src/foam/dimensionSet/dimensionSet.H

   1 /*---------------------------------------------------------------------------*\
   2   =========                 |
   3   \\      /  F ield         | foam-extend: Open Source CFD
   4    \\    /   O peration     |
   5     \\  /    A nd           | For copyright notice see file Copyright
   6      \\/     M anipulation  |
   7 -------------------------------------------------------------------------------
   8 License
   9     This file is part of foam-extend.
  10
  11     foam-extend is free software: you can redistribute it and/or modify it
  12     under the terms of the GNU General Public License as published by the
  13     Free Software Foundation, either version 3 of the License, or (at your
  14     option) any later version.
  15
  16     foam-extend is distributed in the hope that it will be useful, but
  17     WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  18     MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  19     General Public License for more details.
  20
  21     You should have received a copy of the GNU General Public License
  22     along with foam-extend.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  23
  24 Class
  25     Foam::dimensionSet
  26
  27 Description
  28     Dimension set for the base types.
  29     This type may be used to implement rigorous dimension checking
  30     for algebraic manipulation.
  31
  32 SourceFiles
  33     dimensionSet.C
  34     dimensionSetIO.C
  35     dimensionSets.C
  36
  37 \*---------------------------------------------------------------------------*/
  38
  39 #ifndef dimensionSet_H
  40 #define dimensionSet_H
  41
  42 #include "scalar.H"
  43 #include "bool.H"
  44 #include "dimensionedScalarFwd.H"
  45 #include "className.H"
  46
  47 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
  48
  49 namespace Foam
  50 {
  51
  52 // Forward declaration of friend functions and operators
  53
  54 class dimensionSet;
  55
  56 // Friend functions
  57
  58 dimensionSet max(const dimensionSet&, const dimensionSet&);
  59 dimensionSet min(const dimensionSet&, const dimensionSet&);
  60 dimensionSet cmptMultiply(const dimensionSet&, const dimensionSet&);
  61 dimensionSet cmptDivide(const dimensionSet&, const dimensionSet&);
  62
  63 dimensionSet pow(const dimensionSet&, const scalar);
  64 dimensionSet pow(const dimensionSet&, const dimensionedScalar&);
  65 dimensionSet pow(const dimensionedScalar&, const dimensionSet&);
  66
  67 dimensionSet sqr(const dimensionSet&);
  68 dimensionSet pow3(const dimensionSet&);
  69 dimensionSet pow4(const dimensionSet&);
  70 dimensionSet pow5(const dimensionSet&);
  71 dimensionSet pow6(const dimensionSet&);
  72
  73 dimensionSet sqrt(const dimensionSet&);
  74 dimensionSet magSqr(const dimensionSet&);
  75 dimensionSet mag(const dimensionSet&);
  76 dimensionSet sign(const dimensionSet&);
  77 dimensionSet pos(const dimensionSet&);
  78 dimensionSet neg(const dimensionSet&);
  79 dimensionSet inv(const dimensionSet&);
  80 dimensionSet hinv(const dimensionSet&);
  81
  82 // Function to check the argument is dimensionless
  83 //  for transcendental functions
  84 dimensionSet trans(const dimensionSet&);
  85
  86 // Return the argument; transformations do not change the dimensions
  87 dimensionSet transform(const dimensionSet&);
  88
  89 // Friend operators
  90
  91 dimensionSet operator-(const dimensionSet&);
  92 dimensionSet operator+(const dimensionSet&, const dimensionSet&);
  93 dimensionSet operator-(const dimensionSet&, const dimensionSet&);
  94 dimensionSet operator*(const dimensionSet&, const dimensionSet&);
  95 dimensionSet operator/(const dimensionSet&, const dimensionSet&);
  96 dimensionSet operator&(const dimensionSet&, const dimensionSet&);
  97 dimensionSet operator^(const dimensionSet&, const dimensionSet&);
  98 dimensionSet operator&&(const dimensionSet&, const dimensionSet&);
  99
 100 // IOstream operators
 101
 102 Istream& operator>>(Istream&, dimensionSet&);
 103 Ostream& operator<<(Ostream&, const dimensionSet&);
 104
 105
 106 /*---------------------------------------------------------------------------*\
 107                            Class dimensionSet Declaration
 108 \*---------------------------------------------------------------------------*/
 109
 110 class dimensionSet
 111 {
 112
 113 public:
 114
 115     // Member constants
 116
 117         enum
 118         {
 119             nDimensions = 7    // Number of dimensions in SI is 7
 120         };
 121
 122         //- Define an enumeration for the names of the dimension exponents
 123         enum dimensionType
 124         {
 125             MASS,               // kilogram   kg
 126             LENGTH,             // metre      m
 127             TIME,               // second     s
 128             TEMPERATURE,        // Kelvin     K
 129             MOLES,              // mole       mol
 130             CURRENT,            // Ampere     A
 131             LUMINOUS_INTENSITY  // Candela    Cd
 132         };
 133
 134
 135     // Static data members
 136
 137         static const scalar smallExponent;
 138
 139
 140 private:
 141
 142     // private data
 143
 144         // dimensionSet stored as an array of dimension exponents
 145         scalar exponents_[nDimensions];
 146
 147
 148 public:
 149
 150     // Declare name of the class and its debug switch
 151     ClassName("dimensionSet");
 152
 153
 154     // Constructors
 155
 156         //- Construct given individual dimension exponents for all
 157         //  seven dimensions
 158         dimensionSet
 159         (
 160             const scalar mass,
 161             const scalar length,
 162             const scalar time,
 163             const scalar temperature,
 164             const scalar moles,
 165             const scalar current,
 166             const scalar luminousIntensity
 167         );
 168
 169         //- Construct given individual dimension exponents for first
 170         //  five dimensions
 171         dimensionSet
 172         (
 173             const scalar mass,
 174             const scalar length,
 175             const scalar time,
 176             const scalar temperature,
 177             const scalar moles
 178         );
 179
 180         //- Construct from Istream
 181         dimensionSet(Istream&);
 182
 183
 184     // Member functions
 185
 186         bool dimensionless() const;
 187         void reset(const dimensionSet&);
 188
 189
 190     // Member operators
 191
 192         scalar operator[](const dimensionType) const;
 193         scalar& operator[](const dimensionType);
 194         bool operator==(const dimensionSet&) const;
 195         bool operator!=(const dimensionSet&) const;
 196
 197         bool operator=(const dimensionSet&) const;
 198
 199         bool operator+=(const dimensionSet&) const;
 200         bool operator-=(const dimensionSet&) const;
 201         bool operator*=(const dimensionSet&);
 202         bool operator/=(const dimensionSet&);
 203
 204
 205     // Friend functions
 206
 207         friend dimensionSet max(const dimensionSet&, const dimensionSet&);
 208         friend dimensionSet min(const dimensionSet&, const dimensionSet&);
 209         friend dimensionSet cmptMultiply
 210         (
 211             const dimensionSet&,
 212             const dimensionSet&
 213         );
 214         friend dimensionSet cmptDivide
 215         (
 216             const dimensionSet&,
 217             const dimensionSet&
 218         );
 219
 220         friend dimensionSet pow(const dimensionSet&, const scalar);
 221         friend dimensionSet pow(const dimensionSet&, const dimensionedScalar&);
 222         friend dimensionSet pow(const dimensionedScalar&, const dimensionSet&);
 223
 224         friend dimensionSet sqr(const dimensionSet&);
 225         friend dimensionSet pow3(const dimensionSet&);
 226         friend dimensionSet pow4(const dimensionSet&);
 227         friend dimensionSet pow5(const dimensionSet&);
 228         friend dimensionSet pow6(const dimensionSet&);
 229
 230         friend dimensionSet sqrt(const dimensionSet&);
 231         friend dimensionSet magSqr(const dimensionSet&);
 232         friend dimensionSet mag(const dimensionSet&);
 233         friend dimensionSet sign(const dimensionSet&);
 234         friend dimensionSet pos(const dimensionSet&);
 235         friend dimensionSet neg(const dimensionSet&);
 236         friend dimensionSet inv(const dimensionSet&);
 237
 238         //- Function to check the argument is dimensionless
 239         //  for transcendental functions
 240         friend dimensionSet trans(const dimensionSet&);
 241
 242         //- Return the argument; transformations do not change the dimensions
 243         friend dimensionSet transform(const dimensionSet&);
 244
 245
 246     // Friend operators
 247
 248         friend dimensionSet operator-(const dimensionSet&);
 249
 250         friend dimensionSet operator+
 251         (
 252             const dimensionSet&,
 253             const dimensionSet&
 254         );
 255
 256         friend dimensionSet operator-
 257         (
 258             const dimensionSet&,
 259             const dimensionSet&
 260         );
 261
 262         friend dimensionSet operator*
 263         (
 264             const dimensionSet&,
 265             const dimensionSet&
 266         );
 267
 268         friend dimensionSet operator/
 269         (
 270             const dimensionSet&,
 271             const dimensionSet&
 272         );
 273
 274         friend dimensionSet operator&
 275         (
 276             const dimensionSet&,
 277             const dimensionSet&
 278         );
 279
 280         friend dimensionSet operator^
 281         (
 282             const dimensionSet&,
 283             const dimensionSet&
 284         );
 285
 286         friend dimensionSet operator&&
 287         (
 288             const dimensionSet&,
 289             const dimensionSet&
 290         );
 291
 292
 293     // IOstream operators
 294
 295         friend Istream& operator>>(Istream&, dimensionSet&);
 296         friend Ostream& operator<<(Ostream&, const dimensionSet&);
 297 };
 298
 299
 300 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 301
 302 } // End namespace Foam
 303
 304 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 305
 306 #include "dimensionSets.H"
 307
 308 // * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * //
 309
 310 #endif
 311
 312 // ************************************************************************* //