calc/calc/cmath.h

   1 /*
   2  * cmath - data structures for extended precision complex arithmetic
   3  *
   4  * Copyright (C) 1999  David I. Bell
   5  *
   6  * Calc is open software; you can redistribute it and/or modify it under
   7  * the terms of the version 2.1 of the GNU Lesser General Public License
   8  * as published by the Free Software Foundation.
   9  *
  10  * Calc is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
  11  * ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY
  12  * or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU Lesser General
  13  * Public License for more details.
  14  *
  15  * A copy of version 2.1 of the GNU Lesser General Public License is
  16  * distributed with calc under the filename COPYING-LGPL.  You should have
  17  * received a copy with calc; if not, write to Free Software Foundation, Inc.
  18  * 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307, USA.
  19  *
  20  * @(#) $Revision$
  21  * @(#) $Id$
  22  * @(#) $Source$
  23  *
  24  * Under source code control:   1993/07/30 19:42:45
  25  * File existed as early as:    1993
  26  *
  27  * Share and enjoy!  :-)        http://www.isthe.com/chongo/tech/comp/calc/
  28  */
  29
  30
  31 #if !defined(__CMATH_H__)
  32 #define __CMATH_H__
  33
  34
  35 #if defined(CALC_SRC)   /* if we are building from the calc source tree */
  36 # include "calc/qmath.h"
  37 #else
  38 # include <calc/qmath.h>
  39 #endif
  40
  41
  42 /*
  43  * Complex arithmetic definitions.
  44  */
  45 typedef struct {
  46         NUMBER *real;           /* real part of number */
  47         NUMBER *imag;           /* imaginary part of number */
  48         long links;             /* link count */
  49 } COMPLEX;
  50
  51
  52 /*
  53  * Input, output, and conversion routines.
  54  */
  55 extern COMPLEX *comalloc(void);
  56 extern COMPLEX *qqtoc(NUMBER *q1, NUMBER *q2);
  57 extern void comfree(COMPLEX *c);
  58 extern void comprint(COMPLEX *c);
  59 extern void cprintfr(COMPLEX *c);
  60
  61
  62 /*
  63  * Basic numeric routines.
  64  */
  65
  66 extern COMPLEX *cadd(COMPLEX *c1, COMPLEX *c2);
  67 extern COMPLEX *csub(COMPLEX *c1, COMPLEX *c2);
  68 extern COMPLEX *cmul(COMPLEX *c1, COMPLEX *c2);
  69 extern COMPLEX *cdiv(COMPLEX *c1, COMPLEX *c2);
  70 extern COMPLEX *caddq(COMPLEX *c, NUMBER *q);
  71 extern COMPLEX *csubq(COMPLEX *c, NUMBER *q);
  72 extern COMPLEX *cmulq(COMPLEX *c, NUMBER *q);
  73 extern COMPLEX *cdivq(COMPLEX *c, NUMBER *q);
  74 extern COMPLEX *cscale(COMPLEX *c, long i);
  75 extern COMPLEX *cshift(COMPLEX *c, long i);
  76 extern COMPLEX *csquare(COMPLEX *c);
  77 extern COMPLEX *cconj(COMPLEX *c);
  78 extern COMPLEX *c_real(COMPLEX *c);
  79 extern COMPLEX *c_imag(COMPLEX *c);
  80 extern COMPLEX *cneg(COMPLEX *c);
  81 extern COMPLEX *cinv(COMPLEX *c);
  82 extern COMPLEX *cint(COMPLEX *c);
  83 extern COMPLEX *cfrac(COMPLEX *c);
  84 extern BOOL ccmp(COMPLEX *c1, COMPLEX *c2);
  85
  86
  87 /*
  88  * More complicated functions.
  89  */
  90 extern COMPLEX *cpowi(COMPLEX *c, NUMBER *q);
  91 extern NUMBER *cilog(COMPLEX *c, ZVALUE base);
  92
  93
  94 /*
  95  * Transcendental routines.  These all take an epsilon argument to
  96  * specify how accurately these are to be calculated.
  97  */
  98 extern COMPLEX *cpower(COMPLEX *c1, COMPLEX *c2, NUMBER *epsilon);
  99 extern COMPLEX *csqrt(COMPLEX *c, NUMBER *epsilon, long R);
 100 extern COMPLEX *croot(COMPLEX *c, NUMBER *q, NUMBER *epsilon);
 101 extern COMPLEX *cexp(COMPLEX *c, NUMBER *epsilon);
 102 extern COMPLEX *cln(COMPLEX *c, NUMBER *epsilon);
 103 extern COMPLEX *ccos(COMPLEX *c, NUMBER *epsilon);
 104 extern COMPLEX *csin(COMPLEX *c, NUMBER *epsilon);
 105 extern COMPLEX *ccosh(COMPLEX *c, NUMBER *epsilon);
 106 extern COMPLEX *csinh(COMPLEX *c, NUMBER *epsilon);
 107 extern COMPLEX *cpolar(NUMBER *q1, NUMBER *q2, NUMBER *epsilon);
 108 extern COMPLEX *crel(COMPLEX *c1, COMPLEX *c2);
 109 extern COMPLEX *casin(COMPLEX *c, NUMBER *epsilon);
 110 extern COMPLEX *cacos(COMPLEX *c, NUMBER *epsilon);
 111 extern COMPLEX *catan(COMPLEX *c, NUMBER *epsilon);
 112 extern COMPLEX *cacot(COMPLEX *c, NUMBER *epsilon);
 113 extern COMPLEX *casec(COMPLEX *c, NUMBER *epsilon);
 114 extern COMPLEX *cacsc(COMPLEX *c, NUMBER *epsilon);
 115 extern COMPLEX *casinh(COMPLEX *c, NUMBER *epsilon);
 116 extern COMPLEX *cacosh(COMPLEX *c, NUMBER *epsilon);
 117 extern COMPLEX *catanh(COMPLEX *c, NUMBER *epsilon);
 118 extern COMPLEX *cacoth(COMPLEX *c, NUMBER *epsilon);
 119 extern COMPLEX *casech(COMPLEX *c, NUMBER *epsilon);
 120 extern COMPLEX *cacsch(COMPLEX *c, NUMBER *epsilon);
 121 extern COMPLEX *cgd(COMPLEX *c, NUMBER *epsilon);
 122 extern COMPLEX *cagd(COMPLEX *c, NUMBER *epsilon);
 123
 124
 125
 126 /*
 127  * external functions
 128  */
 129 extern COMPLEX *swap_b8_in_COMPLEX(COMPLEX *dest, COMPLEX *src, BOOL all);
 130 extern COMPLEX *swap_b16_in_COMPLEX(COMPLEX *dest, COMPLEX *src, BOOL all);
 131 extern COMPLEX *swap_HALF_in_COMPLEX(COMPLEX *dest, COMPLEX *src, BOOL all);
 132
 133
 134 /*
 135  * macro expansions to speed this thing up
 136  */
 137 #define cisreal(c)      (qiszero((c)->imag))
 138 #define cisimag(c)      (qiszero((c)->real) && !cisreal(c))
 139 #define ciszero(c)      (cisreal(c) && qiszero((c)->real))
 140 #define cisone(c)       (cisreal(c) && qisone((c)->real))
 141 #define cisnegone(c)    (cisreal(c) && qisnegone((c)->real))
 142 #define cisrunit(c)     (cisreal(c) && qisunit((c)->real))
 143 #define cisiunit(c)     (qiszero((c)->real) && qisunit((c)->imag))
 144 #define cisunit(c)      (cisrunit(c) || cisiunit(c))
 145 #define cistwo(c)       (cisreal(c) && qistwo((c)->real))
 146 #define cisint(c)       (qisint((c)->real) && qisint((c)->imag))
 147 #define ciseven(c)      (qiseven((c)->real) && qiseven((c)->imag))
 148 #define cisodd(c)       (qisodd((c)->real) || qisodd((c)->imag))
 149 #define clink(c)        ((c)->links++, (c))
 150
 151
 152 /*
 153  * Pre-defined values.
 154  */
 155 extern COMPLEX _czero_, _cone_, _conei_;
 156
 157
 158 #endif /* !__CMATH_H__ */