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Revision 2678 - (view) (download) (as text)

1 : sh002i 2558 package Value;
2 :     my $pkg = 'Value';
3 : dpvc 2579 use vars qw($context $defaultContext %Type);
4 : sh002i 2558 use strict;
5 :    
6 : dpvc 2579 #############################################################
7 : sh002i 2558 #
8 : dpvc 2579 # Initialize the context
9 :     #
10 : sh002i 2558
11 : dpvc 2579 use Value::Context;
12 :    
13 :     $defaultContext = Value::Context->new(
14 :     lists => {
15 :     'Point' => {open => '(', close => ')'},
16 :     'Vector' => {open => '<', close => '>'},
17 :     'Matrix' => {open => '[', close => ']'},
18 :     'List' => {open => '(', close => ')'},
19 :     },
20 :     flags => {
21 :     #
22 :     # For vectors:
23 :     #
24 :     ijk => 0, # print vectors as <...>
25 :     #
26 : dpvc 2624 # word to use for infinity
27 :     #
28 :     infiniteWord => 'infinity',
29 :     #
30 : dpvc 2579 # For fuzzy reals:
31 :     #
32 :     useFuzzyReals => 1,
33 : dpvc 2624 tolerance => 1E-4,
34 :     tolType => 'relative',
35 :     zeroLevel => 1E-14,
36 : dpvc 2579 zeroLevelTol => 1E-12,
37 : dpvc 2596 #
38 : dpvc 2622 # For functions
39 :     #
40 : dpvc 2669 limits => [-2,2],
41 :     num_points => 5,
42 : dpvc 2670 granularity => 1000,
43 : dpvc 2669 resolution => undef,
44 : dpvc 2579 },
45 :     );
46 :    
47 :     $context = \$defaultContext;
48 :    
49 :    
50 : sh002i 2558 #
51 :     # Precedence of the various types
52 :     # (They will be promoted upward automatically when needed)
53 :     #
54 : dpvc 2579 $$context->{precedence} = {
55 : dpvc 2603 'Number' => 0,
56 :     'Real' => 1,
57 :     'Infinity' => 2,
58 :     'Complex' => 3,
59 :     'Point' => 4,
60 :     'Vector' => 5,
61 :     'Matrix' => 6,
62 :     'List' => 7,
63 :     'Interval' => 8,
64 :     'Union' => 9,
65 : dpvc 2609 'String' => 10,
66 :     'Formula' => 11,
67 : dpvc 2646 'special' => 12,
68 : dpvc 2579 };
69 : sh002i 2558
70 :     #
71 :     # Binding of perl operator to class method
72 :     #
73 : dpvc 2579 $$context->{method} = {
74 : sh002i 2558 '+' => 'add',
75 :     '-' => 'sub',
76 :     '*' => 'mult',
77 :     '/' => 'div',
78 :     '**' => 'power',
79 :     '.' => '_dot', # see _dot below
80 :     'x' => 'cross',
81 :     '<=>' => 'compare',
82 : dpvc 2625 'cmp' => 'cmp',
83 : dpvc 2579 };
84 : sh002i 2558
85 : dpvc 2601 $$context->{pattern}{infinite} = '[-+]?inf(?:inity)?';
86 :     $$context->{pattern}{infinity} = '\+?inf(?:inity)?';
87 :     $$context->{pattern}{-infinity} = '-inf(?:inity)?';
88 : dpvc 2596
89 : dpvc 2579 push(@{$$context->{data}{values}},'method','precedence');
90 : sh002i 2558
91 : dpvc 2579 #############################################################
92 :    
93 : sh002i 2558 #
94 :     # Check if a value is a number, complex, etc.
95 :     #
96 : dpvc 2603 sub matchNumber {my $n = shift; $n =~ m/^$$context->{pattern}{signedNumber}$/i}
97 :     sub matchInfinite {my $n = shift; $n =~ m/^$$context->{pattern}{infinite}$/i}
98 : dpvc 2579 sub isReal {class(shift) eq 'Real'}
99 :     sub isComplex {class(shift) eq 'Complex'}
100 : dpvc 2646 sub isFormula {
101 :     my $v = shift;
102 : dpvc 2660 return class($v) eq 'Formula' ||
103 :     (ref($v) && ref($v) ne 'ARRAY' && $v->{isFormula});
104 : dpvc 2646 }
105 :     sub isValue {
106 :     my $v = shift;
107 : dpvc 2660 return (ref($v) || $v) =~ m/^Value::/ ||
108 :     (ref($v) && ref($v) ne 'ARRAY' && $v->{isValue});
109 : dpvc 2646 }
110 : sh002i 2558
111 :     sub isNumber {
112 :     my $n = shift;
113 : dpvc 2579 return $n->{tree}->isNumber if isFormula($n);
114 :     return isReal($n) || isComplex($n) || matchNumber($n);
115 : sh002i 2558 }
116 :    
117 :     sub isRealNumber {
118 :     my $n = shift;
119 : dpvc 2579 return $n->{tree}->isRealNumber if isFormula($n);
120 :     return isReal($n) || matchNumber($n);
121 : sh002i 2558 }
122 :    
123 :     #
124 : dpvc 2603 # Convert non-Value objects to Values, if possible
125 :     #
126 :     sub makeValue {
127 :     my $x = shift;
128 :     return $x if ref($x);
129 :     return Value::Real->make($x) if matchNumber($x);
130 : dpvc 2609 if (matchInfinite($x)) {
131 :     my $I = Value::Infinity->new();
132 :     $I = $I->neg if $x =~ m/^$$Value::context->{pattern}{-infinity}$/;
133 :     return $I;
134 :     }
135 :     if ($Parser::installed) {return $x unless $$Value::context->{strings}{$x}}
136 :     return Value::String->make($x);
137 : dpvc 2603 }
138 :    
139 :     #
140 : sh002i 2558 # Get a printable version of the class of an object
141 :     #
142 :     sub showClass {
143 : dpvc 2624 my $value = makeValue(shift);
144 : dpvc 2621 return "'".$value."'" unless Value::isValue($value);
145 : sh002i 2558 my $class = class($value);
146 : dpvc 2621 return showType($value) if ($class eq 'List');
147 : dpvc 2592 $class .= ' Number' if $class =~ m/^(Real|Complex)$/;
148 :     $class .= ' of Intervals' if $class eq 'Union';
149 : dpvc 2609 $class = 'Word' if $class eq 'String';
150 : dpvc 2624 return 'a Formula that returns '.showType($value->{tree}) if ($class eq 'Formula');
151 : dpvc 2603 return 'an '.$class if $class =~ m/^[aeio]/i;
152 : sh002i 2558 return 'a '.$class;
153 :     }
154 :    
155 :     #
156 :     # Get a printable version of the type of an object
157 :     #
158 :     sub showType {
159 :     my $value = shift;
160 :     my $type = $value->type;
161 : dpvc 2621 if ($type eq 'List') {
162 :     my $ltype = $value->typeRef->{entryType}{name};
163 :     if ($ltype && $ltype ne 'unknown') {
164 :     $ltype =~ s/y$/ie/;
165 :     $type .= ' of '.$ltype.'s';
166 :     }
167 :     }
168 : dpvc 2609 return 'a Word' if $type eq 'String';
169 : sh002i 2558 return 'a Complex Number' if $value->isComplex;
170 : dpvc 2603 return 'an '.$type if $type =~ m/^[aeio]/i;
171 : sh002i 2558 return 'a '.$type;
172 :     }
173 :    
174 :     #
175 : dpvc 2603 # Return a string describing a value's type
176 : sh002i 2558 #
177 :     sub getType {
178 :     my $equation = shift; my $value = shift;
179 :     my $strings = $equation->{context}{strings};
180 :     if (ref($value) eq 'ARRAY') {
181 :     return 'Interval' if ($value->[0] =~ m/^[(\[]$/ && $value->[-1] =~ m/^[)\]]$/);
182 :     my ($type,$ltype);
183 :     foreach my $x (@{$value}) {
184 :     $type = getType($equation,$x);
185 :     if ($type eq 'value') {
186 :     $type = $x->type if $x->class eq 'Formula';
187 :     $type = 'Number' if $x->class eq 'Complex' || $type eq 'Complex';
188 :     }
189 :     $ltype = $type if $ltype eq '';
190 :     return 'List' if $type ne $ltype;
191 :     }
192 :     return 'Point' if $ltype eq 'Number';
193 :     return 'Matrix' if $ltype =~ m/Point|Matrix/;
194 :     return 'List';
195 :     }
196 :     elsif (Value::isFormula($value)) {return 'Formula'}
197 : dpvc 2660 elsif (Value::class($value) eq 'Infinity') {return 'Infinity'}
198 : dpvc 2612 elsif (Value::isReal($value)) {return 'Number'}
199 : sh002i 2558 elsif (Value::isValue($value)) {return 'value'}
200 :     elsif (ref($value)) {return 'unknown'}
201 :     elsif (defined($strings->{$value})) {return 'String'}
202 :     elsif (Value::isNumber($value)) {return 'Number'}
203 :     return 'unknown';
204 :     }
205 :    
206 :     #
207 :     # Get a string describing a value's type,
208 :     # and convert the value to a Value object (if needed)
209 :     #
210 :     sub getValueType {
211 :     my $equation = shift; my $value = shift;
212 :     my $type = Value::getType($equation,$value);
213 :     if ($type eq 'String') {$type = $Value::Type{string}}
214 :     elsif ($type eq 'Number') {$type = $Value::Type{number}}
215 : dpvc 2660 elsif ($type eq 'Infinity') {$type = $Value::Type{infinity}}
216 : dpvc 2628 elsif ($type eq 'value' || $type eq 'Formula') {$type = $value->typeRef}
217 :     elsif ($type eq 'unknown') {
218 : sh002i 2558 $equation->Error("Can't convert ".Value::showClass($value)." to a constant");
219 :     } else {
220 : dpvc 2628 $type = 'Value::'.$type, $value = $type->new(@{$value});
221 : sh002i 2558 $type = $value->typeRef;
222 :     }
223 :     return ($value,$type);
224 :     }
225 :    
226 :     #
227 :     # Convert a list of values to a list of formulas (called by Parser::Value)
228 :     #
229 :     sub toFormula {
230 :     my $formula = shift;
231 :     my $processed = 0;
232 :     my @f = (); my $vars = {};
233 :     foreach my $x (@_) {
234 :     if (isFormula($x)) {
235 :     $formula->{context} = $x->{context}, $processed = 1 unless $processed;
236 :     $formula->{variables} = {%{$formula->{variables}},%{$x->{variables}}};
237 :     push(@f,$x->{tree}->copy($formula));
238 :     } else {
239 : dpvc 2678 push(@f,$formula->{context}{parser}{Value}->new($formula,$x));
240 : sh002i 2558 }
241 :     }
242 :     return (@f);
243 :     }
244 :    
245 :     #
246 :     # Convert a list of values (and open and close parens)
247 :     # to a formula whose type is the list type associated with
248 :     # the parens. If the formula is constant, evaluate it.
249 :     #
250 :     sub formula {
251 :     my $self = shift; my $values = shift;
252 :     my $class = $self->class;
253 : dpvc 2579 my $list = $$context->lists->get($class);
254 :     my $open = $list->{'open'};
255 :     my $close = $list->{'close'};
256 : dpvc 2629 my $paren = $open; $paren = 'list' if $class eq 'List';
257 : sh002i 2558 my $formula = Value::Formula->blank;
258 :     my @coords = Value::toFormula($formula,@{$values});
259 : dpvc 2678 $formula->{tree} = $formula->{context}{parser}{List}->new($formula,[@coords],0,
260 : dpvc 2629 $formula->{context}{parens}{$paren},$coords[0]->typeRef,$open,$close);
261 : dpvc 2660 $formula->{autoFormula} = 1; # mark that this was generated automatically
262 : dpvc 2579 # return $formula->eval if scalar(%{$formula->{variables}}) == 0;
263 : sh002i 2558 return $formula;
264 :     }
265 :    
266 :     #
267 :     # A shortcut for new() that creates an instance of the object,
268 :     # but doesn't do the error checking. We assume the data are already
269 :     # known to be good.
270 :     #
271 :     sub make {
272 :     my $self = shift; my $class = ref($self) || $self;
273 :     bless {data => [@_]}, $class;
274 :     }
275 :    
276 :     #
277 :     # Return a type structure for the item
278 :     # (includes name, length of vectors, and so on)
279 :     #
280 :     sub Type {
281 :     my $name = shift; my $length = shift; my $entryType = shift;
282 :     $length = 1 unless defined $length;
283 :     return {name => $name, length => $length, entryType => $entryType,
284 :     list => (defined $entryType), @_};
285 :     }
286 :    
287 :     #
288 :     # Some predefined types
289 :     #
290 :     %Type = (
291 : dpvc 2660 number => Value::Type('Number',1),
292 :     complex => Value::Type('Number',2),
293 :     string => Value::Type('String',1),
294 :     infinity => Value::Type('Infinity',1),
295 :     unknown => Value::Type('unknown',0,undef,list => 1)
296 : sh002i 2558 );
297 :    
298 :     #
299 :     # Return various information about the object
300 :     #
301 :     sub value {return @{(shift)->{data}}} # the value of the object (as an array)
302 :     sub data {return (shift)->{data}} # the reference to the value
303 :     sub length {return (shift)->typeRef->{length}} # the number of coordinates
304 :     sub type {return (shift)->typeRef->{name}} # the object type
305 :     sub entryType {return (shift)->typeRef->{entryType}} # the coordinate type
306 :     #
307 :     # The the full type-hash for the item
308 :     #
309 :     sub typeRef {
310 :     my $self = shift;
311 :     return Value::Type($self->class, $self->length, $Value::Type{number});
312 :     }
313 :     #
314 :     # The Value.pm object class
315 :     #
316 :     sub class {
317 :     my $self = shift; my $class = ref($self) || $self;
318 :     $class =~ s/Value:://;
319 :     return $class;
320 :     }
321 :    
322 :     #
323 :     # Get an element from a point, vector, matrix, or list
324 :     #
325 :     sub extract {
326 : dpvc 2678 my $M = shift; my $i; my @indices = @_;
327 :     return unless Value::isValue($M);
328 :     @indices = $_[0]->value if scalar(@_) == 1 && Value::isValue($_[0]);
329 :     while (scalar(@indices) > 0) {
330 :     $i = shift @indices; $i-- if $i > 0; $i = $i->value if Value::isValue($i);
331 : sh002i 2558 Value::Error("Can't extract element number '$i' (index must be an integer)")
332 :     unless $i =~ m/^-?\d+$/;
333 :     $M = $M->data->[$i];
334 :     }
335 :     return $M;
336 :     }
337 :    
338 :    
339 :     #
340 :     # Promote an operand to the same precedence as the current object
341 :     #
342 :     sub promotePrecedence {
343 :     my $self = shift; my $other = shift;
344 : dpvc 2579 my $sprec = $$context->{precedence}{class($self)};
345 :     my $oprec = $$context->{precedence}{class($other)};
346 : dpvc 2646 return (defined($oprec) && $sprec < $oprec) ||
347 : dpvc 2654 ($sprec > $oprec && $sprec >= $$context->{precedence}{special});
348 : sh002i 2558 }
349 :    
350 : dpvc 2592 sub promote {shift}
351 :    
352 : sh002i 2558 #
353 :     # Default stub to call when no function is defined for an operation
354 :     #
355 :     sub nomethod {
356 :     my ($l,$r,$flag,$op) = @_;
357 : dpvc 2646 my $call = $$context->{method}{$op};
358 : sh002i 2558 if (defined($call) && $l->promotePrecedence($r)) {return $r->$call($l,!$flag)}
359 :     my $error = "Can't use '$op' with ".$l->class."-valued operands";
360 :     $error .= " (use '**' for exponentiation)" if $op eq '^';
361 :     Value::Error($error);
362 :     }
363 :    
364 :     #
365 :     # Stubs for the sub-classes
366 :     #
367 :     sub add {nomethod(@_,'+')}
368 :     sub sub {nomethod(@_,'-')}
369 :     sub mult {nomethod(@_,'*')}
370 :     sub div {nomethod(@_,'/')}
371 :     sub power {nomethod(@_,'**')}
372 :     sub cross {nomethod(@_,'x')}
373 :    
374 :     #
375 :     # If the right operand is higher precedence, we switch the order.
376 :     #
377 :     # If the right operand is also a Value object, we do the object's
378 :     # dot method to combine the two objects of the same class.
379 :     #
380 :     # Otherwise, since . is used for string concatenation, we want to retain
381 :     # that. Since the resulting string is often used in Formula and will be
382 : dpvc 2579 # parsed again, we put parentheses around the values to guarantee that
383 : sh002i 2558 # the values will be treated as one mathematical unit. For example, if
384 :     # $f = Formula("1+x") and $g = Formula("y") then Formula("$f/$g") will be
385 :     # (1+x)/y not 1+(x/y), as it would be without the implicit parentheses.
386 :     #
387 :     sub _dot {
388 :     my ($l,$r,$flag) = @_;
389 :     return Value::_dot($r,$l,!$flag) if ($l->promotePrecedence($r));
390 :     return $l->dot($r,$flag) if (Value::isValue($r));
391 : dpvc 2606 $l = $l->stringify; $l = '('.$l.')' unless $$Value::context->flag('StringifyAsTeX');
392 : sh002i 2558 return ($flag)? ($r.$l): ($l.$r);
393 :     }
394 :     #
395 :     # Some classes override this
396 :     #
397 : dpvc 2603 sub dot {
398 : sh002i 2558 my ($l,$r,$flag) = @_;
399 : dpvc 2606 my $tex = $$Value::context->flag('StringifyAsTeX');
400 :     $l = $l->stringify; $l = '('.$l.')' if $tex;
401 :     if (ref($r)) {$r = $r->stringify; $r = '('.$l.')' if $tex}
402 : sh002i 2558 return ($flag)? ($r.$l): ($l.$r);
403 :     }
404 :    
405 :     #
406 :     # Compare the values of the objects
407 :     # (list classes should replace this)
408 :     #
409 :     sub compare {
410 :     my ($l,$r,$flag) = @_;
411 :     if ($l->promotePrecedence($r)) {return $r->compare($l,!$flag)}
412 :     return $l->value <=> $r->value;
413 :     }
414 :    
415 :     #
416 : dpvc 2625 # Compare the values as strings
417 :     #
418 :     sub cmp {
419 :     my ($l,$r,$flag) = @_;
420 :     if ($l->promotePrecedence($r)) {return $r->compare($l,!$flag)}
421 :     $l = $l->stringify; $r = $r->stringify if Value::isValue($r);
422 :     if ($flag) {my $tmp = $l; $l = $r; $r = $tmp}
423 :     return $l cmp $r;
424 :     }
425 :    
426 :     #
427 : sh002i 2558 # Generate the various output formats
428 : dpvc 2606 # (can be replaced by sub-classes)
429 : sh002i 2558 #
430 : dpvc 2606 sub stringify {
431 :     my $self = shift;
432 :     return $self->TeX() if $$Value::context->flag('StringifyAsTeX');
433 : dpvc 2612 $self->string;
434 : dpvc 2606 }
435 :     sub string {shift->value}
436 :     sub TeX {shift->string(@_)}
437 : sh002i 2558 #
438 :     # For perl, call the appropriate constructor around the objects data
439 :     #
440 :     sub perl {
441 :     my $self = shift; my $parens = shift; my $matrix = shift;
442 :     my $class = $self->class; my $mtype = $class eq 'Matrix';
443 :     my $perl; my @p = ();
444 :     foreach my $x (@{$self->data}) {
445 :     if (Value::isValue($x)) {push(@p,$x->perl(0,$mtype))} else {push(@p,$x)}
446 :     }
447 :     @p = ("'".$self->{open}."'",@p,"'".$self->{close}."'") if $class eq 'Interval';
448 :     if ($matrix) {
449 :     $perl = '['.join(',',@p).']';
450 :     } else {
451 :     $perl = $class.'('.join(',',@p).')';
452 :     $perl = '('.$perl.')' if $parens == 1;
453 :     }
454 :     return $perl;
455 :     }
456 :    
457 :     #
458 :     # Stubs for when called by Parser
459 :     #
460 :     sub eval {shift}
461 :     sub reduce {shift}
462 :    
463 : dpvc 2579 sub ijk {
464 :     Value::Error("Can't use method 'ijk' with objects of type '".(shift)->class."'");
465 :     }
466 :    
467 : sh002i 2558 #
468 :     # Report an error
469 :     #
470 :     sub Error {
471 :     my $message = shift;
472 : dpvc 2579 $$context->setError($message,'');
473 : dpvc 2628 die $message . traceback() if $$context->{debug};
474 : dpvc 2592 die $message . getCaller();
475 : sh002i 2558 }
476 :    
477 :     #
478 :     # Try to locate the line and file where the error occurred
479 :     #
480 :     sub getCaller {
481 :     my $frame = 2;
482 :     while (my ($pkg,$file,$line,$subname) = caller($frame++)) {
483 :     return " at line $line of $file\n"
484 :     unless $pkg =~ /^(Value|Parser)/ ||
485 :     $subname =~ m/^(Value|Parser).*(new|call)$/;
486 :     }
487 :     return "";
488 :     }
489 :    
490 : dpvc 2579 #
491 :     # For debugging
492 :     #
493 :     sub traceback {
494 :     my $frame = 2;
495 :     my $trace = '';
496 :     while (my ($pkg,$file,$line,$subname) = caller($frame++))
497 :     {$trace .= " in $subname at line $line of $file\n"}
498 :     return $trace;
499 :     }
500 :    
501 : sh002i 2558 ###########################################################################
502 :     #
503 :     # Load the sub-classes.
504 :     #
505 :    
506 : dpvc 2579 use Value::Real;
507 : sh002i 2558 use Value::Complex;
508 : dpvc 2603 use Value::Infinity;
509 : sh002i 2558 use Value::Point;
510 :     use Value::Vector;
511 :     use Value::Matrix;
512 :     use Value::List;
513 :     use Value::Interval;
514 :     use Value::Union;
515 : dpvc 2609 use Value::String;
516 : dpvc 2664 use Value::Formula;
517 : sh002i 2558
518 : dpvc 2664 use Value::WeBWorK; # stuff specific to WeBWorK
519 : dpvc 2592
520 : sh002i 2558 ###########################################################################
521 : dpvc 2592
522 :     use vars qw($installed);
523 :     $Value::installed = 1;
524 :    
525 :     ###########################################################################
526 :     ###########################################################################
527 : dpvc 2576 #
528 :     # To Do:
529 :     #
530 : dpvc 2579 # Make Complex class include more of Complex1.pm
531 :     # Make better interval comparison
532 : dpvc 2576 #
533 :     ###########################################################################
534 : sh002i 2558
535 : dpvc 2592 1;

aubreyja at gmail dot com
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