346 | inline |
|---|
| 347 | typename gcd_evaluator<IntegerType>::result_type |
|---|
| 348 | gcd_evaluator<IntegerType>::operator () |
|---|
| 349 | ( |
|---|
| 350 | first_argument_type const & a, |
|---|
| 351 | second_argument_type const & b |
|---|
| 352 | ) const |
|---|
| 353 | { |
|---|
| 354 | return detail::gcd_optimal( a, b ); |
|---|
| 355 | } |
|---|
| 356 | |
|---|
| 357 | |
|---|
| 358 | // Least common multiple evaluator member function definition --------------// |
|---|
| 359 | |
|---|
| 360 | template < typename IntegerType > |
|---|
| 361 | inline |
|---|
| 362 | typename lcm_evaluator<IntegerType>::result_type |
|---|
| 363 | lcm_evaluator<IntegerType>::operator () |
|---|
| 364 | ( |
|---|
| 365 | first_argument_type const & a, |
|---|
| 366 | second_argument_type const & b |
|---|
| 367 | ) const |
|---|
| 368 | { |
|---|
| 369 | return detail::lcm_optimal( a, b ); |
|---|
| 370 | } |
|---|
| 371 | |
|---|
| 372 | |
|---|
| 373 | // Greatest common divisor and least common multiple function definitions --// |
|---|
| 374 | |
|---|
| 375 | template < typename IntegerType > |
|---|
| 376 | inline |
|---|
| 377 | IntegerType |
|---|
| 378 | gcd |
|---|
| 379 | ( |
|---|
| 380 | IntegerType const & a, |
|---|
| 381 | IntegerType const & b |
|---|
| 382 | ) |
|---|
| 383 | { |
|---|
| 384 | gcd_evaluator<IntegerType> solver; |
|---|
| 385 | |
|---|
| 386 | return solver( a, b ); |
|---|
| 387 | } |
|---|
| 388 | |
|---|
| 389 | template < typename IntegerType > |
|---|
| 390 | inline |
|---|
| 391 | IntegerType |
|---|
| 392 | lcm |
|---|
| 393 | ( |
|---|
| 394 | IntegerType const & a, |
|---|
| 395 | IntegerType const & b |
|---|
| 396 | ) |
|---|
| 397 | { |
|---|
| 398 | lcm_evaluator<IntegerType> solver; |
|---|
| 399 | |
|---|
| 400 | return solver( a, b ); |
|---|
| 401 | } |
|---|
| 402 | |
|---|
| 403 | |
|---|
| 404 | } // namespace math |
|---|
| 405 | } // namespace boost |
|---|
| 406 | |
|---|
| 407 | |
|---|
| 408 | #endif // BOOST_MATH_COMMON_FACTOR_RT_HPP |
|---|