gmpxx.h
上传用户:qaz666999
上传日期:2022-08-06
资源大小:2570k
文件大小:112k
源码类别:

数学计算

开发平台:

Unix_Linux

  1. /* gmpxx.h -- C++ class wrapper for GMP types.  -*- C++ -*-
  2. Copyright 2001, 2002, 2003, 2006, 2008 Free Software Foundation, Inc.
  3. This file is part of the GNU MP Library.
  4. The GNU MP Library is free software; you can redistribute it and/or modify
  5. it under the terms of the GNU Lesser General Public License as published by
  6. the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or (at your
  7. option) any later version.
  8. The GNU MP Library is distributed in the hope that it will be useful, but
  9. WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY
  10. or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU Lesser General Public
  11. License for more details.
  12. You should have received a copy of the GNU Lesser General Public License
  13. along with the GNU MP Library.  If not, see http://www.gnu.org/licenses/.  */
  14. /* the C++ compiler must implement the following features:
  15.    - member templates
  16.    - partial specialization of templates
  17.    - namespace support
  18.    for g++, this means version 2.91 or higher
  19.    for other compilers, I don't know */
  20. #ifdef __GNUC__
  21. #if __GNUC__ < 2 || (__GNUC__ == 2 && __GNUC_MINOR__ < 91)
  22. #error gmpxx.h requires g++ version 2.91 (egcs 1.1.2) or higher
  23. #endif
  24. #endif
  25. #ifndef __GMP_PLUSPLUS__
  26. #define __GMP_PLUSPLUS__
  27. #include <iosfwd>
  28. #include <cstring>  /* for strlen */
  29. #include <string>
  30. #include <stdexcept>
  31. #include <cfloat>
  32. #include <gmp.h>
  33. /**************** Function objects ****************/
  34. /* Any evaluation of a __gmp_expr ends up calling one of these functions
  35.    all intermediate functions being inline, the evaluation should optimize
  36.    to a direct call to the relevant function, thus yielding no overhead
  37.    over the C interface. */
  38. struct __gmp_unary_plus
  39. {
  40.   static void eval(mpz_ptr z, mpz_srcptr w) { mpz_set(z, w); }
  41.   static void eval(mpq_ptr q, mpq_srcptr r) { mpq_set(q, r); }
  42.   static void eval(mpf_ptr f, mpf_srcptr g) { mpf_set(f, g); }
  43. };
  44. struct __gmp_unary_minus
  45. {
  46.   static void eval(mpz_ptr z, mpz_srcptr w) { mpz_neg(z, w); }
  47.   static void eval(mpq_ptr q, mpq_srcptr r) { mpq_neg(q, r); }
  48.   static void eval(mpf_ptr f, mpf_srcptr g) { mpf_neg(f, g); }
  49. };
  50. struct __gmp_unary_com
  51. {
  52.   static void eval(mpz_ptr z, mpz_srcptr w) { mpz_com(z, w); }
  53. };
  54. struct __gmp_binary_plus
  55. {
  56.   static void eval(mpz_ptr z, mpz_srcptr w, mpz_srcptr v)
  57.   { mpz_add(z, w, v); }
  58.   static void eval(mpz_ptr z, mpz_srcptr w, unsigned long int l)
  59.   { mpz_add_ui(z, w, l); }
  60.   static void eval(mpz_ptr z, unsigned long int l, mpz_srcptr w)
  61.   { mpz_add_ui(z, w, l); }
  62.   static void eval(mpz_ptr z, mpz_srcptr w, signed long int l)
  63.   {
  64.     if (l >= 0)
  65.       mpz_add_ui(z, w, l);
  66.     else
  67.       mpz_sub_ui(z, w, -l);
  68.   }
  69.   static void eval(mpz_ptr z, signed long int l, mpz_srcptr w)
  70.   {
  71.     if (l >= 0)
  72.       mpz_add_ui(z, w, l);
  73.     else
  74.       mpz_sub_ui(z, w, -l);
  75.   }
  76.   static void eval(mpz_ptr z, mpz_srcptr w, double d)
  77.   {
  78.     mpz_t temp;
  79.     mpz_init_set_d(temp, d);
  80.     mpz_add(z, w, temp);
  81.     mpz_clear(temp);
  82.   }
  83.   static void eval(mpz_ptr z, double d, mpz_srcptr w)
  84.   {
  85.     mpz_t temp;
  86.     mpz_init_set_d(temp, d);
  87.     mpz_add(z, temp, w);
  88.     mpz_clear(temp);
  89.   }
  90.   static void eval(mpq_ptr q, mpq_srcptr r, mpq_srcptr s)
  91.   { mpq_add(q, r, s); }
  92.   static void eval(mpq_ptr q, mpq_srcptr r, unsigned long int l)
  93.   { mpq_set(q, r); mpz_addmul_ui(mpq_numref(q), mpq_denref(q), l); }
  94.   static void eval(mpq_ptr q, unsigned long int l, mpq_srcptr r)
  95.   { mpq_set(q, r); mpz_addmul_ui(mpq_numref(q), mpq_denref(q), l); }
  96.   static void eval(mpq_ptr q, mpq_srcptr r, signed long int l)
  97.   {
  98.     mpq_set(q, r);
  99.     if (l >= 0)
  100.       mpz_addmul_ui(mpq_numref(q), mpq_denref(q), l);
  101.     else
  102.       mpz_submul_ui(mpq_numref(q), mpq_denref(q), -l);
  103.   }
  104.   static void eval(mpq_ptr q, signed long int l, mpq_srcptr r)
  105.   {
  106.     mpq_set(q, r);
  107.     if (l >= 0)
  108.       mpz_addmul_ui(mpq_numref(q), mpq_denref(q), l);
  109.     else
  110.       mpz_submul_ui(mpq_numref(q), mpq_denref(q), -l);
  111.   }
  112.   static void eval(mpq_ptr q, mpq_srcptr r, double d)
  113.   {
  114.     mpq_t temp;
  115.     mpq_init(temp);
  116.     mpq_set_d(temp, d);
  117.     mpq_add(q, r, temp);
  118.     mpq_clear(temp);
  119.   }
  120.   static void eval(mpq_ptr q, double d, mpq_srcptr r)
  121.   {
  122.     mpq_t temp;
  123.     mpq_init(temp);
  124.     mpq_set_d(temp, d);
  125.     mpq_add(q, temp, r);
  126.     mpq_clear(temp);
  127.   }
  128.   static void eval(mpq_ptr q, mpq_srcptr r, mpz_srcptr z)
  129.   { mpq_set(q, r); mpz_addmul(mpq_numref(q), mpq_denref(q), z); }
  130.   static void eval(mpq_ptr q, mpz_srcptr z, mpq_srcptr r)
  131.   { mpq_set(q, r); mpz_addmul(mpq_numref(q), mpq_denref(q), z); }
  132.   static void eval(mpf_ptr f, mpf_srcptr g, mpf_srcptr h)
  133.   { mpf_add(f, g, h); }
  134.   static void eval(mpf_ptr f, mpf_srcptr g, unsigned long int l)
  135.   { mpf_add_ui(f, g, l); }
  136.   static void eval(mpf_ptr f, unsigned long int l, mpf_srcptr g)
  137.   { mpf_add_ui(f, g, l); }
  138.   static void eval(mpf_ptr f, mpf_srcptr g, signed long int l)
  139.   {
  140.     if (l >= 0)
  141.       mpf_add_ui(f, g, l);
  142.     else
  143.       mpf_sub_ui(f, g, -l);
  144.   }
  145.   static void eval(mpf_ptr f, signed long int l, mpf_srcptr g)
  146.   {
  147.     if (l >= 0)
  148.       mpf_add_ui(f, g, l);
  149.     else
  150.       mpf_sub_ui(f, g, -l);
  151.   }
  152.   static void eval(mpf_ptr f, mpf_srcptr g, double d)
  153.   {
  154.     mpf_t temp;
  155.     mpf_init2(temp, 8*sizeof(double));
  156.     mpf_set_d(temp, d);
  157.     mpf_add(f, g, temp);
  158.     mpf_clear(temp);
  159.   }
  160.   static void eval(mpf_ptr f, double d, mpf_srcptr g)
  161.   {
  162.     mpf_t temp;
  163.     mpf_init2(temp, 8*sizeof(double));
  164.     mpf_set_d(temp, d);
  165.     mpf_add(f, temp, g);
  166.     mpf_clear(temp);
  167.   }
  168. };
  169. struct __gmp_binary_minus
  170. {
  171.   static void eval(mpz_ptr z, mpz_srcptr w, mpz_srcptr v)
  172.   { mpz_sub(z, w, v); }
  173.   static void eval(mpz_ptr z, mpz_srcptr w, unsigned long int l)
  174.   { mpz_sub_ui(z, w, l); }
  175.   static void eval(mpz_ptr z, unsigned long int l, mpz_srcptr w)
  176.   { mpz_ui_sub(z, l, w); }
  177.   static void eval(mpz_ptr z, mpz_srcptr w, signed long int l)
  178.   {
  179.     if (l >= 0)
  180.       mpz_sub_ui(z, w, l);
  181.     else
  182.       mpz_add_ui(z, w, -l);
  183.   }
  184.   static void eval(mpz_ptr z, signed long int l, mpz_srcptr w)
  185.   {
  186.     if (l >= 0)
  187.       mpz_ui_sub(z, l, w);
  188.     else
  189.       {
  190.         mpz_add_ui(z, w, -l);
  191.         mpz_neg(z, z);
  192.       }
  193.   }
  194.   static void eval(mpz_ptr z, mpz_srcptr w, double d)
  195.   {
  196.     mpz_t temp;
  197.     mpz_init_set_d(temp, d);
  198.     mpz_sub(z, w, temp);
  199.     mpz_clear(temp);
  200.   }
  201.   static void eval(mpz_ptr z, double d, mpz_srcptr w)
  202.   {
  203.     mpz_t temp;
  204.     mpz_init_set_d(temp, d);
  205.     mpz_sub(z, temp, w);
  206.     mpz_clear(temp);
  207.   }
  208.   static void eval(mpq_ptr q, mpq_srcptr r, mpq_srcptr s)
  209.   { mpq_sub(q, r, s); }
  210.   static void eval(mpq_ptr q, mpq_srcptr r, unsigned long int l)
  211.   { mpq_set(q, r); mpz_submul_ui(mpq_numref(q), mpq_denref(q), l); }
  212.   static void eval(mpq_ptr q, unsigned long int l, mpq_srcptr r)
  213.   { mpq_neg(q, r); mpz_addmul_ui(mpq_numref(q), mpq_denref(q), l); }
  214.   static void eval(mpq_ptr q, mpq_srcptr r, signed long int l)
  215.   {
  216.     mpq_set(q, r);
  217.     if (l >= 0)
  218.       mpz_submul_ui(mpq_numref(q), mpq_denref(q), l);
  219.     else
  220.       mpz_addmul_ui(mpq_numref(q), mpq_denref(q), -l);
  221.   }
  222.   static void eval(mpq_ptr q, signed long int l, mpq_srcptr r)
  223.   {
  224.     mpq_neg(q, r);
  225.     if (l >= 0)
  226.       mpz_addmul_ui(mpq_numref(q), mpq_denref(q), l);
  227.     else
  228.       mpz_submul_ui(mpq_numref(q), mpq_denref(q), -l);
  229.   }
  230.   static void eval(mpq_ptr q, mpq_srcptr r, double d)
  231.   {
  232.     mpq_t temp;
  233.     mpq_init(temp);
  234.     mpq_set_d(temp, d);
  235.     mpq_sub(q, r, temp);
  236.     mpq_clear(temp);
  237.   }
  238.   static void eval(mpq_ptr q, double d, mpq_srcptr r)
  239.   {
  240.     mpq_t temp;
  241.     mpq_init(temp);
  242.     mpq_set_d(temp, d);
  243.     mpq_sub(q, temp, r);
  244.     mpq_clear(temp);
  245.   }
  246.   static void eval(mpq_ptr q, mpq_srcptr r, mpz_srcptr z)
  247.   { mpq_set(q, r); mpz_submul(mpq_numref(q), mpq_denref(q), z); }
  248.   static void eval(mpq_ptr q, mpz_srcptr z, mpq_srcptr r)
  249.   { mpq_neg(q, r); mpz_addmul(mpq_numref(q), mpq_denref(q), z); }
  250.   static void eval(mpf_ptr f, mpf_srcptr g, mpf_srcptr h)
  251.   { mpf_sub(f, g, h); }
  252.   static void eval(mpf_ptr f, mpf_srcptr g, unsigned long int l)
  253.   { mpf_sub_ui(f, g, l); }
  254.   static void eval(mpf_ptr f, unsigned long int l, mpf_srcptr g)
  255.   { mpf_ui_sub(f, l, g); }
  256.   static void eval(mpf_ptr f, mpf_srcptr g, signed long int l)
  257.   {
  258.     if (l >= 0)
  259.       mpf_sub_ui(f, g, l);
  260.     else
  261.       mpf_add_ui(f, g, -l);
  262.   }
  263.   static void eval(mpf_ptr f, signed long int l, mpf_srcptr g)
  264.   {
  265.     if (l >= 0)
  266.       mpf_sub_ui(f, g, l);
  267.     else
  268.       mpf_add_ui(f, g, -l);
  269.     mpf_neg(f, f);
  270.   }
  271.   static void eval(mpf_ptr f, mpf_srcptr g, double d)
  272.   {
  273.     mpf_t temp;
  274.     mpf_init2(temp, 8*sizeof(double));
  275.     mpf_set_d(temp, d);
  276.     mpf_sub(f, g, temp);
  277.     mpf_clear(temp);
  278.   }
  279.   static void eval(mpf_ptr f, double d, mpf_srcptr g)
  280.   {
  281.     mpf_t temp;
  282.     mpf_init2(temp, 8*sizeof(double));
  283.     mpf_set_d(temp, d);
  284.     mpf_sub(f, temp, g);
  285.     mpf_clear(temp);
  286.   }
  287. };
  288. struct __gmp_binary_multiplies
  289. {
  290.   static void eval(mpz_ptr z, mpz_srcptr w, mpz_srcptr v)
  291.   { mpz_mul(z, w, v); }
  292.   static void eval(mpz_ptr z, mpz_srcptr w, unsigned long int l)
  293.   { mpz_mul_ui(z, w, l); }
  294.   static void eval(mpz_ptr z, unsigned long int l, mpz_srcptr w)
  295.   { mpz_mul_ui(z, w, l); }
  296.   static void eval(mpz_ptr z, mpz_srcptr w, signed long int l)
  297.   { mpz_mul_si (z, w, l); }
  298.   static void eval(mpz_ptr z, signed long int l, mpz_srcptr w)
  299.   { mpz_mul_si (z, w, l); }
  300.   static void eval(mpz_ptr z, mpz_srcptr w, double d)
  301.   {
  302.     mpz_t temp;
  303.     mpz_init_set_d(temp, d);
  304.     mpz_mul(z, w, temp);
  305.     mpz_clear(temp);
  306.   }
  307.   static void eval(mpz_ptr z, double d, mpz_srcptr w)
  308.   {
  309.     mpz_t temp;
  310.     mpz_init_set_d(temp, d);
  311.     mpz_mul(z, temp, w);
  312.     mpz_clear(temp);
  313.   }
  314.   static void eval(mpq_ptr q, mpq_srcptr r, mpq_srcptr s)
  315.   { mpq_mul(q, r, s); }
  316.   static void eval(mpq_ptr q, mpq_srcptr r, unsigned long int l)
  317.   {
  318.     mpq_t temp;
  319.     mpq_init(temp);
  320.     mpq_set_ui(temp, l, 1);
  321.     mpq_mul(q, r, temp);
  322.     mpq_clear(temp);
  323.   }
  324.   static void eval(mpq_ptr q, unsigned long int l, mpq_srcptr r)
  325.   {
  326.     mpq_t temp;
  327.     mpq_init(temp);
  328.     mpq_set_ui(temp, l, 1);
  329.     mpq_mul(q, temp, r);
  330.     mpq_clear(temp);
  331.   }
  332.   static void eval(mpq_ptr q, mpq_srcptr r, signed long int l)
  333.   {
  334.     mpq_t temp;
  335.     mpq_init(temp);
  336.     mpq_set_si(temp, l, 1);
  337.     mpq_mul(q, r, temp);
  338.     mpq_clear(temp);
  339.   }
  340.   static void eval(mpq_ptr q, signed long int l, mpq_srcptr r)
  341.   {
  342.     mpq_t temp;
  343.     mpq_init(temp);
  344.     mpq_set_si(temp, l, 1);
  345.     mpq_mul(q, temp, r);
  346.     mpq_clear(temp);
  347.   }
  348.   static void eval(mpq_ptr q, mpq_srcptr r, double d)
  349.   {
  350.     mpq_t temp;
  351.     mpq_init(temp);
  352.     mpq_set_d(temp, d);
  353.     mpq_mul(q, r, temp);
  354.     mpq_clear(temp);
  355.   }
  356.   static void eval(mpq_ptr q, double d, mpq_srcptr r)
  357.   {
  358.     mpq_t temp;
  359.     mpq_init(temp);
  360.     mpq_set_d(temp, d);
  361.     mpq_mul(q, temp, r);
  362.     mpq_clear(temp);
  363.   }
  364.   static void eval(mpf_ptr f, mpf_srcptr g, mpf_srcptr h)
  365.   { mpf_mul(f, g, h); }
  366.   static void eval(mpf_ptr f, mpf_srcptr g, unsigned long int l)
  367.   { mpf_mul_ui(f, g, l); }
  368.   static void eval(mpf_ptr f, unsigned long int l, mpf_srcptr g)
  369.   { mpf_mul_ui(f, g, l); }
  370.   static void eval(mpf_ptr f, mpf_srcptr g, signed long int l)
  371.   {
  372.     if (l >= 0)
  373.       mpf_mul_ui(f, g, l);
  374.     else
  375.       {
  376. mpf_mul_ui(f, g, -l);
  377. mpf_neg(f, f);
  378.       }
  379.   }
  380.   static void eval(mpf_ptr f, signed long int l, mpf_srcptr g)
  381.   {
  382.     if (l >= 0)
  383.       mpf_mul_ui(f, g, l);
  384.     else
  385.       {
  386. mpf_mul_ui(f, g, -l);
  387. mpf_neg(f, f);
  388.       }
  389.   }
  390.   static void eval(mpf_ptr f, mpf_srcptr g, double d)
  391.   {
  392.     mpf_t temp;
  393.     mpf_init2(temp, 8*sizeof(double));
  394.     mpf_set_d(temp, d);
  395.     mpf_mul(f, g, temp);
  396.     mpf_clear(temp);
  397.   }
  398.   static void eval(mpf_ptr f, double d, mpf_srcptr g)
  399.   {
  400.     mpf_t temp;
  401.     mpf_init2(temp, 8*sizeof(double));
  402.     mpf_set_d(temp, d);
  403.     mpf_mul(f, temp, g);
  404.     mpf_clear(temp);
  405.   }
  406. };
  407. struct __gmp_binary_divides
  408. {
  409.   static void eval(mpz_ptr z, mpz_srcptr w, mpz_srcptr v)
  410.   { mpz_tdiv_q(z, w, v); }
  411.   static void eval(mpz_ptr z, mpz_srcptr w, unsigned long int l)
  412.   { mpz_tdiv_q_ui(z, w, l); }
  413.   static void eval(mpz_ptr z, unsigned long int l, mpz_srcptr w)
  414.   {
  415.     if (mpz_sgn(w) >= 0)
  416.       {
  417. if (mpz_fits_ulong_p(w))
  418.   mpz_set_ui(z, l / mpz_get_ui(w));
  419. else
  420.   mpz_set_ui(z, 0);
  421.       }
  422.     else
  423.       {
  424. mpz_neg(z, w);
  425. if (mpz_fits_ulong_p(z))
  426.   {
  427.     mpz_set_ui(z, l / mpz_get_ui(z));
  428.     mpz_neg(z, z);
  429.   }
  430. else
  431.   mpz_set_ui(z, 0);
  432.       }
  433.   }
  434.   static void eval(mpz_ptr z, mpz_srcptr w, signed long int l)
  435.   {
  436.     if (l >= 0)
  437.       mpz_tdiv_q_ui(z, w, l);
  438.     else
  439.       {
  440. mpz_tdiv_q_ui(z, w, -l);
  441. mpz_neg(z, z);
  442.       }
  443.   }
  444.   static void eval(mpz_ptr z, signed long int l, mpz_srcptr w)
  445.   {
  446.     if (mpz_fits_slong_p(w))
  447.       mpz_set_si(z, l / mpz_get_si(w));
  448.     else
  449.       {
  450.         /* if w is bigger than a long then the quotient must be zero, unless
  451.            l==LONG_MIN and w==-LONG_MIN in which case the quotient is -1 */
  452.         mpz_set_si (z, (mpz_cmpabs_ui (w, (l >= 0 ? l : -l)) == 0 ? -1 : 0));
  453.       }
  454.   }
  455.   static void eval(mpz_ptr z, mpz_srcptr w, double d)
  456.   {
  457.     mpz_t temp;
  458.     mpz_init_set_d(temp, d);
  459.     mpz_tdiv_q(z, w, temp);
  460.     mpz_clear(temp);
  461.   }
  462.   static void eval(mpz_ptr z, double d, mpz_srcptr w)
  463.   {
  464.     mpz_t temp;
  465.     mpz_init_set_d(temp, d);
  466.     mpz_tdiv_q(z, temp, w);
  467.     mpz_clear(temp);
  468.   }
  469.   static void eval(mpq_ptr q, mpq_srcptr r, mpq_srcptr s)
  470.   { mpq_div(q, r, s); }
  471.   static void eval(mpq_ptr q, mpq_srcptr r, unsigned long int l)
  472.   {
  473.     mpq_t temp;
  474.     mpq_init(temp);
  475.     mpq_set_ui(temp, l, 1);
  476.     mpq_div(q, r, temp);
  477.     mpq_clear(temp);
  478.   }
  479.   static void eval(mpq_ptr q, unsigned long int l, mpq_srcptr r)
  480.   {
  481.     mpq_t temp;
  482.     mpq_init(temp);
  483.     mpq_set_ui(temp, l, 1);
  484.     mpq_div(q, temp, r);
  485.     mpq_clear(temp);
  486.   }
  487.   static void eval(mpq_ptr q, mpq_srcptr r, signed long int l)
  488.   {
  489.     mpq_t temp;
  490.     mpq_init(temp);
  491.     mpq_set_si(temp, l, 1);
  492.     mpq_div(q, r, temp);
  493.     mpq_clear(temp);
  494.   }
  495.   static void eval(mpq_ptr q, signed long int l, mpq_srcptr r)
  496.   {
  497.     mpq_t temp;
  498.     mpq_init(temp);
  499.     mpq_set_si(temp, l, 1);
  500.     mpq_div(q, temp, r);
  501.     mpq_clear(temp);
  502.   }
  503.   static void eval(mpq_ptr q, mpq_srcptr r, double d)
  504.   {
  505.     mpq_t temp;
  506.     mpq_init(temp);
  507.     mpq_set_d(temp, d);
  508.     mpq_div(q, r, temp);
  509.     mpq_clear(temp);
  510.   }
  511.   static void eval(mpq_ptr q, double d, mpq_srcptr r)
  512.   {
  513.     mpq_t temp;
  514.     mpq_init(temp);
  515.     mpq_set_d(temp, d);
  516.     mpq_div(q, temp, r);
  517.     mpq_clear(temp);
  518.   }
  519.   static void eval(mpf_ptr f, mpf_srcptr g, mpf_srcptr h)
  520.   { mpf_div(f, g, h); }
  521.   static void eval(mpf_ptr f, mpf_srcptr g, unsigned long int l)
  522.   { mpf_div_ui(f, g, l); }
  523.   static void eval(mpf_ptr f, unsigned long int l, mpf_srcptr g)
  524.   { mpf_ui_div(f, l, g); }
  525.   static void eval(mpf_ptr f, mpf_srcptr g, signed long int l)
  526.   {
  527.     if (l >= 0)
  528.       mpf_div_ui(f, g, l);
  529.     else
  530.       {
  531. mpf_div_ui(f, g, -l);
  532. mpf_neg(f, f);
  533.       }
  534.   }
  535.   static void eval(mpf_ptr f, signed long int l, mpf_srcptr g)
  536.   {
  537.     if (l >= 0)
  538.       mpf_ui_div(f, l, g);
  539.     else
  540.       {
  541. mpf_ui_div(f, -l, g);
  542. mpf_neg(f, f);
  543.       }
  544.   }
  545.   static void eval(mpf_ptr f, mpf_srcptr g, double d)
  546.   {
  547.     mpf_t temp;
  548.     mpf_init2(temp, 8*sizeof(double));
  549.     mpf_set_d(temp, d);
  550.     mpf_div(f, g, temp);
  551.     mpf_clear(temp);
  552.   }
  553.   static void eval(mpf_ptr f, double d, mpf_srcptr g)
  554.   {
  555.     mpf_t temp;
  556.     mpf_init2(temp, 8*sizeof(double));
  557.     mpf_set_d(temp, d);
  558.     mpf_div(f, temp, g);
  559.     mpf_clear(temp);
  560.   }
  561. };
  562. struct __gmp_binary_modulus
  563. {
  564.   static void eval(mpz_ptr z, mpz_srcptr w, mpz_srcptr v)
  565.   { mpz_tdiv_r(z, w, v); }
  566.   static void eval(mpz_ptr z, mpz_srcptr w, unsigned long int l)
  567.   { mpz_tdiv_r_ui(z, w, l); }
  568.   static void eval(mpz_ptr z, unsigned long int l, mpz_srcptr w)
  569.   {
  570.     if (mpz_sgn(w) >= 0)
  571.       {
  572. if (mpz_fits_ulong_p(w))
  573.   mpz_set_ui(z, l % mpz_get_ui(w));
  574. else
  575.   mpz_set_ui(z, l);
  576.       }
  577.     else
  578.       {
  579. mpz_neg(z, w);
  580. if (mpz_fits_ulong_p(z))
  581.   mpz_set_ui(z, l % mpz_get_ui(z));
  582. else
  583.   mpz_set_ui(z, l);
  584.       }
  585.   }
  586.   static void eval(mpz_ptr z, mpz_srcptr w, signed long int l)
  587.   {
  588.     mpz_tdiv_r_ui (z, w, (l >= 0 ? l : -l));
  589.   }
  590.   static void eval(mpz_ptr z, signed long int l, mpz_srcptr w)
  591.   {
  592.     if (mpz_fits_slong_p(w))
  593.       mpz_set_si(z, l % mpz_get_si(w));
  594.     else
  595.       {
  596.         /* if w is bigger than a long then the remainder is l unchanged,
  597.            unless l==LONG_MIN and w==-LONG_MIN in which case it's 0 */
  598.         mpz_set_si (z, mpz_cmpabs_ui (w, (l >= 0 ? l : -l)) == 0 ? 0 : l);
  599.       }
  600.   }
  601.   static void eval(mpz_ptr z, mpz_srcptr w, double d)
  602.   {
  603.     mpz_t temp;
  604.     mpz_init_set_d(temp, d);
  605.     mpz_tdiv_r(z, w, temp);
  606.     mpz_clear(temp);
  607.   }
  608.   static void eval(mpz_ptr z, double d, mpz_srcptr w)
  609.   {
  610.     mpz_t temp;
  611.     mpz_init_set_d(temp, d);
  612.     mpz_tdiv_r(z, temp, w);
  613.     mpz_clear(temp);
  614.   }
  615. };
  616. // Max allocations for plain types when converted to mpz_t
  617. #define __GMP_DBL_LIMBS (2 + DBL_MAX_EXP / GMP_NUMB_BITS)
  618. #define __GMP_ULI_LIMBS (1 + (8 * sizeof (long) - 1) / GMP_NUMB_BITS)
  619. #define __GMPXX_TMP_UI
  620.   mpz_t temp;
  621.   mp_limb_t limbs[__GMP_ULI_LIMBS];
  622.   temp->_mp_d = limbs;
  623.   temp->_mp_alloc = __GMP_ULI_LIMBS;
  624.   mpz_set_ui (temp, l)
  625. #define __GMPXX_TMP_SI
  626.   mpz_t temp;
  627.   mp_limb_t limbs[__GMP_ULI_LIMBS];
  628.   temp->_mp_d = limbs;
  629.   temp->_mp_alloc = __GMP_ULI_LIMBS;
  630.   mpz_set_si (temp, l)
  631. #define __GMPXX_TMP_D
  632.   mpz_t temp;
  633.   mp_limb_t limbs[__GMP_DBL_LIMBS];
  634.   temp->_mp_d = limbs;
  635.   temp->_mp_alloc = __GMP_DBL_LIMBS;
  636.   mpz_set_d (temp, d)
  637. struct __gmp_binary_and
  638. {
  639.   static void eval(mpz_ptr z, mpz_srcptr w, mpz_srcptr v)
  640.   { mpz_and(z, w, v); }
  641.   static void eval(mpz_ptr z, mpz_srcptr w, unsigned long int l)
  642.   {  __GMPXX_TMP_UI;   mpz_and (z, w, temp);  }
  643.   static void eval(mpz_ptr z, unsigned long int l, mpz_srcptr w)
  644.   {  __GMPXX_TMP_UI;   mpz_and (z, w, temp);  }
  645.   static void eval(mpz_ptr z, mpz_srcptr w, signed long int l)
  646.   {  __GMPXX_TMP_SI;   mpz_and (z, w, temp);  }
  647.   static void eval(mpz_ptr z, signed long int l, mpz_srcptr w)
  648.   {  __GMPXX_TMP_SI;   mpz_and (z, w, temp);  }
  649.   static void eval(mpz_ptr z, mpz_srcptr w, double d)
  650.   {  __GMPXX_TMP_D;    mpz_and (z, w, temp); }
  651.   static void eval(mpz_ptr z, double d, mpz_srcptr w)
  652.   {  __GMPXX_TMP_D;    mpz_and (z, w, temp); }
  653. };
  654. struct __gmp_binary_ior
  655. {
  656.   static void eval(mpz_ptr z, mpz_srcptr w, mpz_srcptr v)
  657.   { mpz_ior(z, w, v); }
  658.   static void eval(mpz_ptr z, mpz_srcptr w, unsigned long int l)
  659.   {  __GMPXX_TMP_UI;   mpz_ior (z, w, temp);  }
  660.   static void eval(mpz_ptr z, unsigned long int l, mpz_srcptr w)
  661.   {  __GMPXX_TMP_UI;   mpz_ior (z, w, temp);  }
  662.   static void eval(mpz_ptr z, mpz_srcptr w, signed long int l)
  663.   {  __GMPXX_TMP_SI;   mpz_ior (z, w, temp);  }
  664.   static void eval(mpz_ptr z, signed long int l, mpz_srcptr w)
  665.   {  __GMPXX_TMP_SI;   mpz_ior (z, w, temp);  }
  666.   static void eval(mpz_ptr z, mpz_srcptr w, double d)
  667.   {  __GMPXX_TMP_D;    mpz_ior (z, w, temp); }
  668.   static void eval(mpz_ptr z, double d, mpz_srcptr w)
  669.   {  __GMPXX_TMP_D;    mpz_ior (z, w, temp); }
  670. };
  671. struct __gmp_binary_xor
  672. {
  673.   static void eval(mpz_ptr z, mpz_srcptr w, mpz_srcptr v)
  674.   { mpz_xor(z, w, v); }
  675.   static void eval(mpz_ptr z, mpz_srcptr w, unsigned long int l)
  676.   {  __GMPXX_TMP_UI;   mpz_xor (z, w, temp);  }
  677.   static void eval(mpz_ptr z, unsigned long int l, mpz_srcptr w)
  678.   {  __GMPXX_TMP_UI;   mpz_xor (z, w, temp);  }
  679.   static void eval(mpz_ptr z, mpz_srcptr w, signed long int l)
  680.   {  __GMPXX_TMP_SI;   mpz_xor (z, w, temp);  }
  681.   static void eval(mpz_ptr z, signed long int l, mpz_srcptr w)
  682.   {  __GMPXX_TMP_SI;   mpz_xor (z, w, temp);  }
  683.   static void eval(mpz_ptr z, mpz_srcptr w, double d)
  684.   {  __GMPXX_TMP_D;    mpz_xor (z, w, temp); }
  685.   static void eval(mpz_ptr z, double d, mpz_srcptr w)
  686.   {  __GMPXX_TMP_D;    mpz_xor (z, w, temp); }
  687. };
  688. struct __gmp_binary_lshift
  689. {
  690.   static void eval(mpz_ptr z, mpz_srcptr w, unsigned long int l)
  691.   { mpz_mul_2exp(z, w, l); }
  692.   static void eval(mpq_ptr q, mpq_srcptr r, unsigned long int l)
  693.   { mpq_mul_2exp(q, r, l); }
  694.   static void eval(mpf_ptr f, mpf_srcptr g, unsigned long int l)
  695.   { mpf_mul_2exp(f, g, l); }
  696. };
  697. struct __gmp_binary_rshift
  698. {
  699.   static void eval(mpz_ptr z, mpz_srcptr w, unsigned long int l)
  700.   { mpz_fdiv_q_2exp(z, w, l); }
  701.   static void eval(mpq_ptr q, mpq_srcptr r, unsigned long int l)
  702.   { mpq_div_2exp(q, r, l); }
  703.   static void eval(mpf_ptr f, mpf_srcptr g, unsigned long int l)
  704.   { mpf_div_2exp(f, g, l); }
  705. };
  706. struct __gmp_binary_equal
  707. {
  708.   static bool eval(mpz_srcptr z, mpz_srcptr w) { return mpz_cmp(z, w) == 0; }
  709.   static bool eval(mpz_srcptr z, unsigned long int l)
  710.   { return mpz_cmp_ui(z, l) == 0; }
  711.   static bool eval(unsigned long int l, mpz_srcptr z)
  712.   { return mpz_cmp_ui(z, l) == 0; }
  713.   static bool eval(mpz_srcptr z, signed long int l)
  714.   { return mpz_cmp_si(z, l) == 0; }
  715.   static bool eval(signed long int l, mpz_srcptr z)
  716.   { return mpz_cmp_si(z, l) == 0; }
  717.   static bool eval(mpz_srcptr z, double d)
  718.   { return mpz_cmp_d(z, d) == 0; }
  719.   static bool eval(double d, mpz_srcptr z)
  720.   { return mpz_cmp_d(z, d) == 0; }
  721.   static bool eval(mpq_srcptr q, mpq_srcptr r)
  722.   { return mpq_equal(q, r) != 0; }
  723.   static bool eval(mpq_srcptr q, unsigned long int l)
  724.   { return mpq_cmp_ui(q, l, 1) == 0; }
  725.   static bool eval(unsigned long int l, mpq_srcptr q)
  726.   { return mpq_cmp_ui(q, l, 1) == 0; }
  727.   static bool eval(mpq_srcptr q, signed long int l)
  728.   { return mpq_cmp_si(q, l, 1) == 0; }
  729.   static bool eval(signed long int l, mpq_srcptr q)
  730.   { return mpq_cmp_si(q, l, 1) == 0; }
  731.   static bool eval(mpq_srcptr q, double d)
  732.   {
  733.     bool b;
  734.     mpq_t temp;
  735.     mpq_init(temp);
  736.     mpq_set_d(temp, d);
  737.     b = (mpq_equal(q, temp) != 0);
  738.     mpq_clear(temp);
  739.     return b;
  740.   }
  741.   static bool eval(double d, mpq_srcptr q)
  742.   {
  743.     bool b;
  744.     mpq_t temp;
  745.     mpq_init(temp);
  746.     mpq_set_d(temp, d);
  747.     b = (mpq_equal(temp, q) != 0);
  748.     mpq_clear(temp);
  749.     return b;
  750.   }
  751.   static bool eval(mpf_srcptr f, mpf_srcptr g) { return mpf_cmp(f, g) == 0; }
  752.   static bool eval(mpf_srcptr f, unsigned long int l)
  753.   { return mpf_cmp_ui(f, l) == 0; }
  754.   static bool eval(unsigned long int l, mpf_srcptr f)
  755.   { return mpf_cmp_ui(f, l) == 0; }
  756.   static bool eval(mpf_srcptr f, signed long int l)
  757.   { return mpf_cmp_si(f, l) == 0; }
  758.   static bool eval(signed long int l, mpf_srcptr f)
  759.   { return mpf_cmp_si(f, l) == 0; }
  760.   static bool eval(mpf_srcptr f, double d)
  761.   { return mpf_cmp_d(f, d) == 0; }
  762.   static bool eval(double d, mpf_srcptr f)
  763.   { return mpf_cmp_d(f, d) == 0; }
  764. };
  765. struct __gmp_binary_not_equal
  766. {
  767.   static bool eval(mpz_srcptr z, mpz_srcptr w) { return mpz_cmp(z, w) != 0; }
  768.   static bool eval(mpz_srcptr z, unsigned long int l)
  769.   { return mpz_cmp_ui(z, l) != 0; }
  770.   static bool eval(unsigned long int l, mpz_srcptr z)
  771.   { return mpz_cmp_ui(z, l) != 0; }
  772.   static bool eval(mpz_srcptr z, signed long int l)
  773.   { return mpz_cmp_si(z, l) != 0; }
  774.   static bool eval(signed long int l, mpz_srcptr z)
  775.   { return mpz_cmp_si(z, l) != 0; }
  776.   static bool eval(mpz_srcptr z, double d)
  777.   { return mpz_cmp_d(z, d) != 0; }
  778.   static bool eval(double d, mpz_srcptr z)
  779.   { return mpz_cmp_d(z, d) != 0; }
  780.   static bool eval(mpq_srcptr q, mpq_srcptr r)
  781.   { return mpq_equal(q, r) == 0; }
  782.   static bool eval(mpq_srcptr q, unsigned long int l)
  783.   { return mpq_cmp_ui(q, l, 1) != 0; }
  784.   static bool eval(unsigned long int l, mpq_srcptr q)
  785.   { return mpq_cmp_ui(q, l, 1) != 0; }
  786.   static bool eval(mpq_srcptr q, signed long int l)
  787.   { return mpq_cmp_si(q, l, 1) != 0; }
  788.   static bool eval(signed long int l, mpq_srcptr q)
  789.   { return mpq_cmp_si(q, l, 1) != 0; }
  790.   static bool eval(mpq_srcptr q, double d)
  791.   {
  792.     bool b;
  793.     mpq_t temp;
  794.     mpq_init(temp);
  795.     mpq_set_d(temp, d);
  796.     b = (mpq_equal(q, temp) == 0);
  797.     mpq_clear(temp);
  798.     return b;
  799.   }
  800.   static bool eval(double d, mpq_srcptr q)
  801.   {
  802.     bool b;
  803.     mpq_t temp;
  804.     mpq_init(temp);
  805.     mpq_set_d(temp, d);
  806.     b = (mpq_equal(temp, q) == 0);
  807.     mpq_clear(temp);
  808.     return b;
  809.   }
  810.   static bool eval(mpf_srcptr f, mpf_srcptr g) { return mpf_cmp(f, g) != 0; }
  811.   static bool eval(mpf_srcptr f, unsigned long int l)
  812.   { return mpf_cmp_ui(f, l) != 0; }
  813.   static bool eval(unsigned long int l, mpf_srcptr f)
  814.   { return mpf_cmp_ui(f, l) != 0; }
  815.   static bool eval(mpf_srcptr f, signed long int l)
  816.   { return mpf_cmp_si(f, l) != 0; }
  817.   static bool eval(signed long int l, mpf_srcptr f)
  818.   { return mpf_cmp_si(f, l) != 0; }
  819.   static bool eval(mpf_srcptr f, double d)
  820.   { return mpf_cmp_d(f, d) != 0; }
  821.   static bool eval(double d, mpf_srcptr f)
  822.   { return mpf_cmp_d(f, d) != 0; }
  823. };
  824. struct __gmp_binary_less
  825. {
  826.   static bool eval(mpz_srcptr z, mpz_srcptr w) { return mpz_cmp(z, w) < 0; }
  827.   static bool eval(mpz_srcptr z, unsigned long int l)
  828.   { return mpz_cmp_ui(z, l) < 0; }
  829.   static bool eval(unsigned long int l, mpz_srcptr z)
  830.   { return mpz_cmp_ui(z, l) > 0; }
  831.   static bool eval(mpz_srcptr z, signed long int l)
  832.   { return mpz_cmp_si(z, l) < 0; }
  833.   static bool eval(signed long int l, mpz_srcptr z)
  834.   { return mpz_cmp_si(z, l) > 0; }
  835.   static bool eval(mpz_srcptr z, double d)
  836.   { return mpz_cmp_d(z, d) < 0; }
  837.   static bool eval(double d, mpz_srcptr z)
  838.   { return mpz_cmp_d(z, d) > 0; }
  839.   static bool eval(mpq_srcptr q, mpq_srcptr r) { return mpq_cmp(q, r) < 0; }
  840.   static bool eval(mpq_srcptr q, unsigned long int l)
  841.   { return mpq_cmp_ui(q, l, 1) < 0; }
  842.   static bool eval(unsigned long int l, mpq_srcptr q)
  843.   { return mpq_cmp_ui(q, l, 1) > 0; }
  844.   static bool eval(mpq_srcptr q, signed long int l)
  845.   { return mpq_cmp_si(q, l, 1) < 0; }
  846.   static bool eval(signed long int l, mpq_srcptr q)
  847.   { return mpq_cmp_si(q, l, 1) > 0; }
  848.   static bool eval(mpq_srcptr q, double d)
  849.   {
  850.     bool b;
  851.     mpq_t temp;
  852.     mpq_init(temp);
  853.     mpq_set_d(temp, d);
  854.     b = (mpq_cmp(q, temp) < 0);
  855.     mpq_clear(temp);
  856.     return b;
  857.   }
  858.   static bool eval(double d, mpq_srcptr q)
  859.   {
  860.     bool b;
  861.     mpq_t temp;
  862.     mpq_init(temp);
  863.     mpq_set_d(temp, d);
  864.     b = (mpq_cmp(temp, q) < 0);
  865.     mpq_clear(temp);
  866.     return b;
  867.   }
  868.   static bool eval(mpf_srcptr f, mpf_srcptr g) { return mpf_cmp(f, g) < 0; }
  869.   static bool eval(mpf_srcptr f, unsigned long int l)
  870.   { return mpf_cmp_ui(f, l) < 0; }
  871.   static bool eval(unsigned long int l, mpf_srcptr f)
  872.   { return mpf_cmp_ui(f, l) > 0; }
  873.   static bool eval(mpf_srcptr f, signed long int l)
  874.   { return mpf_cmp_si(f, l) < 0; }
  875.   static bool eval(signed long int l, mpf_srcptr f)
  876.   { return mpf_cmp_si(f, l) > 0; }
  877.   static bool eval(mpf_srcptr f, double d)
  878.   { return mpf_cmp_d(f, d) < 0; }
  879.   static bool eval(double d, mpf_srcptr f)
  880.   { return mpf_cmp_d(f, d) > 0; }
  881. };
  882. struct __gmp_binary_less_equal
  883. {
  884.   static bool eval(mpz_srcptr z, mpz_srcptr w) { return mpz_cmp(z, w) <= 0; }
  885.   static bool eval(mpz_srcptr z, unsigned long int l)
  886.   { return mpz_cmp_ui(z, l) <= 0; }
  887.   static bool eval(unsigned long int l, mpz_srcptr z)
  888.   { return mpz_cmp_ui(z, l) >= 0; }
  889.   static bool eval(mpz_srcptr z, signed long int l)
  890.   { return mpz_cmp_si(z, l) <= 0; }
  891.   static bool eval(signed long int l, mpz_srcptr z)
  892.   { return mpz_cmp_si(z, l) >= 0; }
  893.   static bool eval(mpz_srcptr z, double d)
  894.   { return mpz_cmp_d(z, d) <= 0; }
  895.   static bool eval(double d, mpz_srcptr z)
  896.   { return mpz_cmp_d(z, d) >= 0; }
  897.   static bool eval(mpq_srcptr q, mpq_srcptr r) { return mpq_cmp(q, r) <= 0; }
  898.   static bool eval(mpq_srcptr q, unsigned long int l)
  899.   { return mpq_cmp_ui(q, l, 1) <= 0; }
  900.   static bool eval(unsigned long int l, mpq_srcptr q)
  901.   { return mpq_cmp_ui(q, l, 1) >= 0; }
  902.   static bool eval(mpq_srcptr q, signed long int l)
  903.   { return mpq_cmp_si(q, l, 1) <= 0; }
  904.   static bool eval(signed long int l, mpq_srcptr q)
  905.   { return mpq_cmp_si(q, l, 1) >= 0; }
  906.   static bool eval(mpq_srcptr q, double d)
  907.   {
  908.     bool b;
  909.     mpq_t temp;
  910.     mpq_init(temp);
  911.     mpq_set_d(temp, d);
  912.     b = (mpq_cmp(q, temp) <= 0);
  913.     mpq_clear(temp);
  914.     return b;
  915.   }
  916.   static bool eval(double d, mpq_srcptr q)
  917.   {
  918.     bool b;
  919.     mpq_t temp;
  920.     mpq_init(temp);
  921.     mpq_set_d(temp, d);
  922.     b = (mpq_cmp(temp, q) <= 0);
  923.     mpq_clear(temp);
  924.     return b;
  925.   }
  926.   static bool eval(mpf_srcptr f, mpf_srcptr g) { return mpf_cmp(f, g) <= 0; }
  927.   static bool eval(mpf_srcptr f, unsigned long int l)
  928.   { return mpf_cmp_ui(f, l) <= 0; }
  929.   static bool eval(unsigned long int l, mpf_srcptr f)
  930.   { return mpf_cmp_ui(f, l) >= 0; }
  931.   static bool eval(mpf_srcptr f, signed long int l)
  932.   { return mpf_cmp_si(f, l) <= 0; }
  933.   static bool eval(signed long int l, mpf_srcptr f)
  934.   { return mpf_cmp_si(f, l) >= 0; }
  935.   static bool eval(mpf_srcptr f, double d)
  936.   { return mpf_cmp_d(f, d) <= 0; }
  937.   static bool eval(double d, mpf_srcptr f)
  938.   { return mpf_cmp_d(f, d) >= 0; }
  939. };
  940. struct __gmp_binary_greater
  941. {
  942.   static bool eval(mpz_srcptr z, mpz_srcptr w) { return mpz_cmp(z, w) > 0; }
  943.   static bool eval(mpz_srcptr z, unsigned long int l)
  944.   { return mpz_cmp_ui(z, l) > 0; }
  945.   static bool eval(unsigned long int l, mpz_srcptr z)
  946.   { return mpz_cmp_ui(z, l) < 0; }
  947.   static bool eval(mpz_srcptr z, signed long int l)
  948.   { return mpz_cmp_si(z, l) > 0; }
  949.   static bool eval(signed long int l, mpz_srcptr z)
  950.   { return mpz_cmp_si(z, l) < 0; }
  951.   static bool eval(mpz_srcptr z, double d)
  952.   { return mpz_cmp_d(z, d) > 0; }
  953.   static bool eval(double d, mpz_srcptr z)
  954.   { return mpz_cmp_d(z, d) < 0; }
  955.   static bool eval(mpq_srcptr q, mpq_srcptr r) { return mpq_cmp(q, r) > 0; }
  956.   static bool eval(mpq_srcptr q, unsigned long int l)
  957.   { return mpq_cmp_ui(q, l, 1) > 0; }
  958.   static bool eval(unsigned long int l, mpq_srcptr q)
  959.   { return mpq_cmp_ui(q, l, 1) < 0; }
  960.   static bool eval(mpq_srcptr q, signed long int l)
  961.   { return mpq_cmp_si(q, l, 1) > 0; }
  962.   static bool eval(signed long int l, mpq_srcptr q)
  963.   { return mpq_cmp_si(q, l, 1) < 0; }
  964.   static bool eval(mpq_srcptr q, double d)
  965.   {
  966.     bool b;
  967.     mpq_t temp;
  968.     mpq_init(temp);
  969.     mpq_set_d(temp, d);
  970.     b = (mpq_cmp(q, temp) > 0);
  971.     mpq_clear(temp);
  972.     return b;
  973.   }
  974.   static bool eval(double d, mpq_srcptr q)
  975.   {
  976.     bool b;
  977.     mpq_t temp;
  978.     mpq_init(temp);
  979.     mpq_set_d(temp, d);
  980.     b = (mpq_cmp(temp, q) > 0);
  981.     mpq_clear(temp);
  982.     return b;
  983.   }
  984.   static bool eval(mpf_srcptr f, mpf_srcptr g) { return mpf_cmp(f, g) > 0; }
  985.   static bool eval(mpf_srcptr f, unsigned long int l)
  986.   { return mpf_cmp_ui(f, l) > 0; }
  987.   static bool eval(unsigned long int l, mpf_srcptr f)
  988.   { return mpf_cmp_ui(f, l) < 0; }
  989.   static bool eval(mpf_srcptr f, signed long int l)
  990.   { return mpf_cmp_si(f, l) > 0; }
  991.   static bool eval(signed long int l, mpf_srcptr f)
  992.   { return mpf_cmp_si(f, l) < 0; }
  993.   static bool eval(mpf_srcptr f, double d)
  994.   { return mpf_cmp_d(f, d) > 0; }
  995.   static bool eval(double d, mpf_srcptr f)
  996.   { return mpf_cmp_d(f, d) < 0; }
  997. };
  998. struct __gmp_binary_greater_equal
  999. {
  1000.   static bool eval(mpz_srcptr z, mpz_srcptr w) { return mpz_cmp(z, w) >= 0; }
  1001.   static bool eval(mpz_srcptr z, unsigned long int l)
  1002.   { return mpz_cmp_ui(z, l) >= 0; }
  1003.   static bool eval(unsigned long int l, mpz_srcptr z)
  1004.   { return mpz_cmp_ui(z, l) <= 0; }
  1005.   static bool eval(mpz_srcptr z, signed long int l)
  1006.   { return mpz_cmp_si(z, l) >= 0; }
  1007.   static bool eval(signed long int l, mpz_srcptr z)
  1008.   { return mpz_cmp_si(z, l) <= 0; }
  1009.   static bool eval(mpz_srcptr z, double d)
  1010.   { return mpz_cmp_d(z, d) >= 0; }
  1011.   static bool eval(double d, mpz_srcptr z)
  1012.   { return mpz_cmp_d(z, d) <= 0; }
  1013.   static bool eval(mpq_srcptr q, mpq_srcptr r) { return mpq_cmp(q, r) >= 0; }
  1014.   static bool eval(mpq_srcptr q, unsigned long int l)
  1015.   { return mpq_cmp_ui(q, l, 1) >= 0; }
  1016.   static bool eval(unsigned long int l, mpq_srcptr q)
  1017.   { return mpq_cmp_ui(q, l, 1) <= 0; }
  1018.   static bool eval(mpq_srcptr q, signed long int l)
  1019.   { return mpq_cmp_si(q, l, 1) >= 0; }
  1020.   static bool eval(signed long int l, mpq_srcptr q)
  1021.   { return mpq_cmp_si(q, l, 1) <= 0; }
  1022.   static bool eval(mpq_srcptr q, double d)
  1023.   {
  1024.     bool b;
  1025.     mpq_t temp;
  1026.     mpq_init(temp);
  1027.     mpq_set_d(temp, d);
  1028.     b = (mpq_cmp(q, temp) >= 0);
  1029.     mpq_clear(temp);
  1030.     return b;
  1031.   }
  1032.   static bool eval(double d, mpq_srcptr q)
  1033.   {
  1034.     bool b;
  1035.     mpq_t temp;
  1036.     mpq_init(temp);
  1037.     mpq_set_d(temp, d);
  1038.     b = (mpq_cmp(temp, q) >= 0);
  1039.     mpq_clear(temp);
  1040.     return b;
  1041.   }
  1042.   static bool eval(mpf_srcptr f, mpf_srcptr g) { return mpf_cmp(f, g) >= 0; }
  1043.   static bool eval(mpf_srcptr f, unsigned long int l)
  1044.   { return mpf_cmp_ui(f, l) >= 0; }
  1045.   static bool eval(unsigned long int l, mpf_srcptr f)
  1046.   { return mpf_cmp_ui(f, l) <= 0; }
  1047.   static bool eval(mpf_srcptr f, signed long int l)
  1048.   { return mpf_cmp_si(f, l) >= 0; }
  1049.   static bool eval(signed long int l, mpf_srcptr f)
  1050.   { return mpf_cmp_si(f, l) <= 0; }
  1051.   static bool eval(mpf_srcptr f, double d)
  1052.   { return mpf_cmp_d(f, d) >= 0; }
  1053.   static bool eval(double d, mpf_srcptr f)
  1054.   { return mpf_cmp_d(f, d) <= 0; }
  1055. };
  1056. struct __gmp_unary_increment
  1057. {
  1058.   static void eval(mpz_ptr z) { mpz_add_ui(z, z, 1); }
  1059.   static void eval(mpq_ptr q)
  1060.   { mpz_add(mpq_numref(q), mpq_numref(q), mpq_denref(q)); }
  1061.   static void eval(mpf_ptr f) { mpf_add_ui(f, f, 1); }
  1062. };
  1063. struct __gmp_unary_decrement
  1064. {
  1065.   static void eval(mpz_ptr z) { mpz_sub_ui(z, z, 1); }
  1066.   static void eval(mpq_ptr q)
  1067.   { mpz_sub(mpq_numref(q), mpq_numref(q), mpq_denref(q)); }
  1068.   static void eval(mpf_ptr f) { mpf_sub_ui(f, f, 1); }
  1069. };
  1070. struct __gmp_abs_function
  1071. {
  1072.   static void eval(mpz_ptr z, mpz_srcptr w) { mpz_abs(z, w); }
  1073.   static void eval(mpq_ptr q, mpq_srcptr r) { mpq_abs(q, r); }
  1074.   static void eval(mpf_ptr f, mpf_srcptr g) { mpf_abs(f, g); }
  1075. };
  1076. struct __gmp_trunc_function
  1077. {
  1078.   static void eval(mpf_ptr f, mpf_srcptr g) { mpf_trunc(f, g); }
  1079. };
  1080. struct __gmp_floor_function
  1081. {
  1082.   static void eval(mpf_ptr f, mpf_srcptr g) { mpf_floor(f, g); }
  1083. };
  1084. struct __gmp_ceil_function
  1085. {
  1086.   static void eval(mpf_ptr f, mpf_srcptr g) { mpf_ceil(f, g); }
  1087. };
  1088. struct __gmp_sqrt_function
  1089. {
  1090.   static void eval(mpz_ptr z, mpz_srcptr w) { mpz_sqrt(z, w); }
  1091.   static void eval(mpf_ptr f, mpf_srcptr g) { mpf_sqrt(f, g); }
  1092. };
  1093. struct __gmp_hypot_function
  1094. {
  1095.   static void eval(mpf_ptr f, mpf_srcptr g, mpf_srcptr h)
  1096.   {
  1097.     mpf_t temp;
  1098.     mpf_init2(temp, mpf_get_prec(f));
  1099.     mpf_mul(temp, g, g);
  1100.     mpf_mul(f, h, h);
  1101.     mpf_add(f, f, temp);
  1102.     mpf_sqrt(f, f);
  1103.     mpf_clear(temp);
  1104.   }
  1105.   static void eval(mpf_ptr f, mpf_srcptr g, unsigned long int l)
  1106.   {
  1107.     mpf_t temp;
  1108.     mpf_init2(temp, mpf_get_prec(f));
  1109.     mpf_mul(temp, g, g);
  1110.     mpf_set_ui(f, l);
  1111.     mpf_mul(f, f, f);
  1112.     mpf_add(f, f, temp);
  1113.     mpf_sqrt(f, f);
  1114.     mpf_clear(temp);
  1115.   }
  1116.   static void eval(mpf_ptr f, unsigned long int l, mpf_srcptr g)
  1117.   {
  1118.     mpf_t temp;
  1119.     mpf_init2(temp, mpf_get_prec(f));
  1120.     mpf_mul(temp, g, g);
  1121.     mpf_set_ui(f, l);
  1122.     mpf_mul(f, f, f);
  1123.     mpf_add(f, f, temp);
  1124.     mpf_sqrt(f, f);
  1125.     mpf_clear(temp);
  1126.   }
  1127.   static void eval(mpf_ptr f, mpf_srcptr g, signed long int l)
  1128.   {
  1129.     mpf_t temp;
  1130.     mpf_init2(temp, mpf_get_prec(f));
  1131.     mpf_mul(temp, g, g);
  1132.     mpf_set_si(f, l);
  1133.     mpf_mul(f, f, f);
  1134.     mpf_add(f, f, temp);
  1135.     mpf_sqrt(f, f);
  1136.     mpf_clear(temp);
  1137.   }
  1138.   static void eval(mpf_ptr f, signed long int l, mpf_srcptr g)
  1139.   {
  1140.     mpf_t temp;
  1141.     mpf_init2(temp, mpf_get_prec(f));
  1142.     mpf_mul(temp, g, g);
  1143.     mpf_set_si(f, l);
  1144.     mpf_mul(f, f, f);
  1145.     mpf_add(f, f, temp);
  1146.     mpf_sqrt(f, f);
  1147.     mpf_clear(temp);
  1148.   }
  1149.   static void eval(mpf_ptr f, mpf_srcptr g, double d)
  1150.   {
  1151.     mpf_t temp;
  1152.     mpf_init2(temp, mpf_get_prec(f));
  1153.     mpf_mul(temp, g, g);
  1154.     mpf_set_d(f, d);
  1155.     mpf_mul(f, f, f);
  1156.     mpf_add(f, f, temp);
  1157.     mpf_sqrt(f, f);
  1158.     mpf_clear(temp);
  1159.   }
  1160.   static void eval(mpf_ptr f, double d, mpf_srcptr g)
  1161.   {
  1162.     mpf_t temp;
  1163.     mpf_init2(temp, mpf_get_prec(f));
  1164.     mpf_mul(temp, g, g);
  1165.     mpf_set_d(f, d);
  1166.     mpf_mul(f, f, f);
  1167.     mpf_add(f, f, temp);
  1168.     mpf_sqrt(f, f);
  1169.     mpf_clear(temp);
  1170.   }
  1171. };
  1172. struct __gmp_sgn_function
  1173. {
  1174.   static int eval(mpz_srcptr z) { return mpz_sgn(z); }
  1175.   static int eval(mpq_srcptr q) { return mpq_sgn(q); }
  1176.   static int eval(mpf_srcptr f) { return mpf_sgn(f); }
  1177. };
  1178. struct __gmp_cmp_function
  1179. {
  1180.   static int eval(mpz_srcptr z, mpz_srcptr w) { return mpz_cmp(z, w); }
  1181.   static int eval(mpz_srcptr z, unsigned long int l)
  1182.   { return mpz_cmp_ui(z, l); }
  1183.   static int eval(unsigned long int l, mpz_srcptr z)
  1184.   { return -mpz_cmp_ui(z, l); }
  1185.   static int eval(mpz_srcptr z, signed long int l)
  1186.   { return mpz_cmp_si(z, l); }
  1187.   static int eval(signed long int l, mpz_srcptr z)
  1188.   { return -mpz_cmp_si(z, l); }
  1189.   static int eval(mpz_srcptr z, double d)
  1190.   { return mpz_cmp_d(z, d); }
  1191.   static int eval(double d, mpz_srcptr z)
  1192.   { return -mpz_cmp_d(z, d); }
  1193.   static int eval(mpq_srcptr q, mpq_srcptr r) { return mpq_cmp(q, r); }
  1194.   static int eval(mpq_srcptr q, unsigned long int l)
  1195.   { return mpq_cmp_ui(q, l, 1); }
  1196.   static int eval(unsigned long int l, mpq_srcptr q)
  1197.   { return -mpq_cmp_ui(q, l, 1); }
  1198.   static int eval(mpq_srcptr q, signed long int l)
  1199.   { return mpq_cmp_si(q, l, 1); }
  1200.   static int eval(signed long int l, mpq_srcptr q)
  1201.   { return -mpq_cmp_si(q, l, 1); }
  1202.   static int eval(mpq_srcptr q, double d)
  1203.   {
  1204.     int i;
  1205.     mpq_t temp;
  1206.     mpq_init(temp);
  1207.     mpq_set_d(temp, d);
  1208.     i = mpq_cmp(q, temp);
  1209.     mpq_clear(temp);
  1210.     return i;
  1211.   }
  1212.   static int eval(double d, mpq_srcptr q)
  1213.   {
  1214.     int i;
  1215.     mpq_t temp;
  1216.     mpq_init(temp);
  1217.     mpq_set_d(temp, d);
  1218.     i = mpq_cmp(temp, q);
  1219.     mpq_clear(temp);
  1220.     return i;
  1221.   }
  1222.   static int eval(mpf_srcptr f, mpf_srcptr g) { return mpf_cmp(f, g); }
  1223.   static int eval(mpf_srcptr f, unsigned long int l)
  1224.   { return mpf_cmp_ui(f, l); }
  1225.   static int eval(unsigned long int l, mpf_srcptr f)
  1226.   { return -mpf_cmp_ui(f, l); }
  1227.   static int eval(mpf_srcptr f, signed long int l)
  1228.   { return mpf_cmp_si(f, l); }
  1229.   static int eval(signed long int l, mpf_srcptr f)
  1230.   { return -mpf_cmp_si(f, l); }
  1231.   static int eval(mpf_srcptr f, double d)
  1232.   { return mpf_cmp_d(f, d); }
  1233.   static int eval(double d, mpf_srcptr f)
  1234.   { return -mpf_cmp_d(f, d); }
  1235. };
  1236. struct __gmp_rand_function
  1237. {
  1238.   static void eval(mpz_ptr z, gmp_randstate_t s, unsigned long int l)
  1239.   { mpz_urandomb(z, s, l); }
  1240.   static void eval(mpz_ptr z, gmp_randstate_t s, mpz_srcptr w)
  1241.   { mpz_urandomm(z, s, w); }
  1242.   static void eval(mpf_ptr f, gmp_randstate_t s, mp_bitcnt_t prec)
  1243.   { mpf_urandomb(f, s, prec); }
  1244. };
  1245. /**************** Auxiliary classes ****************/
  1246. /* this is much the same as gmp_allocated_string in gmp-impl.h
  1247.    since gmp-impl.h is not publicly available, I redefine it here
  1248.    I use a different name to avoid possible clashes */
  1249. extern "C" {
  1250.   typedef void (*__gmp_freefunc_t) (void *, size_t);
  1251. }
  1252. struct __gmp_alloc_cstring
  1253. {
  1254.   char *str;
  1255.   __gmp_alloc_cstring(char *s) { str = s; }
  1256.   ~__gmp_alloc_cstring()
  1257.   {
  1258.     __gmp_freefunc_t freefunc;
  1259.     mp_get_memory_functions (NULL, NULL, &freefunc);
  1260.     (*freefunc) (str, std::strlen(str)+1);
  1261.   }
  1262. };
  1263. // general expression template class
  1264. template <class T, class U>
  1265. class __gmp_expr;
  1266. // templates for resolving expression types
  1267. template <class T>
  1268. struct __gmp_resolve_ref
  1269. {
  1270.   typedef T ref_type;
  1271. };
  1272. template <class T, class U>
  1273. struct __gmp_resolve_ref<__gmp_expr<T, U> >
  1274. {
  1275.   typedef const __gmp_expr<T, U> & ref_type;
  1276. };
  1277. template <class T, class U = T>
  1278. struct __gmp_resolve_expr;
  1279. template <>
  1280. struct __gmp_resolve_expr<mpz_t>
  1281. {
  1282.   typedef mpz_t value_type;
  1283.   typedef mpz_ptr ptr_type;
  1284. };
  1285. template <>
  1286. struct __gmp_resolve_expr<mpq_t>
  1287. {
  1288.   typedef mpq_t value_type;
  1289.   typedef mpq_ptr ptr_type;
  1290. };
  1291. template <>
  1292. struct __gmp_resolve_expr<mpf_t>
  1293. {
  1294.   typedef mpf_t value_type;
  1295.   typedef mpf_ptr ptr_type;
  1296. };
  1297. template <>
  1298. struct __gmp_resolve_expr<mpz_t, mpq_t>
  1299. {
  1300.   typedef mpq_t value_type;
  1301. };
  1302. template <>
  1303. struct __gmp_resolve_expr<mpq_t, mpz_t>
  1304. {
  1305.   typedef mpq_t value_type;
  1306. };
  1307. template <>
  1308. struct __gmp_resolve_expr<mpz_t, mpf_t>
  1309. {
  1310.   typedef mpf_t value_type;
  1311. };
  1312. template <>
  1313. struct __gmp_resolve_expr<mpf_t, mpz_t>
  1314. {
  1315.   typedef mpf_t value_type;
  1316. };
  1317. template <>
  1318. struct __gmp_resolve_expr<mpq_t, mpf_t>
  1319. {
  1320.   typedef mpf_t value_type;
  1321. };
  1322. template <>
  1323. struct __gmp_resolve_expr<mpf_t, mpq_t>
  1324. {
  1325.   typedef mpf_t value_type;
  1326. };
  1327. template <class T, class U, class V>
  1328. struct __gmp_resolve_temp
  1329. {
  1330.   typedef __gmp_expr<T, T> temp_type;
  1331. };
  1332. template <class T>
  1333. struct __gmp_resolve_temp<T, T, T>
  1334. {
  1335.   typedef const __gmp_expr<T, T> & temp_type;
  1336. };
  1337. // classes for evaluating unary and binary expressions
  1338. template <class T, class Op>
  1339. struct __gmp_unary_expr
  1340. {
  1341.   const T &val;
  1342.   __gmp_unary_expr(const T &v) : val(v) { }
  1343. private:
  1344.   __gmp_unary_expr();
  1345. };
  1346. template <class T, class U, class Op>
  1347. struct __gmp_binary_expr
  1348. {
  1349.   typename __gmp_resolve_ref<T>::ref_type val1;
  1350.   typename __gmp_resolve_ref<U>::ref_type val2;
  1351.   __gmp_binary_expr(const T &v1, const U &v2) : val1(v1), val2(v2) { }
  1352. private:
  1353.   __gmp_binary_expr();
  1354. };
  1355. // functions for evaluating expressions
  1356. template <class T, class U>
  1357. void __gmp_set_expr(mpz_ptr, const __gmp_expr<T, U> &);
  1358. template <class T, class U>
  1359. void __gmp_set_expr(mpq_ptr, const __gmp_expr<T, U> &);
  1360. template <class T, class U>
  1361. void __gmp_set_expr(mpf_ptr, const __gmp_expr<T, U> &);
  1362. /**************** Macros for in-class declarations ****************/
  1363. /* This is just repetitive code that is easier to maintain if it's written
  1364.    only once */
  1365. #define __GMPP_DECLARE_COMPOUND_OPERATOR(fun)                         
  1366.   template <class T, class U>                                         
  1367.   __gmp_expr<value_type, value_type> & fun(const __gmp_expr<T, U> &);
  1368. #define __GMPN_DECLARE_COMPOUND_OPERATOR(fun) 
  1369.   __gmp_expr & fun(signed char);              
  1370.   __gmp_expr & fun(unsigned char);            
  1371.   __gmp_expr & fun(signed int);               
  1372.   __gmp_expr & fun(unsigned int);             
  1373.   __gmp_expr & fun(signed short int);         
  1374.   __gmp_expr & fun(unsigned short int);       
  1375.   __gmp_expr & fun(signed long int);          
  1376.   __gmp_expr & fun(unsigned long int);        
  1377.   __gmp_expr & fun(float);                    
  1378.   __gmp_expr & fun(double);                   
  1379.   __gmp_expr & fun(long double);
  1380. #define __GMP_DECLARE_COMPOUND_OPERATOR(fun) 
  1381. __GMPP_DECLARE_COMPOUND_OPERATOR(fun)        
  1382. __GMPN_DECLARE_COMPOUND_OPERATOR(fun)
  1383. #define __GMP_DECLARE_COMPOUND_OPERATOR_UI(fun) 
  1384.   __gmp_expr & fun(unsigned long int);
  1385. #define __GMP_DECLARE_INCREMENT_OPERATOR(fun) 
  1386.   inline __gmp_expr & fun();                  
  1387.   inline __gmp_expr fun(int);
  1388. /**************** mpz_class -- wrapper for mpz_t ****************/
  1389. template <>
  1390. class __gmp_expr<mpz_t, mpz_t>
  1391. {
  1392. private:
  1393.   typedef mpz_t value_type;
  1394.   value_type mp;
  1395. public:
  1396.   mp_bitcnt_t get_prec() const { return mpf_get_default_prec(); }
  1397.   // constructors and destructor
  1398.   __gmp_expr() { mpz_init(mp); }
  1399.   __gmp_expr(const __gmp_expr &z) { mpz_init_set(mp, z.mp); }
  1400.   template <class T, class U>
  1401.   __gmp_expr(const __gmp_expr<T, U> &expr)
  1402.   { mpz_init(mp); __gmp_set_expr(mp, expr); }
  1403.   __gmp_expr(signed char c) { mpz_init_set_si(mp, c); }
  1404.   __gmp_expr(unsigned char c) { mpz_init_set_ui(mp, c); }
  1405.   __gmp_expr(signed int i) { mpz_init_set_si(mp, i); }
  1406.   __gmp_expr(unsigned int i) { mpz_init_set_ui(mp, i); }
  1407.   __gmp_expr(signed short int s) { mpz_init_set_si(mp, s); }
  1408.   __gmp_expr(unsigned short int s) { mpz_init_set_ui(mp, s); }
  1409.   __gmp_expr(signed long int l) { mpz_init_set_si(mp, l); }
  1410.   __gmp_expr(unsigned long int l) { mpz_init_set_ui(mp, l); }
  1411.   __gmp_expr(float f) { mpz_init_set_d(mp, f); }
  1412.   __gmp_expr(double d) { mpz_init_set_d(mp, d); }
  1413.   // __gmp_expr(long double ld) { mpz_init_set_d(mp, ld); }
  1414.   explicit __gmp_expr(const char *s)
  1415.   {
  1416.     if (mpz_init_set_str (mp, s, 0) != 0)
  1417.       {
  1418.         mpz_clear (mp);
  1419.         throw std::invalid_argument ("mpz_set_str");
  1420.       }
  1421.   }
  1422.   __gmp_expr(const char *s, int base)
  1423.   {
  1424.     if (mpz_init_set_str (mp, s, base) != 0)
  1425.       {
  1426.         mpz_clear (mp);
  1427.         throw std::invalid_argument ("mpz_set_str");
  1428.       }
  1429.   }
  1430.   explicit __gmp_expr(const std::string &s)
  1431.   {
  1432.     if (mpz_init_set_str (mp, s.c_str(), 0) != 0)
  1433.       {
  1434.         mpz_clear (mp);
  1435.         throw std::invalid_argument ("mpz_set_str");
  1436.       }
  1437.   }
  1438.   __gmp_expr(const std::string &s, int base)
  1439.   {
  1440.     if (mpz_init_set_str(mp, s.c_str(), base) != 0)
  1441.       {
  1442.         mpz_clear (mp);
  1443.         throw std::invalid_argument ("mpz_set_str");
  1444.       }
  1445.   }
  1446.   explicit __gmp_expr(mpz_srcptr z) { mpz_init_set(mp, z); }
  1447.   ~__gmp_expr() { mpz_clear(mp); }
  1448.   // assignment operators
  1449.   __gmp_expr & operator=(const __gmp_expr &z)
  1450.   { mpz_set(mp, z.mp); return *this; }
  1451.   template <class T, class U>
  1452.   __gmp_expr<value_type, value_type> & operator=(const __gmp_expr<T, U> &expr)
  1453.   { __gmp_set_expr(mp, expr); return *this; }
  1454.   __gmp_expr & operator=(signed char c) { mpz_set_si(mp, c); return *this; }
  1455.   __gmp_expr & operator=(unsigned char c) { mpz_set_ui(mp, c); return *this; }
  1456.   __gmp_expr & operator=(signed int i) { mpz_set_si(mp, i); return *this; }
  1457.   __gmp_expr & operator=(unsigned int i) { mpz_set_ui(mp, i); return *this; }
  1458.   __gmp_expr & operator=(signed short int s)
  1459.   { mpz_set_si(mp, s); return *this; }
  1460.   __gmp_expr & operator=(unsigned short int s)
  1461.   { mpz_set_ui(mp, s); return *this; }
  1462.   __gmp_expr & operator=(signed long int l)
  1463.   { mpz_set_si(mp, l); return *this; }
  1464.   __gmp_expr & operator=(unsigned long int l)
  1465.   { mpz_set_ui(mp, l); return *this; }
  1466.   __gmp_expr & operator=(float f) { mpz_set_d(mp, f); return *this; }
  1467.   __gmp_expr & operator=(double d) { mpz_set_d(mp, d); return *this; }
  1468.   // __gmp_expr & operator=(long double ld)
  1469.   // { mpz_set_ld(mp, ld); return *this; }
  1470.   __gmp_expr & operator=(const char *s)
  1471.   {
  1472.     if (mpz_set_str (mp, s, 0) != 0)
  1473.       throw std::invalid_argument ("mpz_set_str");
  1474.     return *this;
  1475.   }
  1476.   __gmp_expr & operator=(const std::string &s)
  1477.   {
  1478.     if (mpz_set_str(mp, s.c_str(), 0) != 0)
  1479.       throw std::invalid_argument ("mpz_set_str");
  1480.     return *this;
  1481.   }
  1482.   // string input/output functions
  1483.   int set_str(const char *s, int base)
  1484.   { return mpz_set_str(mp, s, base); }
  1485.   int set_str(const std::string &s, int base)
  1486.   { return mpz_set_str(mp, s.c_str(), base); }
  1487.   std::string get_str(int base = 10) const
  1488.   {
  1489.     __gmp_alloc_cstring temp(mpz_get_str(0, base, mp));
  1490.     return std::string(temp.str);
  1491.   }
  1492.   // conversion functions
  1493.   mpz_srcptr __get_mp() const { return mp; }
  1494.   mpz_ptr __get_mp() { return mp; }
  1495.   mpz_srcptr get_mpz_t() const { return mp; }
  1496.   mpz_ptr get_mpz_t() { return mp; }
  1497.   signed long int get_si() const { return mpz_get_si(mp); }
  1498.   unsigned long int get_ui() const { return mpz_get_ui(mp); }
  1499.   double get_d() const { return mpz_get_d(mp); }
  1500.   // bool fits_schar_p() const { return mpz_fits_schar_p(mp); }
  1501.   // bool fits_uchar_p() const { return mpz_fits_uchar_p(mp); }
  1502.   bool fits_sint_p() const { return mpz_fits_sint_p(mp); }
  1503.   bool fits_uint_p() const { return mpz_fits_uint_p(mp); }
  1504.   bool fits_sshort_p() const { return mpz_fits_sshort_p(mp); }
  1505.   bool fits_ushort_p() const { return mpz_fits_ushort_p(mp); }
  1506.   bool fits_slong_p() const { return mpz_fits_slong_p(mp); }
  1507.   bool fits_ulong_p() const { return mpz_fits_ulong_p(mp); }
  1508.   // bool fits_float_p() const { return mpz_fits_float_p(mp); }
  1509.   // bool fits_double_p() const { return mpz_fits_double_p(mp); }
  1510.   // bool fits_ldouble_p() const { return mpz_fits_ldouble_p(mp); }
  1511.   // member operators
  1512.   __GMP_DECLARE_COMPOUND_OPERATOR(operator+=)
  1513.   __GMP_DECLARE_COMPOUND_OPERATOR(operator-=)
  1514.   __GMP_DECLARE_COMPOUND_OPERATOR(operator*=)
  1515.   __GMP_DECLARE_COMPOUND_OPERATOR(operator/=)
  1516.   __GMP_DECLARE_COMPOUND_OPERATOR(operator%=)
  1517.   __GMP_DECLARE_COMPOUND_OPERATOR(operator&=)
  1518.   __GMP_DECLARE_COMPOUND_OPERATOR(operator|=)
  1519.   __GMP_DECLARE_COMPOUND_OPERATOR(operator^=)
  1520.   __GMP_DECLARE_COMPOUND_OPERATOR_UI(operator<<=)
  1521.   __GMP_DECLARE_COMPOUND_OPERATOR_UI(operator>>=)
  1522.   __GMP_DECLARE_INCREMENT_OPERATOR(operator++)
  1523.   __GMP_DECLARE_INCREMENT_OPERATOR(operator--)
  1524. };
  1525. typedef __gmp_expr<mpz_t, mpz_t> mpz_class;
  1526. /**************** mpq_class -- wrapper for mpq_t ****************/
  1527. template <>
  1528. class __gmp_expr<mpq_t, mpq_t>
  1529. {
  1530. private:
  1531.   typedef mpq_t value_type;
  1532.   value_type mp;
  1533. public:
  1534.   mp_bitcnt_t get_prec() const { return mpf_get_default_prec(); }
  1535.   void canonicalize() { mpq_canonicalize(mp); }
  1536.   // constructors and destructor
  1537.   __gmp_expr() { mpq_init(mp); }
  1538.   __gmp_expr(const __gmp_expr &q) { mpq_init(mp); mpq_set(mp, q.mp); }
  1539.   template <class T, class U>
  1540.   __gmp_expr(const __gmp_expr<T, U> &expr)
  1541.   { mpq_init(mp); __gmp_set_expr(mp, expr); }
  1542.   __gmp_expr(signed char c) { mpq_init(mp); mpq_set_si(mp, c, 1); }
  1543.   __gmp_expr(unsigned char c) { mpq_init(mp); mpq_set_ui(mp, c, 1); }
  1544.   __gmp_expr(signed int i) { mpq_init(mp); mpq_set_si(mp, i, 1); }
  1545.   __gmp_expr(unsigned int i) { mpq_init(mp); mpq_set_ui(mp, i, 1); }
  1546.   __gmp_expr(signed short int s) { mpq_init(mp); mpq_set_si(mp, s, 1); }
  1547.   __gmp_expr(unsigned short int s) { mpq_init(mp); mpq_set_ui(mp, s, 1); }
  1548.   __gmp_expr(signed long int l) { mpq_init(mp); mpq_set_si(mp, l, 1); }
  1549.   __gmp_expr(unsigned long int l) { mpq_init(mp); mpq_set_ui(mp, l, 1); }
  1550.   __gmp_expr(float f) { mpq_init(mp); mpq_set_d(mp, f); }
  1551.   __gmp_expr(double d) { mpq_init(mp); mpq_set_d(mp, d); }
  1552.   // __gmp_expr(long double ld) { mpq_init(mp); mpq_set_ld(mp, ld); }
  1553.   explicit __gmp_expr(const char *s)
  1554.   {
  1555.     mpq_init (mp);
  1556.     if (mpq_set_str (mp, s, 0) != 0)
  1557.       {
  1558.         mpq_clear (mp);
  1559.         throw std::invalid_argument ("mpq_set_str");
  1560.       }
  1561.   }
  1562.   __gmp_expr(const char *s, int base)
  1563.   {
  1564.     mpq_init (mp);
  1565.     if (mpq_set_str(mp, s, base) != 0)
  1566.       {
  1567.         mpq_clear (mp);
  1568.         throw std::invalid_argument ("mpq_set_str");
  1569.       }
  1570.   }
  1571.   explicit __gmp_expr(const std::string &s)
  1572.   {
  1573.     mpq_init (mp);
  1574.     if (mpq_set_str (mp, s.c_str(), 0) != 0)
  1575.       {
  1576.         mpq_clear (mp);
  1577.         throw std::invalid_argument ("mpq_set_str");
  1578.       }
  1579.   }
  1580.   __gmp_expr(const std::string &s, int base)
  1581.   {
  1582.     mpq_init(mp);
  1583.     if (mpq_set_str (mp, s.c_str(), base) != 0)
  1584.       {
  1585.         mpq_clear (mp);
  1586.         throw std::invalid_argument ("mpq_set_str");
  1587.       }
  1588.   }
  1589.   explicit __gmp_expr(mpq_srcptr q) { mpq_init(mp); mpq_set(mp, q); }
  1590.   __gmp_expr(const mpz_class &num, const mpz_class &den)
  1591.   {
  1592.     mpq_init(mp);
  1593.     mpz_set(mpq_numref(mp), num.get_mpz_t());
  1594.     mpz_set(mpq_denref(mp), den.get_mpz_t());
  1595.   }
  1596.   ~__gmp_expr() { mpq_clear(mp); }
  1597.   // assignment operators
  1598.   __gmp_expr & operator=(const __gmp_expr &q)
  1599.   { mpq_set(mp, q.mp); return *this; }
  1600.   template <class T, class U>
  1601.   __gmp_expr<value_type, value_type> & operator=(const __gmp_expr<T, U> &expr)
  1602.   { __gmp_set_expr(mp, expr); return *this; }
  1603.   __gmp_expr & operator=(signed char c)
  1604.   { mpq_set_si(mp, c, 1); return *this; }
  1605.   __gmp_expr & operator=(unsigned char c)
  1606.   { mpq_set_ui(mp, c, 1); return *this; }
  1607.   __gmp_expr & operator=(signed int i) { mpq_set_si(mp, i, 1); return *this; }
  1608.   __gmp_expr & operator=(unsigned int i)
  1609.   { mpq_set_ui(mp, i, 1); return *this; }
  1610.   __gmp_expr & operator=(signed short int s)
  1611.   { mpq_set_si(mp, s, 1); return *this; }
  1612.   __gmp_expr & operator=(unsigned short int s)
  1613.   { mpq_set_ui(mp, s, 1); return *this; }
  1614.   __gmp_expr & operator=(signed long int l)
  1615.   { mpq_set_si(mp, l, 1); return *this; }
  1616.   __gmp_expr & operator=(unsigned long int l)
  1617.   { mpq_set_ui(mp, l, 1); return *this; }
  1618.   __gmp_expr & operator=(float f) { mpq_set_d(mp, f); return *this; }
  1619.   __gmp_expr & operator=(double d) { mpq_set_d(mp, d); return *this; }
  1620.   // __gmp_expr & operator=(long double ld)
  1621.   // { mpq_set_ld(mp, ld); return *this; }
  1622.   __gmp_expr & operator=(const char *s)
  1623.   {
  1624.     if (mpq_set_str (mp, s, 0) != 0)
  1625.       throw std::invalid_argument ("mpq_set_str");
  1626.     return *this;
  1627.   }
  1628.   __gmp_expr & operator=(const std::string &s)
  1629.   {
  1630.     if (mpq_set_str(mp, s.c_str(), 0) != 0)
  1631.       throw std::invalid_argument ("mpq_set_str");
  1632.     return *this;
  1633.   }
  1634.   // string input/output functions
  1635.   int set_str(const char *s, int base)
  1636.   { return mpq_set_str(mp, s, base); }
  1637.   int set_str(const std::string &s, int base)
  1638.   { return mpq_set_str(mp, s.c_str(), base); }
  1639.   std::string get_str(int base = 10) const
  1640.   {
  1641.     __gmp_alloc_cstring temp(mpq_get_str(0, base, mp));
  1642.     return std::string(temp.str);
  1643.   }
  1644.   // conversion functions
  1645.   // casting a reference to an mpz_t to mpz_class & is a dirty hack,
  1646.   // but works because the internal representation of mpz_class is
  1647.   // exactly an mpz_t
  1648.   const mpz_class & get_num() const
  1649.   { return reinterpret_cast<const mpz_class &>(*mpq_numref(mp)); }
  1650.   mpz_class & get_num()
  1651.   { return reinterpret_cast<mpz_class &>(*mpq_numref(mp)); }
  1652.   const mpz_class & get_den() const
  1653.   { return reinterpret_cast<const mpz_class &>(*mpq_denref(mp)); }
  1654.   mpz_class & get_den()
  1655.   { return reinterpret_cast<mpz_class &>(*mpq_denref(mp)); }
  1656.   mpq_srcptr __get_mp() const { return mp; }
  1657.   mpq_ptr __get_mp() { return mp; }
  1658.   mpq_srcptr get_mpq_t() const { return mp; }
  1659.   mpq_ptr get_mpq_t() { return mp; }
  1660.   mpz_srcptr get_num_mpz_t() const { return mpq_numref(mp); }
  1661.   mpz_ptr get_num_mpz_t() { return mpq_numref(mp); }
  1662.   mpz_srcptr get_den_mpz_t() const { return mpq_denref(mp); }
  1663.   mpz_ptr get_den_mpz_t() { return mpq_denref(mp); }
  1664.   double get_d() const { return mpq_get_d(mp); }
  1665.   // compound assignments
  1666.   __GMP_DECLARE_COMPOUND_OPERATOR(operator+=)
  1667.   __GMP_DECLARE_COMPOUND_OPERATOR(operator-=)
  1668.   __GMP_DECLARE_COMPOUND_OPERATOR(operator*=)
  1669.   __GMP_DECLARE_COMPOUND_OPERATOR(operator/=)
  1670.   __GMP_DECLARE_COMPOUND_OPERATOR_UI(operator<<=)
  1671.   __GMP_DECLARE_COMPOUND_OPERATOR_UI(operator>>=)
  1672.   __GMP_DECLARE_INCREMENT_OPERATOR(operator++)
  1673.   __GMP_DECLARE_INCREMENT_OPERATOR(operator--)
  1674. };
  1675. typedef __gmp_expr<mpq_t, mpq_t> mpq_class;
  1676. /**************** mpf_class -- wrapper for mpf_t ****************/
  1677. template <>
  1678. class __gmp_expr<mpf_t, mpf_t>
  1679. {
  1680. private:
  1681.   typedef mpf_t value_type;
  1682.   value_type mp;
  1683. public:
  1684.   mp_bitcnt_t get_prec() const { return mpf_get_prec(mp); }
  1685.   void set_prec(mp_bitcnt_t prec) { mpf_set_prec(mp, prec); }
  1686.   void set_prec_raw(mp_bitcnt_t prec) { mpf_set_prec_raw(mp, prec); }
  1687.   // constructors and destructor
  1688.   __gmp_expr() { mpf_init(mp); }
  1689.   __gmp_expr(const __gmp_expr &f)
  1690.   { mpf_init2(mp, f.get_prec()); mpf_set(mp, f.mp); }
  1691.   __gmp_expr(const __gmp_expr &f, mp_bitcnt_t prec)
  1692.   { mpf_init2(mp, prec); mpf_set(mp, f.mp); }
  1693.   template <class T, class U>
  1694.   __gmp_expr(const __gmp_expr<T, U> &expr)
  1695.   { mpf_init2(mp, expr.get_prec()); __gmp_set_expr(mp, expr); }
  1696.   template <class T, class U>
  1697.   __gmp_expr(const __gmp_expr<T, U> &expr, mp_bitcnt_t prec)
  1698.   { mpf_init2(mp, prec); __gmp_set_expr(mp, expr); }
  1699.   __gmp_expr(signed char c) { mpf_init_set_si(mp, c); }
  1700.   __gmp_expr(signed char c, mp_bitcnt_t prec)
  1701.   { mpf_init2(mp, prec); mpf_set_si(mp, c); }
  1702.   __gmp_expr(unsigned char c) { mpf_init_set_ui(mp, c); }
  1703.   __gmp_expr(unsigned char c, mp_bitcnt_t prec)
  1704.   { mpf_init2(mp, prec); mpf_set_ui(mp, c); }
  1705.   __gmp_expr(signed int i) { mpf_init_set_si(mp, i); }
  1706.   __gmp_expr(signed int i, mp_bitcnt_t prec)
  1707.   { mpf_init2(mp, prec); mpf_set_si(mp, i); }
  1708.   __gmp_expr(unsigned int i) { mpf_init_set_ui(mp, i); }
  1709.   __gmp_expr(unsigned int i, mp_bitcnt_t prec)
  1710.   { mpf_init2(mp, prec); mpf_set_ui(mp, i); }
  1711.   __gmp_expr(signed short int s) { mpf_init_set_si(mp, s); }
  1712.   __gmp_expr(signed short int s, mp_bitcnt_t prec)
  1713.   { mpf_init2(mp, prec); mpf_set_si(mp, s); }
  1714.   __gmp_expr(unsigned short int s) { mpf_init_set_ui(mp, s); }
  1715.   __gmp_expr(unsigned short int s, mp_bitcnt_t prec)
  1716.   { mpf_init2(mp, prec); mpf_set_ui(mp, s); }
  1717.   __gmp_expr(signed long int l) { mpf_init_set_si(mp, l); }
  1718.   __gmp_expr(signed long int l, mp_bitcnt_t prec)
  1719.   { mpf_init2(mp, prec); mpf_set_si(mp, l); }
  1720.   __gmp_expr(unsigned long int l) { mpf_init_set_ui(mp, l); }
  1721.   __gmp_expr(unsigned long int l, mp_bitcnt_t prec)
  1722.   { mpf_init2(mp, prec); mpf_set_ui(mp, l); }
  1723.   __gmp_expr(float f) { mpf_init_set_d(mp, f); }
  1724.   __gmp_expr(float f, mp_bitcnt_t prec)
  1725.   { mpf_init2(mp, prec); mpf_set_d(mp, f); }
  1726.   __gmp_expr(double d) { mpf_init_set_d(mp, d); }
  1727.   __gmp_expr(double d, mp_bitcnt_t prec)
  1728.   { mpf_init2(mp, prec); mpf_set_d(mp, d); }
  1729.   // __gmp_expr(long double ld) { mpf_init_set_d(mp, ld); }
  1730.   // __gmp_expr(long double ld, mp_bitcnt_t prec)
  1731.   // { mpf_init2(mp, prec); mpf_set_d(mp, ld); }
  1732.   explicit __gmp_expr(const char *s)
  1733.   {
  1734.     if (mpf_init_set_str (mp, s, 0) != 0)
  1735.       {
  1736.         mpf_clear (mp);
  1737.         throw std::invalid_argument ("mpf_set_str");
  1738.       }
  1739.   }
  1740.   __gmp_expr(const char *s, mp_bitcnt_t prec, int base = 0)
  1741.   {
  1742.     mpf_init2(mp, prec);
  1743.     if (mpf_set_str(mp, s, base) != 0)
  1744.       {
  1745.         mpf_clear (mp);
  1746.         throw std::invalid_argument ("mpf_set_str");
  1747.       }
  1748.   }
  1749.   explicit __gmp_expr(const std::string &s)
  1750.   {
  1751.     if (mpf_init_set_str(mp, s.c_str(), 0) != 0)
  1752.       {
  1753.         mpf_clear (mp);
  1754.         throw std::invalid_argument ("mpf_set_str");
  1755.       }
  1756.   }
  1757.   __gmp_expr(const std::string &s, mp_bitcnt_t prec, int base = 0)
  1758.   {
  1759.     mpf_init2(mp, prec);
  1760.     if (mpf_set_str(mp, s.c_str(), base) != 0)
  1761.       {
  1762.         mpf_clear (mp);
  1763.         throw std::invalid_argument ("mpf_set_str");
  1764.       }
  1765.   }
  1766.   explicit __gmp_expr(mpf_srcptr f)
  1767.   { mpf_init2(mp, mpf_get_prec(f)); mpf_set(mp, f); }
  1768.   __gmp_expr(mpf_srcptr f, mp_bitcnt_t prec)
  1769.   { mpf_init2(mp, prec); mpf_set(mp, f); }
  1770.   ~__gmp_expr() { mpf_clear(mp); }
  1771.   // assignment operators
  1772.   __gmp_expr & operator=(const __gmp_expr &f)
  1773.   { mpf_set(mp, f.mp); return *this; }
  1774.   template <class T, class U>
  1775.   __gmp_expr<value_type, value_type> & operator=(const __gmp_expr<T, U> &expr)
  1776.   { __gmp_set_expr(mp, expr); return *this; }
  1777.   __gmp_expr & operator=(signed char c) { mpf_set_si(mp, c); return *this; }
  1778.   __gmp_expr & operator=(unsigned char c) { mpf_set_ui(mp, c); return *this; }
  1779.   __gmp_expr & operator=(signed int i) { mpf_set_si(mp, i); return *this; }
  1780.   __gmp_expr & operator=(unsigned int i) { mpf_set_ui(mp, i); return *this; }
  1781.   __gmp_expr & operator=(signed short int s)
  1782.   { mpf_set_si(mp, s); return *this; }
  1783.   __gmp_expr & operator=(unsigned short int s)
  1784.   { mpf_set_ui(mp, s); return *this; }
  1785.   __gmp_expr & operator=(signed long int l)
  1786.   { mpf_set_si(mp, l); return *this; }
  1787.   __gmp_expr & operator=(unsigned long int l)
  1788.   { mpf_set_ui(mp, l); return *this; }
  1789.   __gmp_expr & operator=(float f) { mpf_set_d(mp, f); return *this; }
  1790.   __gmp_expr & operator=(double d) { mpf_set_d(mp, d); return *this; }
  1791.   // __gmp_expr & operator=(long double ld)
  1792.   // { mpf_set_ld(mp, ld); return *this; }
  1793.   __gmp_expr & operator=(const char *s)
  1794.   {
  1795.     if (mpf_set_str (mp, s, 0) != 0)
  1796.       throw std::invalid_argument ("mpf_set_str");
  1797.     return *this;
  1798.   }
  1799.   __gmp_expr & operator=(const std::string &s)
  1800.   {
  1801.     if (mpf_set_str(mp, s.c_str(), 0) != 0)
  1802.       throw std::invalid_argument ("mpf_set_str");
  1803.     return *this;
  1804.   }
  1805.   // string input/output functions
  1806.   int set_str(const char *s, int base)
  1807.   { return mpf_set_str(mp, s, base); }
  1808.   int set_str(const std::string &s, int base)
  1809.   { return mpf_set_str(mp, s.c_str(), base); }
  1810.   std::string get_str(mp_exp_t &expo, int base = 10, size_t size = 0) const
  1811.   {
  1812.     __gmp_alloc_cstring temp(mpf_get_str(0, &expo, base, size, mp));
  1813.     return std::string(temp.str);
  1814.   }
  1815.   // conversion functions
  1816.   mpf_srcptr __get_mp() const { return mp; }
  1817.   mpf_ptr __get_mp() { return mp; }
  1818.   mpf_srcptr get_mpf_t() const { return mp; }
  1819.   mpf_ptr get_mpf_t() { return mp; }
  1820.   signed long int get_si() const { return mpf_get_si(mp); }
  1821.   unsigned long int get_ui() const { return mpf_get_ui(mp); }
  1822.   double get_d() const { return mpf_get_d(mp); }
  1823.   // bool fits_schar_p() const { return mpf_fits_schar_p(mp); }
  1824.   // bool fits_uchar_p() const { return mpf_fits_uchar_p(mp); }
  1825.   bool fits_sint_p() const { return mpf_fits_sint_p(mp); }
  1826.   bool fits_uint_p() const { return mpf_fits_uint_p(mp); }
  1827.   bool fits_sshort_p() const { return mpf_fits_sshort_p(mp); }
  1828.   bool fits_ushort_p() const { return mpf_fits_ushort_p(mp); }
  1829.   bool fits_slong_p() const { return mpf_fits_slong_p(mp); }
  1830.   bool fits_ulong_p() const { return mpf_fits_ulong_p(mp); }
  1831.   // bool fits_float_p() const { return mpf_fits_float_p(mp); }
  1832.   // bool fits_double_p() const { return mpf_fits_double_p(mp); }
  1833.   // bool fits_ldouble_p() const { return mpf_fits_ldouble_p(mp); }
  1834.   // compound assignments
  1835.   __GMP_DECLARE_COMPOUND_OPERATOR(operator+=)
  1836.   __GMP_DECLARE_COMPOUND_OPERATOR(operator-=)
  1837.   __GMP_DECLARE_COMPOUND_OPERATOR(operator*=)
  1838.   __GMP_DECLARE_COMPOUND_OPERATOR(operator/=)
  1839.   __GMP_DECLARE_COMPOUND_OPERATOR_UI(operator<<=)
  1840.   __GMP_DECLARE_COMPOUND_OPERATOR_UI(operator>>=)
  1841.   __GMP_DECLARE_INCREMENT_OPERATOR(operator++)
  1842.   __GMP_DECLARE_INCREMENT_OPERATOR(operator--)
  1843. };
  1844. typedef __gmp_expr<mpf_t, mpf_t> mpf_class;
  1845. /**************** I/O operators ****************/
  1846. // these should (and will) be provided separately
  1847. template <class T>
  1848. inline std::ostream & operator<<
  1849. (std::ostream &o, const __gmp_expr<T, T> &expr)
  1850. {
  1851.   return o << expr.__get_mp();
  1852. }
  1853. template <class T, class U>
  1854. inline std::ostream & operator<<
  1855. (std::ostream &o, const __gmp_expr<T, U> &expr)
  1856. {
  1857.   __gmp_expr<T, T> temp(expr);
  1858.   return o << temp.__get_mp();
  1859. }
  1860. template <class T>
  1861. inline std::istream & operator>>(std::istream &i, __gmp_expr<T, T> &expr)
  1862. {
  1863.   return i >> expr.__get_mp();
  1864. }
  1865. inline std::istream & operator>>(std::istream &i, mpq_class &q)
  1866. {
  1867.   i >> q.get_mpq_t();
  1868.   // q.canonicalize(); // you might want to uncomment this
  1869.   return i;
  1870. }
  1871. /**************** Functions for type conversion ****************/
  1872. template <>
  1873. inline void __gmp_set_expr(mpz_ptr z, const mpz_class &w)
  1874. {
  1875.   mpz_set(z, w.get_mpz_t());
  1876. }
  1877. template <class T>
  1878. inline void __gmp_set_expr(mpz_ptr z, const __gmp_expr<mpz_t, T> &expr)
  1879. {
  1880.   expr.eval(z);
  1881. }
  1882. template <>
  1883. inline void __gmp_set_expr(mpz_ptr z, const mpq_class &q)
  1884. {
  1885.   mpz_set_q(z, q.get_mpq_t());
  1886. }
  1887. template <class T>
  1888. inline void __gmp_set_expr(mpz_ptr z, const __gmp_expr<mpq_t, T> &expr)
  1889. {
  1890.   mpq_class temp(expr);
  1891.   mpz_set_q(z, temp.get_mpq_t());
  1892. }
  1893. template <class T>
  1894. inline void __gmp_set_expr(mpz_ptr z, const mpf_class &f)
  1895. {
  1896.   mpz_set_f(z, f.get_mpf_t());
  1897. }
  1898. template <class T>
  1899. inline void __gmp_set_expr(mpz_ptr z, const __gmp_expr<mpf_t, T> &expr)
  1900. {
  1901.   mpf_class temp(expr);
  1902.   mpz_set_f(z, temp.get_mpf_t());
  1903. }
  1904. template <>
  1905. inline void __gmp_set_expr(mpq_ptr q, const mpz_class &z)
  1906. {
  1907.   mpq_set_z(q, z.get_mpz_t());
  1908. }
  1909. template <class T>
  1910. inline void __gmp_set_expr(mpq_ptr q, const __gmp_expr<mpz_t, T> &expr)
  1911. {
  1912.   mpz_class temp(expr);
  1913.   mpq_set_z(q, temp.get_mpz_t());
  1914. }
  1915. template <>
  1916. inline void __gmp_set_expr(mpq_ptr q, const mpq_class &r)
  1917. {
  1918.   mpq_set(q, r.get_mpq_t());
  1919. }
  1920. template <class T>
  1921. inline void __gmp_set_expr(mpq_ptr q, const __gmp_expr<mpq_t, T> &expr)
  1922. {
  1923.   expr.eval(q);
  1924. }
  1925. template <class T>
  1926. inline void __gmp_set_expr(mpq_ptr q, const mpf_class &f)
  1927. {
  1928.   mpq_set_f(q, f.get_mpf_t());
  1929. }
  1930. template <class T>
  1931. inline void __gmp_set_expr(mpq_ptr q, const __gmp_expr<mpf_t, T> &expr)
  1932. {
  1933.   mpf_class temp(expr);
  1934.   mpq_set_f(q, temp.get_mpf_t());
  1935. }
  1936. template <class T>
  1937. inline void __gmp_set_expr(mpf_ptr f, const mpz_class &z)
  1938. {
  1939.   mpf_set_z(f, z.get_mpz_t());
  1940. }
  1941. template <class T>
  1942. inline void __gmp_set_expr(mpf_ptr f, const __gmp_expr<mpz_t, T> &expr)
  1943. {
  1944.   mpz_class temp(expr);
  1945.   mpf_set_z(f, temp.get_mpz_t());
  1946. }
  1947. template <class T>
  1948. inline void __gmp_set_expr(mpf_ptr f, const mpq_class &q)
  1949. {
  1950.   mpf_set_q(f, q.get_mpq_t());
  1951. }
  1952. template <class T>
  1953. inline void __gmp_set_expr(mpf_ptr f, const __gmp_expr<mpq_t, T> &expr)
  1954. {
  1955.   mpq_class temp(expr);
  1956.   mpf_set_q(f, temp.get_mpq_t());
  1957. }
  1958. template <>
  1959. inline void __gmp_set_expr(mpf_ptr f, const mpf_class &g)
  1960. {
  1961.   mpf_set(f, g.get_mpf_t());
  1962. }
  1963. template <class T>
  1964. inline void __gmp_set_expr(mpf_ptr f, const __gmp_expr<mpf_t, T> &expr)
  1965. {
  1966.   expr.eval(f, mpf_get_prec(f));
  1967. }
  1968. /**************** Specializations of __gmp_expr ****************/
  1969. /* The eval() method of __gmp_expr<T, U> evaluates the corresponding
  1970.    expression and assigns the result to its argument, which is either an
  1971.    mpz_t, mpq_t, or mpf_t as specified by the T argument.
  1972.    Compound expressions are evaluated recursively (temporaries are created
  1973.    to hold intermediate values), while for simple expressions the eval()
  1974.    method of the appropriate function object (available as the Op argument
  1975.    of either __gmp_unary_expr<T, Op> or __gmp_binary_expr<T, U, Op>) is
  1976.    called. */
  1977. /**************** Unary expressions ****************/
  1978. /* cases:
  1979.    - simple:   argument is mp*_class, that is, __gmp_expr<T, T>
  1980.    - compound: argument is __gmp_expr<T, U> (with U not equal to T) */
  1981. // simple expressions
  1982. template <class T, class Op>
  1983. class __gmp_expr<T, __gmp_unary_expr<__gmp_expr<T, T>, Op> >
  1984. {
  1985. private:
  1986.   typedef __gmp_expr<T, T> val_type;
  1987.   __gmp_unary_expr<val_type, Op> expr;
  1988. public:
  1989.   __gmp_expr(const val_type &val) : expr(val) { }
  1990.   void eval(typename __gmp_resolve_expr<T>::ptr_type p,
  1991.     unsigned long int = 0) const
  1992.   { Op::eval(p, expr.val.__get_mp()); }
  1993.   const val_type & get_val() const { return expr.val; }
  1994.   unsigned long int get_prec() const { return expr.val.get_prec(); }
  1995. };
  1996. // compound expressions
  1997. template <class T, class U, class Op>
  1998. class __gmp_expr<T, __gmp_unary_expr<__gmp_expr<T, U>, Op> >
  1999. {
  2000. private:
  2001.   typedef __gmp_expr<T, U> val_type;
  2002.   __gmp_unary_expr<val_type, Op> expr;
  2003. public:
  2004.   __gmp_expr(const val_type &val) : expr(val) { }
  2005.   void eval(typename __gmp_resolve_expr<T>::ptr_type p) const
  2006.   { __gmp_expr<T, T> temp(expr.val); Op::eval(p, temp.__get_mp()); }
  2007.   void eval(typename __gmp_resolve_expr<T>::ptr_type p,
  2008.     mp_bitcnt_t prec) const
  2009.   { __gmp_expr<T, T> temp(expr.val, prec); Op::eval(p, temp.__get_mp()); }
  2010.   const val_type & get_val() const { return expr.val; }
  2011.   unsigned long int get_prec() const { return expr.val.get_prec(); }
  2012. };
  2013. /**************** Binary expressions ****************/
  2014. /* simple:
  2015.    - arguments are both mp*_class
  2016.    - one argument is mp*_class, one is a built-in type
  2017.    compound:
  2018.    - one is mp*_class, one is __gmp_expr<T, U>
  2019.    - one is __gmp_expr<T, U>, one is built-in
  2020.    - both arguments are __gmp_expr<...> */
  2021. // simple expressions
  2022. template <class T, class Op>
  2023. class __gmp_expr
  2024. <T, __gmp_binary_expr<__gmp_expr<T, T>, __gmp_expr<T, T>, Op> >
  2025. {
  2026. private:
  2027.   typedef __gmp_expr<T, T> val1_type;
  2028.   typedef __gmp_expr<T, T> val2_type;
  2029.   __gmp_binary_expr<val1_type, val2_type, Op> expr;
  2030. public:
  2031.   __gmp_expr(const val1_type &val1, const val2_type &val2)
  2032.     : expr(val1, val2) { }
  2033.   void eval(typename __gmp_resolve_expr<T>::ptr_type p,
  2034.     unsigned long int = 0) const
  2035.   { Op::eval(p, expr.val1.__get_mp(), expr.val2.__get_mp()); }
  2036.   const val1_type & get_val1() const { return expr.val1; }
  2037.   const val2_type & get_val2() const { return expr.val2; }
  2038.   unsigned long int get_prec() const
  2039.   {
  2040.     mp_bitcnt_t prec1 = expr.val1.get_prec(),
  2041.       prec2 = expr.val2.get_prec();
  2042.     return (prec1 > prec2) ? prec1 : prec2;
  2043.   }
  2044. };
  2045. // simple expressions, T is a built-in numerical type
  2046. template <class T, class U, class Op>
  2047. class __gmp_expr<T, __gmp_binary_expr<__gmp_expr<T, T>, U, Op> >
  2048. {
  2049. private:
  2050.   typedef __gmp_expr<T, T> val1_type;
  2051.   typedef U val2_type;
  2052.   __gmp_binary_expr<val1_type, val2_type, Op> expr;
  2053. public:
  2054.   __gmp_expr(const val1_type &val1, const val2_type &val2)
  2055.     : expr(val1, val2) { }
  2056.   void eval(typename __gmp_resolve_expr<T>::ptr_type p,
  2057.     unsigned long int = 0) const
  2058.   { Op::eval(p, expr.val1.__get_mp(), expr.val2); }
  2059.   const val1_type & get_val1() const { return expr.val1; }
  2060.   const val2_type & get_val2() const { return expr.val2; }
  2061.   unsigned long int get_prec() const { return expr.val1.get_prec(); }
  2062. };
  2063. template <class T, class U, class Op>
  2064. class __gmp_expr<T, __gmp_binary_expr<U, __gmp_expr<T, T>, Op> >
  2065. {
  2066. private:
  2067.   typedef U val1_type;
  2068.   typedef __gmp_expr<T, T> val2_type;
  2069.   __gmp_binary_expr<val1_type, val2_type, Op> expr;
  2070. public:
  2071.   __gmp_expr(const val1_type &val1, const val2_type &val2)
  2072.     : expr(val1, val2) { }
  2073.   void eval(typename __gmp_resolve_expr<T>::ptr_type p,
  2074.     unsigned long int = 0) const
  2075.   { Op::eval(p, expr.val1, expr.val2.__get_mp()); }
  2076.   const val1_type & get_val1() const { return expr.val1; }
  2077.   const val2_type & get_val2() const { return expr.val2; }
  2078.   unsigned long int get_prec() const { return expr.val2.get_prec(); }
  2079. };
  2080. // compound expressions, one argument is a subexpression
  2081. template <class T, class U, class V, class Op>
  2082. class __gmp_expr
  2083. <T, __gmp_binary_expr<__gmp_expr<T, T>, __gmp_expr<U, V>, Op> >
  2084. {
  2085. private:
  2086.   typedef __gmp_expr<T, T> val1_type;
  2087.   typedef __gmp_expr<U, V> val2_type;
  2088.   __gmp_binary_expr<val1_type, val2_type, Op> expr;
  2089. public:
  2090.   __gmp_expr(const val1_type &val1, const val2_type &val2)
  2091.     : expr(val1, val2) { }
  2092.   void eval(typename __gmp_resolve_expr<T>::ptr_type p) const
  2093.   {
  2094.     __gmp_expr<T, T> temp(expr.val2);
  2095.     Op::eval(p, expr.val1.__get_mp(), temp.__get_mp());
  2096.   }
  2097.   void eval(typename __gmp_resolve_expr<T>::ptr_type p,
  2098.     mp_bitcnt_t prec) const
  2099.   {
  2100.     __gmp_expr<T, T> temp(expr.val2, prec);
  2101.     Op::eval(p, expr.val1.__get_mp(), temp.__get_mp());
  2102.   }
  2103.   const val1_type & get_val1() const { return expr.val1; }
  2104.   const val2_type & get_val2() const { return expr.val2; }
  2105.   unsigned long int get_prec() const
  2106.   {
  2107.     mp_bitcnt_t prec1 = expr.val1.get_prec(),
  2108.       prec2 = expr.val2.get_prec();
  2109.     return (prec1 > prec2) ? prec1 : prec2;
  2110.   }
  2111. };
  2112. template <class T, class U, class V, class Op>
  2113. class __gmp_expr
  2114. <T, __gmp_binary_expr<__gmp_expr<U, V>, __gmp_expr<T, T>, Op> >
  2115. {
  2116. private:
  2117.   typedef __gmp_expr<U, V> val1_type;
  2118.   typedef __gmp_expr<T, T> val2_type;
  2119.   __gmp_binary_expr<val1_type, val2_type, Op> expr;
  2120. public:
  2121.   __gmp_expr(const val1_type &val1, const val2_type &val2)
  2122.     : expr(val1, val2) { }
  2123.   void eval(typename __gmp_resolve_expr<T>::ptr_type p) const
  2124.   {
  2125.     __gmp_expr<T, T> temp(expr.val1);
  2126.     Op::eval(p, temp.__get_mp(), expr.val2.__get_mp());
  2127.   }
  2128.   void eval(typename __gmp_resolve_expr<T>::ptr_type p,
  2129.     mp_bitcnt_t prec) const
  2130.   {
  2131.     __gmp_expr<T, T> temp(expr.val1, prec);
  2132.     Op::eval(p, temp.__get_mp(), expr.val2.__get_mp());
  2133.   }
  2134.   const val1_type & get_val1() const { return expr.val1; }
  2135.   const val2_type & get_val2() const { return expr.val2; }
  2136.   unsigned long int get_prec() const
  2137.   {
  2138.     mp_bitcnt_t prec1 = expr.val1.get_prec(),
  2139.       prec2 = expr.val2.get_prec();
  2140.     return (prec1 > prec2) ? prec1 : prec2;
  2141.   }
  2142. };
  2143. template <class T, class U, class Op>
  2144. class __gmp_expr
  2145. <T, __gmp_binary_expr<__gmp_expr<T, T>, __gmp_expr<T, U>, Op> >
  2146. {
  2147. private:
  2148.   typedef __gmp_expr<T, T> val1_type;
  2149.   typedef __gmp_expr<T, U> val2_type;
  2150.   __gmp_binary_expr<val1_type, val2_type, Op> expr;
  2151. public:
  2152.   __gmp_expr(const val1_type &val1, const val2_type &val2)
  2153.     : expr(val1, val2) { }
  2154.   void eval(typename __gmp_resolve_expr<T>::ptr_type p) const
  2155.   {
  2156.     __gmp_expr<T, T> temp(expr.val2);
  2157.     Op::eval(p, expr.val1.__get_mp(), temp.__get_mp());
  2158.   }
  2159.   void eval(typename __gmp_resolve_expr<T>::ptr_type p,
  2160.     mp_bitcnt_t prec) const
  2161.   {
  2162.     __gmp_expr<T, T> temp(expr.val2, prec);
  2163.     Op::eval(p, expr.val1.__get_mp(), temp.__get_mp());
  2164.   }
  2165.   const val1_type & get_val1() const { return expr.val1; }
  2166.   const val2_type & get_val2() const { return expr.val2; }
  2167.   unsigned long int get_prec() const
  2168.   {
  2169.     mp_bitcnt_t prec1 = expr.val1.get_prec(),
  2170.       prec2 = expr.val2.get_prec();
  2171.     return (prec1 > prec2) ? prec1 : prec2;
  2172.   }
  2173. };
  2174. template <class T, class U, class Op>
  2175. class __gmp_expr
  2176. <T, __gmp_binary_expr<__gmp_expr<T, U>, __gmp_expr<T, T>, Op> >
  2177. {
  2178. private:
  2179.   typedef __gmp_expr<T, U> val1_type;
  2180.   typedef __gmp_expr<T, T> val2_type;
  2181.   __gmp_binary_expr<val1_type, val2_type, Op> expr;
  2182. public:
  2183.   __gmp_expr(const val1_type &val1, const val2_type &val2)
  2184.     : expr(val1, val2) { }
  2185.   void eval(typename __gmp_resolve_expr<T>::ptr_type p) const
  2186.   {
  2187.     __gmp_expr<T, T> temp(expr.val1);
  2188.     Op::eval(p, temp.__get_mp(), expr.val2.__get_mp());
  2189.   }
  2190.   void eval(typename __gmp_resolve_expr<T>::ptr_type p,
  2191.     mp_bitcnt_t prec) const
  2192.   {
  2193.     __gmp_expr<T, T> temp(expr.val1, prec);
  2194.     Op::eval(p, temp.__get_mp(), expr.val2.__get_mp());
  2195.   }
  2196.   const val1_type & get_val1() const { return expr.val1; }
  2197.   const val2_type & get_val2() const { return expr.val2; }
  2198.   unsigned long int get_prec() const
  2199.   {
  2200.     mp_bitcnt_t prec1 = expr.val1.get_prec(),
  2201.       prec2 = expr.val2.get_prec();
  2202.     return (prec1 > prec2) ? prec1 : prec2;
  2203.   }
  2204. };
  2205. // one argument is a subexpression, one is a built-in
  2206. template <class T, class U, class V, class Op>
  2207. class __gmp_expr<T, __gmp_binary_expr<__gmp_expr<T, U>, V, Op> >
  2208. {
  2209. private:
  2210.   typedef __gmp_expr<T, U> val1_type;
  2211.   typedef V val2_type;
  2212.   __gmp_binary_expr<val1_type, val2_type, Op> expr;
  2213. public:
  2214.   __gmp_expr(const val1_type &val1, const val2_type &val2)
  2215.     : expr(val1, val2) { }
  2216.   void eval(typename __gmp_resolve_expr<T>::ptr_type p) const
  2217.   {
  2218.     __gmp_expr<T, T> temp(expr.val1);
  2219.     Op::eval(p, temp.__get_mp(), expr.val2);
  2220.   }
  2221.   void eval(typename __gmp_resolve_expr<T>::ptr_type p,
  2222.     mp_bitcnt_t prec) const
  2223.   {
  2224.     __gmp_expr<T, T> temp(expr.val1, prec);
  2225.     Op::eval(p, temp.__get_mp(), expr.val2);
  2226.   }
  2227.   const val1_type & get_val1() const { return expr.val1; }
  2228.   const val2_type & get_val2() const { return expr.val2; }
  2229.   unsigned long int get_prec() const { return expr.val1.get_prec(); }
  2230. };
  2231. template <class T, class U, class V, class Op>
  2232. class __gmp_expr<T, __gmp_binary_expr<U, __gmp_expr<T, V>, Op> >
  2233. {
  2234. private:
  2235.   typedef U val1_type;
  2236.   typedef __gmp_expr<T, V> val2_type;
  2237.   __gmp_binary_expr<val1_type, val2_type, Op> expr;
  2238. public:
  2239.   __gmp_expr(const val1_type &val1, const val2_type &val2)
  2240.     : expr(val1, val2) { }
  2241.   void eval(typename __gmp_resolve_expr<T>::ptr_type p) const
  2242.   {
  2243.     __gmp_expr<T, T> temp(expr.val2);
  2244.     Op::eval(p, expr.val1, temp.__get_mp());
  2245.   }
  2246.   void eval(typename __gmp_resolve_expr<T>::ptr_type p,
  2247.     mp_bitcnt_t prec) const
  2248.   {
  2249.     __gmp_expr<T, T> temp(expr.val2, prec);
  2250.     Op::eval(p, expr.val1, temp.__get_mp());
  2251.   }
  2252.   const val1_type & get_val1() const { return expr.val1; }
  2253.   const val2_type & get_val2() const { return expr.val2; }
  2254.   unsigned long int get_prec() const { return expr.val2.get_prec(); }
  2255. };
  2256. // both arguments are subexpressions
  2257. template <class T, class U, class V, class W, class Op>
  2258. class __gmp_expr
  2259. <T, __gmp_binary_expr<__gmp_expr<T, U>, __gmp_expr<V, W>, Op> >
  2260. {
  2261. private:
  2262.   typedef __gmp_expr<T, U> val1_type;
  2263.   typedef __gmp_expr<V, W> val2_type;
  2264.   __gmp_binary_expr<val1_type, val2_type, Op> expr;
  2265. public:
  2266.   __gmp_expr(const val1_type &val1, const val2_type &val2)
  2267.     : expr(val1, val2) { }
  2268.   void eval(typename __gmp_resolve_expr<T>::ptr_type p) const
  2269.   {
  2270.     __gmp_expr<T, T> temp1(expr.val1), temp2(expr.val2);
  2271.     Op::eval(p, temp1.__get_mp(), temp2.__get_mp());
  2272.   }
  2273.   void eval(typename __gmp_resolve_expr<T>::ptr_type p,
  2274.     mp_bitcnt_t prec) const
  2275.   {
  2276.     __gmp_expr<T, T> temp1(expr.val1, prec), temp2(expr.val2, prec);
  2277.     Op::eval(p, temp1.__get_mp(), temp2.__get_mp());
  2278.   }
  2279.   const val1_type & get_val1() const { return expr.val1; }
  2280.   const val2_type & get_val2() const { return expr.val2; }
  2281.   unsigned long int get_prec() const
  2282.   {
  2283.     mp_bitcnt_t prec1 = expr.val1.get_prec(),
  2284.       prec2 = expr.val2.get_prec();
  2285.     return (prec1 > prec2) ? prec1 : prec2;
  2286.   }
  2287. };
  2288. template <class T, class U, class V, class W, class Op>
  2289. class __gmp_expr
  2290. <T, __gmp_binary_expr<__gmp_expr<U, V>, __gmp_expr<T, W>, Op> >
  2291. {
  2292. private:
  2293.   typedef __gmp_expr<U, V> val1_type;
  2294.   typedef __gmp_expr<T, W> val2_type;
  2295.   __gmp_binary_expr<val1_type, val2_type, Op> expr;
  2296. public:
  2297.   __gmp_expr(const val1_type &val1, const val2_type &val2)
  2298.     : expr(val1, val2) { }
  2299.   void eval(typename __gmp_resolve_expr<T>::ptr_type p) const
  2300.   {
  2301.     __gmp_expr<T, T> temp1(expr.val1), temp2(expr.val2);
  2302.     Op::eval(p, temp1.__get_mp(), temp2.__get_mp());
  2303.   }
  2304.   void eval(typename __gmp_resolve_expr<T>::ptr_type p,
  2305.     mp_bitcnt_t prec) const
  2306.   {
  2307.     __gmp_expr<T, T> temp1(expr.val1, prec), temp2(expr.val2, prec);
  2308.     Op::eval(p, temp1.__get_mp(), temp2.__get_mp());
  2309.   }
  2310.   const val1_type & get_val1() const { return expr.val1; }
  2311.   const val2_type & get_val2() const { return expr.val2; }
  2312.   unsigned long int get_prec() const
  2313.   {
  2314.     mp_bitcnt_t prec1 = expr.val1.get_prec(),
  2315.       prec2 = expr.val2.get_prec();
  2316.     return (prec1 > prec2) ? prec1 : prec2;
  2317.   }
  2318. };
  2319. template <class T, class U, class V, class Op>
  2320. class __gmp_expr
  2321. <T, __gmp_binary_expr<__gmp_expr<T, U>, __gmp_expr<T, V>, Op> >
  2322. {
  2323. private:
  2324.   typedef __gmp_expr<T, U> val1_type;
  2325.   typedef __gmp_expr<T, V> val2_type;
  2326.   __gmp_binary_expr<val1_type, val2_type, Op> expr;
  2327. public:
  2328.   __gmp_expr(const val1_type &val1, const val2_type &val2)
  2329.     : expr(val1, val2) { }
  2330.   void eval(typename __gmp_resolve_expr<T>::ptr_type p) const
  2331.   {
  2332.     __gmp_expr<T, T> temp1(expr.val1), temp2(expr.val2);
  2333.     Op::eval(p, temp1.__get_mp(), temp2.__get_mp());
  2334.   }
  2335.   void eval(typename __gmp_resolve_expr<T>::ptr_type p,
  2336.     mp_bitcnt_t prec) const
  2337.   {
  2338.     __gmp_expr<T, T> temp1(expr.val1, prec), temp2(expr.val2, prec);
  2339.     Op::eval(p, temp1.__get_mp(), temp2.__get_mp());
  2340.   }
  2341.   const val1_type & get_val1() const { return expr.val1; }
  2342.   const val2_type & get_val2() const { return expr.val2; }
  2343.   unsigned long int get_prec() const
  2344.   {
  2345.     mp_bitcnt_t prec1 = expr.val1.get_prec(),
  2346.       prec2 = expr.val2.get_prec();
  2347.     return (prec1 > prec2) ? prec1 : prec2;
  2348.   }
  2349. };
  2350. /**************** Special cases ****************/
  2351. /* Some operations (i.e., add and subtract) with mixed mpz/mpq arguments
  2352.    can be done directly without first converting the mpz to mpq.
  2353.    Appropriate specializations of __gmp_expr are required. */
  2354. #define __GMPZQ_DEFINE_EXPR(eval_fun)                                       
  2355.                                                                             
  2356. template <>                                                                 
  2357. class __gmp_expr<mpq_t, __gmp_binary_expr<mpz_class, mpq_class, eval_fun> > 
  2358. {                                                                           
  2359. private:                                                                    
  2360.   typedef mpz_class val1_type;                                              
  2361.   typedef mpq_class val2_type;                                              
  2362.                                                                             
  2363.   __gmp_binary_expr<val1_type, val2_type, eval_fun> expr;                   
  2364. public:                                                                     
  2365.   __gmp_expr(const val1_type &val1, const val2_type &val2)                  
  2366.     : expr(val1, val2) { }                                                  
  2367.   void eval(mpq_ptr q) const                                                
  2368.   { eval_fun::eval(q, expr.val1.get_mpz_t(), expr.val2.get_mpq_t()); }      
  2369.   const val1_type & get_val1() const { return expr.val1; }                  
  2370.   const val2_type & get_val2() const { return expr.val2; }                  
  2371.   unsigned long int get_prec() const { return mpf_get_default_prec(); }     
  2372. };                                                                          
  2373.                                                                             
  2374. template <>                                                                 
  2375. class __gmp_expr<mpq_t, __gmp_binary_expr<mpq_class, mpz_class, eval_fun> > 
  2376. {                                                                           
  2377. private:                                                                    
  2378.   typedef mpq_class val1_type;                                              
  2379.   typedef mpz_class val2_type;                                              
  2380.                                                                             
  2381.   __gmp_binary_expr<val1_type, val2_type, eval_fun> expr;                   
  2382. public:                                                                     
  2383.   __gmp_expr(const val1_type &val1, const val2_type &val2)                  
  2384.     : expr(val1, val2) { }                                                  
  2385.   void eval(mpq_ptr q) const                                                
  2386.   { eval_fun::eval(q, expr.val1.get_mpq_t(), expr.val2.get_mpz_t()); }      
  2387.   const val1_type & get_val1() const { return expr.val1; }                  
  2388.   const val2_type & get_val2() const { return expr.val2; }                  
  2389.   unsigned long int get_prec() const { return mpf_get_default_prec(); }     
  2390. };                                                                          
  2391.                                                                             
  2392. template <class T>                                                          
  2393. class __gmp_expr                                                            
  2394. <mpq_t, __gmp_binary_expr<mpz_class, __gmp_expr<mpq_t, T>, eval_fun> >      
  2395. {                                                                           
  2396. private:                                                                    
  2397.   typedef mpz_class val1_type;                                              
  2398.   typedef __gmp_expr<mpq_t, T> val2_type;                                   
  2399.                                                                             
  2400.   __gmp_binary_expr<val1_type, val2_type, eval_fun> expr;                   
  2401. public:                                                                     
  2402.   __gmp_expr(const val1_type &val1, const val2_type &val2)                  
  2403.     : expr(val1, val2) { }                                                  
  2404.   void eval(mpq_ptr q) const                                                
  2405.   {                                                                         
  2406.     mpq_class temp(expr.val2);                                              
  2407.     eval_fun::eval(q, expr.val1.get_mpz_t(), temp.get_mpq_t());             
  2408.   }                                                                         
  2409.   const val1_type & get_val1() const { return expr.val1; }                  
  2410.   const val2_type & get_val2() const { return expr.val2; }                  
  2411.   unsigned long int get_prec() const { return mpf_get_default_prec(); }     
  2412. };                                                                          
  2413.                                                                             
  2414. template <class T>                                                          
  2415. class __gmp_expr                                                            
  2416. <mpq_t, __gmp_binary_expr<mpq_class, __gmp_expr<mpz_t, T>, eval_fun> >      
  2417. {                                                                           
  2418. private:                                                                    
  2419.   typedef mpq_class val1_type;                                              
  2420.   typedef __gmp_expr<mpz_t, T> val2_type;                                   
  2421.                                                                             
  2422.   __gmp_binary_expr<val1_type, val2_type, eval_fun> expr;                   
  2423. public:                                                                     
  2424.   __gmp_expr(const val1_type &val1, const val2_type &val2)                  
  2425.     : expr(val1, val2) { }                                                  
  2426.   void eval(mpq_ptr q) const                                                
  2427.   {                                                                         
  2428.     mpz_class temp(expr.val2);                                              
  2429.     eval_fun::eval(q, expr.val1.get_mpq_t(), temp.get_mpz_t());             
  2430.   }                                                                         
  2431.   const val1_type & get_val1() const { return expr.val1; }                  
  2432.   const val2_type & get_val2() const { return expr.val2; }                  
  2433.   unsigned long int get_prec() const { return mpf_get_default_prec(); }     
  2434. };                                                                          
  2435.                                                                             
  2436. template <class T>                                                          
  2437. class __gmp_expr                                                            
  2438. <mpq_t, __gmp_binary_expr<__gmp_expr<mpz_t, T>, mpq_class, eval_fun> >      
  2439. {                                                                           
  2440. private:                                                                    
  2441.   typedef __gmp_expr<mpz_t, T> val1_type;                                   
  2442.   typedef mpq_class val2_type;                                              
  2443.                                                                             
  2444.   __gmp_binary_expr<val1_type, val2_type, eval_fun> expr;                   
  2445. public:                                                                     
  2446.   __gmp_expr(const val1_type &val1, const val2_type &val2)                  
  2447.     : expr(val1, val2) { }                                                  
  2448.   void eval(mpq_ptr q) const                                                
  2449.   {                                                                         
  2450.     mpz_class temp(expr.val1);                                              
  2451.     eval_fun::eval(q, temp.get_mpz_t(), expr.val2.get_mpq_t());             
  2452.   }                                                                         
  2453.   const val1_type & get_val1() const { return expr.val1; }                  
  2454.   const val2_type & get_val2() const { return expr.val2; }                  
  2455.   unsigned long int get_prec() const { return mpf_get_default_prec(); }     
  2456. };                                                                          
  2457.                                                                             
  2458. template <class T>                                                          
  2459. class __gmp_expr                                                            
  2460. <mpq_t, __gmp_binary_expr<__gmp_expr<mpq_t, T>, mpz_class, eval_fun> >      
  2461. {                                                                           
  2462. private:                                                                    
  2463.   typedef __gmp_expr<mpq_t, T> val1_type;                                   
  2464.   typedef mpz_class val2_type;                                              
  2465.                                                                             
  2466.   __gmp_binary_expr<val1_type, val2_type, eval_fun> expr;                   
  2467. public:                                                                     
  2468.   __gmp_expr(const val1_type &val1, const val2_type &val2)                  
  2469.     : expr(val1, val2) { }                                                  
  2470.   void eval(mpq_ptr q) const                                                
  2471.   {                                                                         
  2472.     mpq_class temp(expr.val1);                                              
  2473.     eval_fun::eval(q, temp.get_mpq_t(), expr.val2.get_mpz_t());             
  2474.   }                                                                         
  2475.   const val1_type & get_val1() const { return expr.val1; }                  
  2476.   const val2_type & get_val2() const { return expr.val2; }                  
  2477.   unsigned long int get_prec() const { return mpf_get_default_prec(); }     
  2478. };                                                                          
  2479.                                                                             
  2480. template <class T, class U>                                                 
  2481. class __gmp_expr<mpq_t, __gmp_binary_expr                                   
  2482. <__gmp_expr<mpz_t, T>, __gmp_expr<mpq_t, U>, eval_fun> >                    
  2483. {                                                                           
  2484. private:                                                                    
  2485.   typedef __gmp_expr<mpz_t, T> val1_type;                                   
  2486.   typedef __gmp_expr<mpq_t, U> val2_type;                                   
  2487.                                                                             
  2488.   __gmp_binary_expr<val1_type, val2_type, eval_fun> expr;                   
  2489. public:                                                                     
  2490.   __gmp_expr(const val1_type &val1, const val2_type &val2)                  
  2491.     : expr(val1, val2) { }                                                  
  2492.   void eval(mpq_ptr q) const                                                
  2493.   {                                                                         
  2494.     mpz_class temp1(expr.val1);                                             
  2495.     mpq_class temp2(expr.val2);                                             
  2496.     eval_fun::eval(q, temp1.get_mpz_t(), temp2.get_mpq_t());                
  2497.   }                                                                         
  2498.   const val1_type & get_val1() const { return expr.val1; }                  
  2499.   const val2_type & get_val2() const { return expr.val2; }                  
  2500.   unsigned long int get_prec() const { return mpf_get_default_prec(); }     
  2501. };                                                                          
  2502.                                                                             
  2503. template <class T, class U>                                                 
  2504. class __gmp_expr<mpq_t, __gmp_binary_expr                                   
  2505. <__gmp_expr<mpq_t, T>, __gmp_expr<mpz_t, U>, eval_fun> >                    
  2506. {                                                                           
  2507. private:                                                                    
  2508.   typedef __gmp_expr<mpq_t, T> val1_type;                                   
  2509.   typedef __gmp_expr<mpz_t, U> val2_type;                                   
  2510.                                                                             
  2511.   __gmp_binary_expr<val1_type, val2_type, eval_fun> expr;                   
  2512. public:                                                                     
  2513.   __gmp_expr(const val1_type &val1, const val2_type &val2)                  
  2514.     : expr(val1, val2) { }                                                  
  2515.   void eval(mpq_ptr q) const                                                
  2516.   {                                                                         
  2517.     mpq_class temp1(expr.val1);                                             
  2518.     mpz_class temp2(expr.val2);                                             
  2519.     eval_fun::eval(q, temp1.get_mpq_t(), temp2.get_mpz_t());                
  2520.   }                                                                         
  2521.   const val1_type & get_val1() const { return expr.val1; }                  
  2522.   const val2_type & get_val2() const { return expr.val2; }                  
  2523.   unsigned long int get_prec() const { return mpf_get_default_prec(); }     
  2524. };
  2525. __GMPZQ_DEFINE_EXPR(__gmp_binary_plus)
  2526. __GMPZQ_DEFINE_EXPR(__gmp_binary_minus)
  2527. /**************** Macros for defining functions ****************/
  2528. /* Results of operators and functions are instances of __gmp_expr<T, U>.
  2529.    T determines the numerical type of the expression: it can be either
  2530.    mpz_t, mpq_t, or mpf_t.  When the arguments of a binary
  2531.    expression have different numerical types, __gmp_resolve_expr is used
  2532.    to determine the "larger" type.
  2533.    U is either __gmp_unary_expr<V, Op> or __gmp_binary_expr<V, W, Op>,
  2534.    where V and W are the arguments' types -- they can in turn be
  2535.    expressions, thus allowing to build compound expressions to any
  2536.    degree of complexity.
  2537.    Op is a function object that must have an eval() method accepting
  2538.    appropriate arguments.
  2539.    Actual evaluation of a __gmp_expr<T, U> object is done when it gets
  2540.    assigned to an mp*_class ("lazy" evaluation): this is done by calling
  2541.    its eval() method. */
  2542. // non-member unary operators and functions
  2543. #define __GMP_DEFINE_UNARY_FUNCTION(fun, eval_fun)                           
  2544.                                                                              
  2545. template <class T, class U>                                                  
  2546. inline __gmp_expr<T, __gmp_unary_expr<__gmp_expr<T, U>, eval_fun> >          
  2547. fun(const __gmp_expr<T, U> &expr)                                            
  2548. {                                                                            
  2549.   return __gmp_expr<T, __gmp_unary_expr<__gmp_expr<T, U>, eval_fun> >(expr); 
  2550. }
  2551. #define __GMP_DEFINE_UNARY_TYPE_FUNCTION(type, fun, eval_fun) 
  2552.                                                               
  2553. template <class T, class U>                                   
  2554. inline type fun(const __gmp_expr<T, U> &expr)                 
  2555. {                                                             
  2556.   typename __gmp_resolve_temp<T, T, U>::temp_type temp(expr); 
  2557.   return eval_fun::eval(temp.__get_mp());                     
  2558. }
  2559. // non-member binary operators and functions
  2560. #define __GMPP_DEFINE_BINARY_FUNCTION(fun, eval_fun)                   
  2561.                                                                        
  2562. template <class T, class U, class V, class W>                          
  2563. inline __gmp_expr<typename __gmp_resolve_expr<T, V>::value_type,       
  2564. __gmp_binary_expr<__gmp_expr<T, U>, __gmp_expr<V, W>, eval_fun> >      
  2565. fun(const __gmp_expr<T, U> &expr1, const __gmp_expr<V, W> &expr2)      
  2566. {                                                                      
  2567.   return __gmp_expr<typename __gmp_resolve_expr<T, V>::value_type,     
  2568.      __gmp_binary_expr<__gmp_expr<T, U>, __gmp_expr<V, W>, eval_fun> > 
  2569.     (expr1, expr2);                                                    
  2570. }
  2571. #define __GMPNN_DEFINE_BINARY_FUNCTION(fun, eval_fun, type, bigtype)       
  2572.                                                                            
  2573. template <class T, class U>                                                
  2574. inline __gmp_expr                                                          
  2575. <T, __gmp_binary_expr<__gmp_expr<T, U>, bigtype, eval_fun> >               
  2576. fun(const __gmp_expr<T, U> &expr, type t)                                  
  2577. {                                                                          
  2578.   return __gmp_expr                                                        
  2579.     <T, __gmp_binary_expr<__gmp_expr<T, U>, bigtype, eval_fun> >(expr, t); 
  2580. }                                                                          
  2581.                                                                            
  2582. template <class T, class U>                                                
  2583. inline __gmp_expr                                                          
  2584. <T, __gmp_binary_expr<bigtype, __gmp_expr<T, U>, eval_fun> >               
  2585. fun(type t, const __gmp_expr<T, U> &expr)                                  
  2586. {                                                                          
  2587.   return __gmp_expr                                                        
  2588.     <T, __gmp_binary_expr<bigtype, __gmp_expr<T, U>, eval_fun> >(t, expr); 
  2589. }
  2590. #define __GMPNS_DEFINE_BINARY_FUNCTION(fun, eval_fun, type)          
  2591. __GMPNN_DEFINE_BINARY_FUNCTION(fun, eval_fun, type, signed long int)
  2592. #define __GMPNU_DEFINE_BINARY_FUNCTION(fun, eval_fun, type)            
  2593. __GMPNN_DEFINE_BINARY_FUNCTION(fun, eval_fun, type, unsigned long int)
  2594. #define __GMPND_DEFINE_BINARY_FUNCTION(fun, eval_fun, type) 
  2595. __GMPNN_DEFINE_BINARY_FUNCTION(fun, eval_fun, type, double)
  2596. #define __GMPNLD_DEFINE_BINARY_FUNCTION(fun, eval_fun, type)     
  2597. __GMPNN_DEFINE_BINARY_FUNCTION(fun, eval_fun, type, long double)
  2598. #define __GMPN_DEFINE_BINARY_FUNCTION(fun, eval_fun)              
  2599. __GMPNS_DEFINE_BINARY_FUNCTION(fun, eval_fun, signed char)        
  2600. __GMPNU_DEFINE_BINARY_FUNCTION(fun, eval_fun, unsigned char)      
  2601. __GMPNS_DEFINE_BINARY_FUNCTION(fun, eval_fun, signed int)         
  2602. __GMPNU_DEFINE_BINARY_FUNCTION(fun, eval_fun, unsigned int)       
  2603. __GMPNS_DEFINE_BINARY_FUNCTION(fun, eval_fun, signed short int)   
  2604. __GMPNU_DEFINE_BINARY_FUNCTION(fun, eval_fun, unsigned short int) 
  2605. __GMPNS_DEFINE_BINARY_FUNCTION(fun, eval_fun, signed long int)    
  2606. __GMPNU_DEFINE_BINARY_FUNCTION(fun, eval_fun, unsigned long int)  
  2607. __GMPND_DEFINE_BINARY_FUNCTION(fun, eval_fun, float)              
  2608. __GMPND_DEFINE_BINARY_FUNCTION(fun, eval_fun, double)             
  2609. __GMPNLD_DEFINE_BINARY_FUNCTION(fun, eval_fun, long double)
  2610. #define __GMP_DEFINE_BINARY_FUNCTION(fun, eval_fun) 
  2611. __GMPP_DEFINE_BINARY_FUNCTION(fun, eval_fun)        
  2612. __GMPN_DEFINE_BINARY_FUNCTION(fun, eval_fun)
  2613. #define __GMP_DEFINE_BINARY_FUNCTION_UI(fun, eval_fun)                 
  2614.                                                                        
  2615. template <class T, class U>                                            
  2616. inline __gmp_expr                                                      
  2617. <T, __gmp_binary_expr<__gmp_expr<T, U>, unsigned long int, eval_fun> > 
  2618. fun(const __gmp_expr<T, U> &expr, unsigned long int l)                 
  2619. {                                                                      
  2620.   return __gmp_expr<T, __gmp_binary_expr                               
  2621.     <__gmp_expr<T, U>, unsigned long int, eval_fun> >(expr, l);        
  2622. }
  2623. #define __GMPP_DEFINE_BINARY_TYPE_FUNCTION(type, fun, eval_fun)         
  2624.                                                                         
  2625. template <class T, class U, class V, class W>                           
  2626. inline type fun(const __gmp_expr<T, U> &expr1,                          
  2627. const __gmp_expr<V, W> &expr2)                          
  2628. {                                                                       
  2629.   typedef typename __gmp_resolve_expr<T, V>::value_type eval_type;      
  2630.   typename __gmp_resolve_temp<eval_type, T, U>::temp_type temp1(expr1); 
  2631.   typename __gmp_resolve_temp<eval_type, V, W>::temp_type temp2(expr2); 
  2632.   return eval_fun::eval(temp1.__get_mp(), temp2.__get_mp());            
  2633. }
  2634. #define __GMPNN_DEFINE_BINARY_TYPE_FUNCTION(type, fun, eval_fun,   
  2635.     type2, bigtype)        
  2636.                                                                    
  2637. template <class T, class U>                                        
  2638. inline type fun(const __gmp_expr<T, U> &expr, type2 t)             
  2639. {                                                                  
  2640.   typename __gmp_resolve_temp<T, T, U>::temp_type temp(expr);      
  2641.   return eval_fun::eval(temp.__get_mp(), static_cast<bigtype>(t)); 
  2642. }                                                                  
  2643.                                                                    
  2644. template <class T, class U>                                        
  2645. inline type fun(type2 t, const __gmp_expr<T, U> &expr)             
  2646. {                                                                  
  2647.   typename __gmp_resolve_temp<T, T, U>::temp_type temp(expr);      
  2648.   return eval_fun::eval(static_cast<bigtype>(t), temp.__get_mp()); 
  2649. }
  2650. #define __GMPNS_DEFINE_BINARY_TYPE_FUNCTION(type, fun, eval_fun, type2) 
  2651. __GMPNN_DEFINE_BINARY_TYPE_FUNCTION(type, fun, eval_fun,                
  2652.     type2, signed long int)
  2653. #define __GMPNU_DEFINE_BINARY_TYPE_FUNCTION(type, fun, eval_fun, type2) 
  2654. __GMPNN_DEFINE_BINARY_TYPE_FUNCTION(type, fun, eval_fun,                
  2655.     type2, unsigned long int)
  2656. #define __GMPND_DEFINE_BINARY_TYPE_FUNCTION(type, fun, eval_fun, type2) 
  2657. __GMPNN_DEFINE_BINARY_TYPE_FUNCTION(type, fun, eval_fun, type2, double)
  2658. #define __GMPNLD_DEFINE_BINARY_TYPE_FUNCTION(type, fun, eval_fun, type2)     
  2659. __GMPNN_DEFINE_BINARY_TYPE_FUNCTION(type, fun, eval_fun, type2, long double)
  2660. #define __GMPN_DEFINE_BINARY_TYPE_FUNCTION(type, fun, eval_fun)              
  2661. __GMPNS_DEFINE_BINARY_TYPE_FUNCTION(type, fun, eval_fun, signed char)        
  2662. __GMPNU_DEFINE_BINARY_TYPE_FUNCTION(type, fun, eval_fun, unsigned char)      
  2663. __GMPNS_DEFINE_BINARY_TYPE_FUNCTION(type, fun, eval_fun, signed int)         
  2664. __GMPNU_DEFINE_BINARY_TYPE_FUNCTION(type, fun, eval_fun, unsigned int)       
  2665. __GMPNS_DEFINE_BINARY_TYPE_FUNCTION(type, fun, eval_fun, signed short int)   
  2666. __GMPNU_DEFINE_BINARY_TYPE_FUNCTION(type, fun, eval_fun, unsigned short int) 
  2667. __GMPNS_DEFINE_BINARY_TYPE_FUNCTION(type, fun, eval_fun, signed long int)    
  2668. __GMPNU_DEFINE_BINARY_TYPE_FUNCTION(type, fun, eval_fun, unsigned long int)  
  2669. __GMPND_DEFINE_BINARY_TYPE_FUNCTION(type, fun, eval_fun, float)              
  2670. __GMPND_DEFINE_BINARY_TYPE_FUNCTION(type, fun, eval_fun, double)             
  2671. __GMPNLD_DEFINE_BINARY_TYPE_FUNCTION(type, fun, eval_fun, long double)
  2672. #define __GMP_DEFINE_BINARY_TYPE_FUNCTION(type, fun, eval_fun) 
  2673. __GMPP_DEFINE_BINARY_TYPE_FUNCTION(type, fun, eval_fun)        
  2674. __GMPN_DEFINE_BINARY_TYPE_FUNCTION(type, fun, eval_fun)
  2675. // member operators
  2676. #define __GMPP_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR(type, fun, eval_fun)                 
  2677.                                                                              
  2678. template <class T, class U>                                                  
  2679. inline type##_class & type##_class::fun(const __gmp_expr<T, U> &expr)        
  2680. {                                                                            
  2681.   __gmp_set_expr(mp, __gmp_expr<type##_t, __gmp_binary_expr                  
  2682.  <type##_class, __gmp_expr<T, U>, eval_fun> >(*this, expr)); 
  2683.   return *this;                                                              
  2684. }
  2685. #define __GMPNN_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR(type, fun, eval_fun,    
  2686.  type2, bigtype)         
  2687.                                                                  
  2688. inline type##_class & type##_class::fun(type2 t)                 
  2689. {                                                                
  2690.   __gmp_set_expr(mp, __gmp_expr<type##_t, __gmp_binary_expr      
  2691.  <type##_class, bigtype, eval_fun> >(*this, t)); 
  2692.   return *this;                                                  
  2693. }
  2694. #define __GMPNS_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR(type, fun, eval_fun, type2) 
  2695. __GMPNN_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR(type, fun, eval_fun,                
  2696.  type2, signed long int)
  2697. #define __GMPNU_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR(type, fun, eval_fun, type2) 
  2698. __GMPNN_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR(type, fun, eval_fun,                
  2699.  type2, unsigned long int)
  2700. #define __GMPND_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR(type, fun, eval_fun, type2) 
  2701. __GMPNN_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR(type, fun, eval_fun, type2, double)
  2702. #define __GMPNLD_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR(type, fun, eval_fun, type2)     
  2703. __GMPNN_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR(type, fun, eval_fun, type2, long double)
  2704. #define __GMPN_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR(type, fun, eval_fun)              
  2705. __GMPNS_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR(type, fun, eval_fun, signed char)        
  2706. __GMPNU_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR(type, fun, eval_fun, unsigned char)      
  2707. __GMPNS_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR(type, fun, eval_fun, signed int)         
  2708. __GMPNU_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR(type, fun, eval_fun, unsigned int)       
  2709. __GMPNS_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR(type, fun, eval_fun, signed short int)   
  2710. __GMPNU_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR(type, fun, eval_fun, unsigned short int) 
  2711. __GMPNS_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR(type, fun, eval_fun, signed long int)    
  2712. __GMPNU_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR(type, fun, eval_fun, unsigned long int)  
  2713. __GMPND_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR(type, fun, eval_fun, float)              
  2714. __GMPND_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR(type, fun, eval_fun, double)             
  2715. /* __GMPNLD_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR(type, fun, eval_fun, long double) */
  2716. #define __GMP_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR(type, fun, eval_fun) 
  2717. __GMPP_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR(type, fun, eval_fun)        
  2718. __GMPN_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR(type, fun, eval_fun)
  2719. #define __GMPZ_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR(fun, eval_fun) 
  2720. __GMP_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR(mpz, fun, eval_fun)
  2721. #define __GMPQ_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR(fun, eval_fun) 
  2722. __GMP_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR(mpq, fun, eval_fun)
  2723. #define __GMPF_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR(fun, eval_fun) 
  2724. __GMP_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR(mpf, fun, eval_fun)
  2725. #define __GMP_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR_UI(type, fun, eval_fun)  
  2726.                                                                 
  2727. inline type##_class & type##_class::fun(unsigned long int l)    
  2728. {                                                               
  2729.   __gmp_set_expr(mp, __gmp_expr<type##_t, __gmp_binary_expr     
  2730.     <type##_class, unsigned long int, eval_fun> >(*this, l));   
  2731.   return *this;                                                 
  2732. }
  2733. #define __GMPZ_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR_UI(fun, eval_fun) 
  2734. __GMP_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR_UI(mpz, fun, eval_fun)
  2735. #define __GMPQ_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR_UI(fun, eval_fun) 
  2736. __GMP_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR_UI(mpq, fun, eval_fun)
  2737. #define __GMPF_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR_UI(fun, eval_fun) 
  2738. __GMP_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR_UI(mpf, fun, eval_fun)
  2739. #define __GMP_DEFINE_INCREMENT_OPERATOR(type, fun, eval_fun) 
  2740.                                                              
  2741. inline type##_class & type##_class::fun()                    
  2742. {                                                            
  2743.   eval_fun::eval(mp);                                        
  2744.   return *this;                                              
  2745. }                                                            
  2746.                                                              
  2747. inline type##_class type##_class::fun(int)                   
  2748. {                                                            
  2749.   type##_class temp(*this);                                  
  2750.   eval_fun::eval(mp);                                        
  2751.   return temp;                                               
  2752. }
  2753. #define __GMPZ_DEFINE_INCREMENT_OPERATOR(fun, eval_fun) 
  2754. __GMP_DEFINE_INCREMENT_OPERATOR(mpz, fun, eval_fun)
  2755. #define __GMPQ_DEFINE_INCREMENT_OPERATOR(fun, eval_fun) 
  2756. __GMP_DEFINE_INCREMENT_OPERATOR(mpq, fun, eval_fun)
  2757. #define __GMPF_DEFINE_INCREMENT_OPERATOR(fun, eval_fun) 
  2758. __GMP_DEFINE_INCREMENT_OPERATOR(mpf, fun, eval_fun)
  2759. /**************** Arithmetic operators and functions ****************/
  2760. // non-member operators and functions
  2761. __GMP_DEFINE_UNARY_FUNCTION(operator+, __gmp_unary_plus)
  2762. __GMP_DEFINE_UNARY_FUNCTION(operator-, __gmp_unary_minus)
  2763. __GMP_DEFINE_UNARY_FUNCTION(operator~, __gmp_unary_com)
  2764. __GMP_DEFINE_BINARY_FUNCTION(operator+, __gmp_binary_plus)
  2765. __GMP_DEFINE_BINARY_FUNCTION(operator-, __gmp_binary_minus)
  2766. __GMP_DEFINE_BINARY_FUNCTION(operator*, __gmp_binary_multiplies)
  2767. __GMP_DEFINE_BINARY_FUNCTION(operator/, __gmp_binary_divides)
  2768. __GMP_DEFINE_BINARY_FUNCTION(operator%, __gmp_binary_modulus)
  2769. __GMP_DEFINE_BINARY_FUNCTION(operator&, __gmp_binary_and)
  2770. __GMP_DEFINE_BINARY_FUNCTION(operator|, __gmp_binary_ior)
  2771. __GMP_DEFINE_BINARY_FUNCTION(operator^, __gmp_binary_xor)
  2772. __GMP_DEFINE_BINARY_FUNCTION_UI(operator<<, __gmp_binary_lshift)
  2773. __GMP_DEFINE_BINARY_FUNCTION_UI(operator>>, __gmp_binary_rshift)
  2774. __GMP_DEFINE_BINARY_TYPE_FUNCTION(bool, operator==, __gmp_binary_equal)
  2775. __GMP_DEFINE_BINARY_TYPE_FUNCTION(bool, operator!=, __gmp_binary_not_equal)
  2776. __GMP_DEFINE_BINARY_TYPE_FUNCTION(bool, operator<, __gmp_binary_less)
  2777. __GMP_DEFINE_BINARY_TYPE_FUNCTION(bool, operator<=, __gmp_binary_less_equal)
  2778. __GMP_DEFINE_BINARY_TYPE_FUNCTION(bool, operator>, __gmp_binary_greater)
  2779. __GMP_DEFINE_BINARY_TYPE_FUNCTION(bool, operator>=, 
  2780.                                   __gmp_binary_greater_equal)
  2781. __GMP_DEFINE_UNARY_FUNCTION(abs, __gmp_abs_function)
  2782. __GMP_DEFINE_UNARY_FUNCTION(trunc, __gmp_trunc_function)
  2783. __GMP_DEFINE_UNARY_FUNCTION(floor, __gmp_floor_function)
  2784. __GMP_DEFINE_UNARY_FUNCTION(ceil, __gmp_ceil_function)
  2785. __GMP_DEFINE_UNARY_FUNCTION(sqrt, __gmp_sqrt_function)
  2786. __GMP_DEFINE_BINARY_FUNCTION(hypot, __gmp_hypot_function)
  2787. __GMP_DEFINE_UNARY_TYPE_FUNCTION(int, sgn, __gmp_sgn_function)
  2788. __GMP_DEFINE_BINARY_TYPE_FUNCTION(int, cmp, __gmp_cmp_function)
  2789. // member operators for mpz_class
  2790. __GMPZ_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR(operator+=, __gmp_binary_plus)
  2791. __GMPZ_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR(operator-=, __gmp_binary_minus)
  2792. __GMPZ_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR(operator*=, __gmp_binary_multiplies)
  2793. __GMPZ_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR(operator/=, __gmp_binary_divides)
  2794. __GMPZ_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR(operator%=, __gmp_binary_modulus)
  2795. __GMPZ_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR(operator&=, __gmp_binary_and)
  2796. __GMPZ_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR(operator|=, __gmp_binary_ior)
  2797. __GMPZ_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR(operator^=, __gmp_binary_xor)
  2798. __GMPZ_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR_UI(operator<<=, __gmp_binary_lshift)
  2799. __GMPZ_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR_UI(operator>>=, __gmp_binary_rshift)
  2800. __GMPZ_DEFINE_INCREMENT_OPERATOR(operator++, __gmp_unary_increment)
  2801. __GMPZ_DEFINE_INCREMENT_OPERATOR(operator--, __gmp_unary_decrement)
  2802. // member operators for mpq_class
  2803. __GMPQ_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR(operator+=, __gmp_binary_plus)
  2804. __GMPQ_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR(operator-=, __gmp_binary_minus)
  2805. __GMPQ_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR(operator*=, __gmp_binary_multiplies)
  2806. __GMPQ_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR(operator/=, __gmp_binary_divides)
  2807. __GMPQ_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR_UI(operator<<=, __gmp_binary_lshift)
  2808. __GMPQ_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR_UI(operator>>=, __gmp_binary_rshift)
  2809. __GMPQ_DEFINE_INCREMENT_OPERATOR(operator++, __gmp_unary_increment)
  2810. __GMPQ_DEFINE_INCREMENT_OPERATOR(operator--, __gmp_unary_decrement)
  2811. // member operators for mpf_class
  2812. __GMPF_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR(operator+=, __gmp_binary_plus)
  2813. __GMPF_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR(operator-=, __gmp_binary_minus)
  2814. __GMPF_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR(operator*=, __gmp_binary_multiplies)
  2815. __GMPF_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR(operator/=, __gmp_binary_divides)
  2816. __GMPF_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR_UI(operator<<=, __gmp_binary_lshift)
  2817. __GMPF_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR_UI(operator>>=, __gmp_binary_rshift)
  2818. __GMPF_DEFINE_INCREMENT_OPERATOR(operator++, __gmp_unary_increment)
  2819. __GMPF_DEFINE_INCREMENT_OPERATOR(operator--, __gmp_unary_decrement)
  2820. /**************** Class wrapper for gmp_randstate_t ****************/
  2821. class __gmp_urandomb_value { };
  2822. class __gmp_urandomm_value { };
  2823. template <>
  2824. class __gmp_expr<mpz_t, __gmp_urandomb_value>
  2825. {
  2826. private:
  2827.   __gmp_randstate_struct *state;
  2828.   unsigned long int bits;
  2829. public:
  2830.   __gmp_expr(gmp_randstate_t s, unsigned long int l) : state(s), bits(l) { }
  2831.   void eval(mpz_ptr z) const { __gmp_rand_function::eval(z, state, bits); }
  2832.   unsigned long int get_prec() const { return mpf_get_default_prec(); }
  2833. };
  2834. template <>
  2835. class __gmp_expr<mpz_t, __gmp_urandomm_value>
  2836. {
  2837. private:
  2838.   __gmp_randstate_struct *state;
  2839.   mpz_class range;
  2840. public:
  2841.   __gmp_expr(gmp_randstate_t s, const mpz_class &z) : state(s), range(z) { }
  2842.   void eval(mpz_ptr z) const
  2843.   { __gmp_rand_function::eval(z, state, range.get_mpz_t()); }
  2844.   unsigned long int get_prec() const { return mpf_get_default_prec(); }
  2845. };
  2846. template <>
  2847. class __gmp_expr<mpf_t, __gmp_urandomb_value>
  2848. {
  2849. private:
  2850.   __gmp_randstate_struct *state;
  2851.   unsigned long int bits;
  2852. public:
  2853.   __gmp_expr(gmp_randstate_t s, unsigned long int l) : state(s), bits(l) { }
  2854.   void eval(mpf_ptr f, mp_bitcnt_t prec) const
  2855.   { __gmp_rand_function::eval(f, state, (bits>0) ? get_prec() : prec); }
  2856.   unsigned long int get_prec() const
  2857.   {
  2858.     if (bits == 0)
  2859.       return mpf_get_default_prec();
  2860.     else
  2861.       return bits;
  2862.   }
  2863. };
  2864. extern "C" {
  2865.   typedef void __gmp_randinit_default_t (gmp_randstate_t);
  2866.   typedef void __gmp_randinit_lc_2exp_t (gmp_randstate_t, mpz_srcptr, unsigned long int, unsigned long int);
  2867.   typedef int __gmp_randinit_lc_2exp_size_t (gmp_randstate_t, unsigned long int);
  2868. }
  2869. class gmp_randclass
  2870. {
  2871. private:
  2872.   gmp_randstate_t state;
  2873.   // copy construction and assignment not allowed
  2874.   gmp_randclass(const gmp_randclass &);
  2875.   void operator=(const gmp_randclass &);
  2876. public:
  2877.   // constructors and destructor
  2878.   gmp_randclass(gmp_randalg_t alg, unsigned long int size)
  2879.   {
  2880.     switch (alg)
  2881.       {
  2882.       case GMP_RAND_ALG_LC: // no other cases for now
  2883.       default:
  2884. gmp_randinit(state, alg, size);
  2885. break;
  2886.       }
  2887.   }
  2888.   // gmp_randinit_default
  2889.   gmp_randclass(__gmp_randinit_default_t* f) { f(state); }
  2890.   // gmp_randinit_lc_2exp
  2891.   gmp_randclass(__gmp_randinit_lc_2exp_t* f,
  2892. mpz_class z, unsigned long int l1, unsigned long int l2)
  2893.   { f(state, z.get_mpz_t(), l1, l2); }
  2894.   // gmp_randinit_lc_2exp_size
  2895.   gmp_randclass(__gmp_randinit_lc_2exp_size_t* f,
  2896. unsigned long int size)
  2897.   {
  2898.     if (f (state, size) == 0)
  2899.       throw std::length_error ("gmp_randinit_lc_2exp_size");
  2900.   }
  2901.   ~gmp_randclass() { gmp_randclear(state); }
  2902.   // initialize
  2903.   void seed(); // choose a random seed some way (?)
  2904.   void seed(unsigned long int s) { gmp_randseed_ui(state, s); }
  2905.   void seed(const mpz_class &z) { gmp_randseed(state, z.get_mpz_t()); }
  2906.   // get random number
  2907.   __gmp_expr<mpz_t, __gmp_urandomb_value> get_z_bits(unsigned long int l)
  2908.   { return __gmp_expr<mpz_t, __gmp_urandomb_value>(state, l); }
  2909.   __gmp_expr<mpz_t, __gmp_urandomb_value> get_z_bits(const mpz_class &z)
  2910.   { return get_z_bits(z.get_ui()); }
  2911.   __gmp_expr<mpz_t, __gmp_urandomm_value> get_z_range(const mpz_class &z)
  2912.   { return __gmp_expr<mpz_t, __gmp_urandomm_value>(state, z); }
  2913.   __gmp_expr<mpf_t, __gmp_urandomb_value> get_f(mp_bitcnt_t prec = 0)
  2914.   { return __gmp_expr<mpf_t, __gmp_urandomb_value>(state, prec); }
  2915. };
  2916. /**************** #undef all private macros ****************/
  2917. #undef __GMPP_DECLARE_COMPOUND_OPERATOR
  2918. #undef __GMPN_DECLARE_COMPOUND_OPERATOR
  2919. #undef __GMP_DECLARE_COMPOUND_OPERATOR
  2920. #undef __GMP_DECLARE_COMPOUND_OPERATOR_UI
  2921. #undef __GMP_DECLARE_INCREMENT_OPERATOR
  2922. #undef __GMPZQ_DEFINE_EXPR
  2923. #undef __GMP_DEFINE_UNARY_FUNCTION
  2924. #undef __GMP_DEFINE_UNARY_TYPE_FUNCTION
  2925. #undef __GMPP_DEFINE_BINARY_FUNCTION
  2926. #undef __GMPNN_DEFINE_BINARY_FUNCTION
  2927. #undef __GMPNS_DEFINE_BINARY_FUNCTION
  2928. #undef __GMPNU_DEFINE_BINARY_FUNCTION
  2929. #undef __GMPND_DEFINE_BINARY_FUNCTION
  2930. #undef __GMPNLD_DEFINE_BINARY_FUNCTION
  2931. #undef __GMPN_DEFINE_BINARY_FUNCTION
  2932. #undef __GMP_DEFINE_BINARY_FUNCTION
  2933. #undef __GMP_DEFINE_BINARY_FUNCTION_UI
  2934. #undef __GMPP_DEFINE_BINARY_TYPE_FUNCTION
  2935. #undef __GMPNN_DEFINE_BINARY_TYPE_FUNCTION
  2936. #undef __GMPNS_DEFINE_BINARY_TYPE_FUNCTION
  2937. #undef __GMPNU_DEFINE_BINARY_TYPE_FUNCTION
  2938. #undef __GMPND_DEFINE_BINARY_TYPE_FUNCTION
  2939. #undef __GMPNLD_DEFINE_BINARY_TYPE_FUNCTION
  2940. #undef __GMPN_DEFINE_BINARY_TYPE_FUNCTION
  2941. #undef __GMP_DEFINE_BINARY_TYPE_FUNCTION
  2942. #undef __GMPZ_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR
  2943. #undef __GMPZN_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR
  2944. #undef __GMPZNN_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR
  2945. #undef __GMPZNS_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR
  2946. #undef __GMPZNU_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR
  2947. #undef __GMPZND_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR
  2948. #undef __GMPZNLD_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR
  2949. #undef __GMPP_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR
  2950. #undef __GMPNN_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR
  2951. #undef __GMPNS_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR
  2952. #undef __GMPNU_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR
  2953. #undef __GMPND_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR
  2954. #undef __GMPNLD_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR
  2955. #undef __GMPN_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR
  2956. #undef __GMP_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR
  2957. #undef __GMPQ_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR
  2958. #undef __GMPF_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR
  2959. #undef __GMP_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR_UI
  2960. #undef __GMPZ_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR_UI
  2961. #undef __GMPQ_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR_UI
  2962. #undef __GMPF_DEFINE_COMPOUND_OPERATOR_UI
  2963. #undef __GMP_DEFINE_INCREMENT_OPERATOR
  2964. #undef __GMPZ_DEFINE_INCREMENT_OPERATOR
  2965. #undef __GMPQ_DEFINE_INCREMENT_OPERATOR
  2966. #undef __GMPF_DEFINE_INCREMENT_OPERATOR
  2967. #endif /* __GMP_PLUSPLUS__ */