This is a live mirror of the Perl 5 development currently hosted at https://github.com/perl/perl5
Math::BigRat 0.22
[perl5.git] / lib / bignum.pm
index 6e619ac..9b2ccc9 100644 (file)
@@ -1,15 +1,24 @@
 package bignum;
-require 5.005;
+use 5.006002;
 
-$VERSION = '0.10';
+$VERSION = '0.22';
 use Exporter;
-@ISA =       qw( Exporter );
-@EXPORT_OK = qw( ); 
+@ISA           = qw( bigint );
+@EXPORT_OK     = qw( PI e bexp bpi ); 
+@EXPORT        = qw( inf NaN ); 
 
 use strict;
+use overload;
+require bigint;                # no "use" to avoid import being called
 
 ############################################################################## 
 
+BEGIN 
+  {
+  *inf = \&bigint::inf;
+  *NaN = \&bigint::NaN;
+  }
+
 # These are all alike, and thus faked by AUTOLOAD
 
 my @faked = qw/round_mode accuracy precision div_scale/;
@@ -32,7 +41,7 @@ sub AUTOLOAD
         if (defined $_[0])
           {
           Math::BigInt->$name($_[0]);
-          Math::BigFloat->$name($_[0]);
+          return Math::BigFloat->$name($_[0]);
           }
         return Math::BigInt->$name();
         };
@@ -45,24 +54,55 @@ sub AUTOLOAD
   Carp::croak ("Can't call bignum\-\>$name, not a valid method");
   }
 
-sub upgrade
+sub unimport
   {
-  my $self = shift;
-  no strict 'refs';
-#  if (defined $_[0])
-#    {
-#    $Math::BigInt::upgrade = $_[0];
-#    $Math::BigFloat::upgrade = $_[0];
-#    }
-  return $Math::BigInt::upgrade;
+  $^H{bignum} = undef;                                 # no longer in effect
+  overload::remove_constant('binary','','float','','integer');
+  }
+
+sub in_effect
+  {
+  my $level = shift || 0;
+  my $hinthash = (caller($level))[10];
+  $hinthash->{bignum};
+  }
+
+#############################################################################
+# the following two routines are for Perl 5.9.4 or later and are lexical
+
+sub _hex
+  {
+  return CORE::hex($_[0]) unless in_effect(1);
+  my $i = $_[0];
+  $i = '0x'.$i unless $i =~ /^0x/;
+  Math::BigInt->new($i);
+  }
+
+sub _oct
+  {
+  return CORE::oct($_[0]) unless in_effect(1);
+  my $i = $_[0];
+  return Math::BigInt->from_oct($i) if $i =~ /^0[0-7]/;
+  Math::BigInt->new($i);
   }
 
 sub import 
   {
   my $self = shift;
 
+  $^H{bignum} = 1;                                     # we are in effect
+
+  my ($hex,$oct);
+
+  # for newer Perls override hex() and oct() with a lexical version:
+  if ($] > 5.009003)
+    {
+    $hex = \&_hex;
+    $oct = \&_oct;
+    }
+
   # some defaults
-  my $lib = 'Calc';
+  my $lib = ''; my $lib_kind = 'try';
   my $upgrade = 'Math::BigFloat';
   my $downgrade = 'Math::BigInt';
 
@@ -86,9 +126,10 @@ sub import
       my $s = 2; $s = 1 if @a-$j < 2;  # avoid "can not modify non-existant..."
       splice @a, $j, $s; $j -= $s; $i++;
       }
-    elsif ($_[$i] =~ /^(l|lib)$/)
+    elsif ($_[$i] =~ /^(l|lib|try|only)$/)
       {
       # this causes a different low lib to take care...
+      $lib_kind = $1; $lib_kind = 'lib' if $lib_kind eq 'l';
       $lib = $_[$i+1] || '';
       my $s = 2; $s = 1 if @a-$j < 2;  # avoid "can not modify non-existant..."
       splice @a, $j, $s; $j -= $s; $i++;
@@ -115,7 +156,20 @@ sub import
       $trace = 1;
       splice @a, $j, 1; $j --;
       }
-    else { die "unknown option $_[$i]"; }
+    elsif ($_[$i] eq 'hex')
+      {
+      splice @a, $j, 1; $j --;
+      $hex = \&bigint::_hex_global;
+      }
+    elsif ($_[$i] eq 'oct')
+      {
+      splice @a, $j, 1; $j --;
+      $oct = \&bigint::_oct_global;
+      }
+    elsif ($_[$i] !~ /^(PI|e|bexp|bpi)\z/)
+      {
+      die ("unknown option $_[$i]");
+      }
     }
   my $class;
   $_lite = 0;                                  # using M::BI::L ?
@@ -123,7 +177,6 @@ sub import
     {
     require Math::BigInt::Trace; $class = 'Math::BigInt::Trace';
     $upgrade = 'Math::BigFloat::Trace';        
-    print STDERR "Loading $class";
     }
   else
     {
@@ -140,15 +193,15 @@ sub import
       }
     require Math::BigInt if $_lite == 0;       # not already loaded?
     $class = 'Math::BigInt';                   # regardless of MBIL or not
-    } 
+    }
+  push @import, $lib_kind => $lib if $lib ne ''; 
   # Math::BigInt::Trace or plain Math::BigInt
-  $class->import(@import, upgrade => $upgrade, lib => $lib);
+  $class->import(@import, upgrade => $upgrade);
 
   if ($trace)
     {
     require Math::BigFloat::Trace; $class = 'Math::BigFloat::Trace';
     $downgrade = 'Math::BigInt::Trace';        
-    print STDERR "Loading $class";
     }
   else
     {
@@ -168,8 +221,30 @@ sub import
     print "Math::BigFloat\t\t v$Math::BigFloat::VERSION\n";
     exit;
     }
+
+  # Take care of octal/hexadecimal constants
+  overload::constant binary => sub { bigint::_binary_constant(shift) };
+
+  # if another big* was already loaded:
+  my ($package) = caller();
+
+  no strict 'refs';
+  if (!defined *{"${package}::inf"})
+    {
+    $self->export_to_level(1,$self,@a);           # export inf and NaN
+    }
+  {
+    no warnings 'redefine';
+    *CORE::GLOBAL::oct = $oct if $oct;
+    *CORE::GLOBAL::hex = $hex if $hex;
+  }
   }
 
+sub PI () { Math::BigFloat->new('3.141592653589793238462643383279502884197'); }
+sub e () { Math::BigFloat->new('2.718281828459045235360287471352662497757'); }
+sub bpi ($) { Math::BigFloat::bpi(@_); }
+sub bexp ($$) { my $x = Math::BigFloat->new($_[0]); $x->bexp($_[1]); }
+
 1;
 
 __END__
@@ -183,7 +258,19 @@ bignum - Transparent BigNumber support for Perl
   use bignum;
 
   $x = 2 + 4.5,"\n";                   # BigFloat 6.5
-  print 2 ** 512 * 0.1;                        # really is what you think it is
+  print 2 ** 512 * 0.1,"\n";           # really is what you think it is
+  print inf * inf,"\n";                        # prints inf
+  print NaN * 3,"\n";                  # prints NaN
+
+  {
+    no bignum;
+    print 2 ** 256,"\n";               # a normal Perl scalar now
+  }
+
+  # for older Perls, note that this will be global:
+  use bignum qw/hex oct/;
+  print hex("0x1234567890123490"),"\n";
+  print oct("01234567890123490"),"\n";
 
 =head1 DESCRIPTION
 
@@ -191,7 +278,100 @@ All operators (including basic math operations) are overloaded. Integer and
 floating-point constants are created as proper BigInts or BigFloats,
 respectively.
 
-=head2 OPTIONS
+If you do 
+
+        use bignum;
+
+at the top of your script, Math::BigFloat and Math::BigInt will be loaded
+and any constant number will be converted to an object (Math::BigFloat for
+floats like 3.1415 and Math::BigInt for integers like 1234).
+
+So, the following line:
+
+        $x = 1234;
+
+creates actually a Math::BigInt and stores a reference to in $x.
+This happens transparently and behind your back, so to speak.
+
+You can see this with the following:
+
+        perl -Mbignum -le 'print ref(1234)'
+
+Don't worry if it says Math::BigInt::Lite, bignum and friends will use Lite
+if it is installed since it is faster for some operations. It will be
+automatically upgraded to BigInt whenever necessary:
+
+        perl -Mbignum -le 'print ref(2**255)'
+
+This also means it is a bad idea to check for some specific package, since
+the actual contents of $x might be something unexpected. Due to the
+transparent way of bignum C<ref()> should not be necessary, anyway.
+
+Since Math::BigInt and BigFloat also overload the normal math operations,
+the following line will still work:
+
+        perl -Mbignum -le 'print ref(1234+1234)'
+
+Since numbers are actually objects, you can call all the usual methods from
+BigInt/BigFloat on them. This even works to some extent on expressions:
+
+        perl -Mbignum -le '$x = 1234; print $x->bdec()'
+        perl -Mbignum -le 'print 1234->copy()->binc();'
+        perl -Mbignum -le 'print 1234->copy()->binc->badd(6);'
+        perl -Mbignum -le 'print +(1234)->copy()->binc()'
+
+(Note that print doesn't do what you expect if the expression starts with
+'(' hence the C<+>)
+
+You can even chain the operations together as usual:
+
+        perl -Mbignum -le 'print 1234->copy()->binc->badd(6);'
+        1241
+
+Under bignum (or bigint or bigrat), Perl will "upgrade" the numbers
+appropriately. This means that:
+
+        perl -Mbignum -le 'print 1234+4.5'
+        1238.5
+
+will work correctly. These mixed cases don't do always work when using
+Math::BigInt or Math::BigFloat alone, or at least not in the way normal Perl
+scalars work. 
+
+If you do want to work with large integers like under C<use integer;>, try
+C<use bigint;>:
+
+        perl -Mbigint -le 'print 1234.5+4.5'
+        1238
+
+There is also C<use bigrat;> which gives you big rationals:
+
+        perl -Mbigrat -le 'print 1234+4.1'
+        12381/10
+
+The entire upgrading/downgrading is still experimental and might not work
+as you expect or may even have bugs. You might get errors like this:
+
+        Can't use an undefined value as an ARRAY reference at
+        /usr/local/lib/perl5/5.8.0/Math/BigInt/Calc.pm line 864
+
+This means somewhere a routine got a BigFloat/Lite but expected a BigInt (or
+vice versa) and the upgrade/downgrad path was missing. This is a bug, please
+report it so that we can fix it.
+
+You might consider using just Math::BigInt or Math::BigFloat, since they
+allow you finer control over what get's done in which module/space. For
+instance, simple loop counters will be Math::BigInts under C<use bignum;> and
+this is slower than keeping them as Perl scalars:
+
+        perl -Mbignum -le 'for ($i = 0; $i < 10; $i++) { print ref($i); }'
+
+Please note the following does not work as expected (prints nothing), since
+overloading of '..' is not yet possible in Perl (as of v5.8.0):
+
+        perl -Mbignum -le 'for (1..2) { print ref($_); }'
+
+=head2 Options
 
 bignum recognizes some options that can be passed while loading it via use.
 The options can (currently) be either a single letter form, or the long form.
@@ -206,6 +386,8 @@ than or equal to zero. See Math::BigInt's bround() function for details.
 
        perl -Mbignum=a,50 -le 'print sqrt(20)'
 
+Note that setting precision and accurary at the same time is not possible.
+
 =item p or precision
 
 This sets the precision for all math operations. The argument can be any
@@ -215,6 +397,8 @@ integer. See Math::BigInt's bfround() function for details.
 
        perl -Mbignum=p,-50 -le 'print sqrt(20)'
 
+Note that setting precision and accurary at the same time is not possible.
+
 =item t or trace
 
 This enables a trace mode and is primarily for debugging bignum or
@@ -227,15 +411,146 @@ Load a different math lib, see L<MATH LIBRARY>.
        perl -Mbignum=l,GMP -e 'print 2 ** 512'
 
 Currently there is no way to specify more than one library on the command
-line. This will be hopefully fixed soon ;)
+line. This means the following does not work:
+
+       perl -Mbignum=l,GMP,Pari -e 'print 2 ** 512'
+
+This will be hopefully fixed soon ;)
+
+=item hex
+
+Override the built-in hex() method with a version that can handle big
+integers. Note that under Perl older than v5.9.4, this will be global
+and cannot be disabled with "no bigint;".
+
+=item oct
+
+Override the built-in oct() method with a version that can handle big
+integers. Note that under Perl older than v5.9.4, this will be global
+and cannot be disabled with "no bigint;".
 
 =item v or version
 
 This prints out the name and version of all modules used and then exits.
 
-       perl -Mbignum=v -e ''
+       perl -Mbignum=v
+
+=back
+
+=head2 Methods
+
+Beside import() and AUTOLOAD() there are only a few other methods.
+
+Since all numbers are now objects, you can use all functions that are part of
+the BigInt or BigFloat API. It is wise to use only the bxxx() notation, and not
+the fxxx() notation, though. This makes it possible that the underlying object
+might morph into a different class than BigFloat.
+
+=head2 Caveats
+
+But a warning is in order. When using the following to make a copy of a number,
+only a shallow copy will be made.
+
+        $x = 9; $y = $x;
+        $x = $y = 7;
+
+If you want to make a real copy, use the following:
+
+        $y = $x->copy();
+
+Using the copy or the original with overloaded math is okay, e.g. the
+following work:
+
+        $x = 9; $y = $x;
+        print $x + 1, " ", $y,"\n";     # prints 10 9
+
+but calling any method that modifies the number directly will result in
+B<both> the original and the copy being destroyed:
+
+        $x = 9; $y = $x;
+        print $x->badd(1), " ", $y,"\n";        # prints 10 10
+
+        $x = 9; $y = $x;
+        print $x->binc(1), " ", $y,"\n";        # prints 10 10
+
+        $x = 9; $y = $x;
+        print $x->bmul(2), " ", $y,"\n";        # prints 18 18
+
+Using methods that do not modify, but test the contents works:
+
+        $x = 9; $y = $x;
+        $z = 9 if $x->is_zero();                # works fine
+
+See the documentation about the copy constructor and C<=> in overload, as
+well as the documentation in BigInt for further details.
+
+=over 2
+
+=item inf()
+
+A shortcut to return Math::BigInt->binf(). Useful because Perl does not always
+handle bareword C<inf> properly.
+
+=item NaN()
+
+A shortcut to return Math::BigInt->bnan(). Useful because Perl does not always
+handle bareword C<NaN> properly.
+
+=item e
+
+       # perl -Mbignum=e -wle 'print e'
+
+Returns Euler's number C<e>, aka exp(1).
+
+=item PI()
+
+       # perl -Mbignum=PI -wle 'print PI'
+
+Returns PI.
 
-=head2 MATH LIBRARY
+=item bexp()
+
+       bexp($power,$accuracy);
+
+Returns Euler's number C<e> raised to the appropriate power, to
+the wanted accuracy.
+
+Example:
+
+       # perl -Mbignum=bexp -wle 'print bexp(1,80)'
+
+=item bpi()
+
+       bpi($accuracy);
+
+Returns PI to the wanted accuracy.
+
+Example:
+
+       # perl -Mbignum=bpi -wle 'print bpi(80)'
+
+=item upgrade()
+
+Return the class that numbers are upgraded to, is in fact returning
+C<$Math::BigInt::upgrade>.
+
+=item in_effect()
+
+       use bignum;
+
+       print "in effect\n" if bignum::in_effect;       # true
+       {
+         no bignum;
+         print "in effect\n" if bignum::in_effect;     # false
+       }
+
+Returns true or false if C<bignum> is in effect in the current scope.
+
+This method only works on Perl v5.9.4 or later.
+
+=back
+
+=head2 Math Library
 
 Math with the numbers is done (by default) by a module called
 Math::BigInt::Calc. This is equivalent to saying:
@@ -244,7 +559,7 @@ Math::BigInt::Calc. This is equivalent to saying:
 
 You can change this by using:
 
-       use bignum lib => 'BitVect';
+       use bignum lib => 'GMP';
 
 The following would first try to find Math::BigInt::Foo, then
 Math::BigInt::Bar, and when this also fails, revert to Math::BigInt::Calc:
@@ -253,6 +568,16 @@ Math::BigInt::Bar, and when this also fails, revert to Math::BigInt::Calc:
 
 Please see respective module documentation for further details.
 
+Using C<lib> warns if none of the specified libraries can be found and
+L<Math::BigInt> did fall back to one of the default libraries.
+To supress this warning, use C<try> instead:
+
+       use bignum try => 'GMP';
+
+If you want the code to die instead of falling back, use C<only> instead:
+
+       use bignum only => 'GMP';
+
 =head2 INTERNAL FORMAT
 
 The numbers are stored as objects, and their internals might change at anytime,
@@ -275,12 +600,40 @@ numbers or as a result of 0/0. '+inf' and '-inf' represent plus respectively
 minus infinity. You will get '+inf' when dividing a positive number by 0, and
 '-inf' when dividing any negative number by 0.
 
-=head2 METHODS
+=head1 CAVAETS
 
-Since all numbers are now objects, you can use all functions that are part of
-the BigInt or BigFloat API. It is wise to use only the bxxx() notation, and not
-the fxxx() notation, though. This makes it possible that the underlying object
-might morph into a different class than BigFloat.
+=over 2
+
+=item in_effect()
+
+This method only works on Perl v5.9.4 or later.
+
+=item hex()/oct()
+
+C<bigint> overrides these routines with versions that can also handle
+big integer values. Under Perl prior to version v5.9.4, however, this
+will not happen unless you specifically ask for it with the two
+import tags "hex" and "oct" - and then it will be global and cannot be
+disabled inside a scope with "no bigint":
+
+       use bigint qw/hex oct/;
+
+       print hex("0x1234567890123456");
+       {
+               no bigint;
+               print hex("0x1234567890123456");
+       }
+
+The second call to hex() will warn about a non-portable constant.
+
+Compare this to:
+
+       use bigint;
+
+       # will warn only under older than v5.9.4
+       print hex("0x1234567890123456");
+
+=back
 
 =head1 MODULES USED
 
@@ -304,8 +657,10 @@ Some cool command line examples to impress the Python crowd ;)
        perl -Mbignum -le 'print 3/7 + 5/7 + 8/3'
        perl -Mbignum -le 'print 123->is_odd()'
        perl -Mbignum -le 'print log(2)'
+       perl -Mbignum -le 'print exp(1)'
        perl -Mbignum -le 'print 2 ** 0.5'
        perl -Mbignum=a,65 -le 'print 2 ** 0.2'
+       perl -Mbignum=a,65,l,GMP -le 'print 7 ** 7777'
 
 =head1 LICENSE
 
@@ -321,6 +676,6 @@ as L<Math::BigInt::BitVect>, L<Math::BigInt::Pari> and  L<Math::BigInt::GMP>.
 
 =head1 AUTHORS
 
-(C) by Tels L<http://bloodgate.com/> in early 2002.
+(C) by Tels L<http://bloodgate.com/> in early 2002 - 2007.
 
 =cut