[project @ 1999-09-12 14:33:56 by sof]
[ghc-hetmet.git] / ghc / lib / std / PrelNum.lhs
index 5a835ad..a946e1b 100644 (file)
@@ -9,12 +9,17 @@
 
 module PrelNum where
 
-import PrelBase
-import Ix
 import {-# SOURCE #-} PrelErr
+import PrelBase
+import PrelList
+import PrelEnum
+import PrelShow
 
 infixr 8  ^, ^^, **
 infixl 7  %, /, `quot`, `rem`, `div`, `mod`
+infixl 7  *
+infixl 6  +, -
+
 \end{code}
 
 %*********************************************************
@@ -24,6 +29,19 @@ infixl 7  %, /, `quot`, `rem`, `div`, `mod`
 %*********************************************************
 
 \begin{code}
+class  (Eq a, Show a) => Num a  where
+    (+), (-), (*)      :: a -> a -> a
+    negate             :: a -> a
+    abs, signum                :: a -> a
+    fromInteger                :: Integer -> a
+    fromInt            :: Int -> a -- partain: Glasgow extension
+
+    x - y              = x + negate y
+    negate x           = 0 - x
+    fromInt (I# i#)    = fromInteger (S# i#)
+                                       -- Go via the standard class-op if the
+                                       -- non-standard one ain't provided
+
 class  (Num a, Ord a) => Real a  where
     toRational         ::  a -> Rational
 
@@ -128,6 +146,23 @@ class  (RealFrac a, Floating a) => RealFloat a  where
 %*********************************************************
 
 \begin{code}
+instance  Num Int  where
+    (+)           x y =  plusInt x y
+    (-)           x y =  minusInt x y
+    negate x   =  negateInt x
+    (*)           x y =  timesInt x y
+    abs    n   = if n `geInt` 0 then n else (negateInt n)
+
+    signum n | n `ltInt` 0 = negateInt 1
+            | n `eqInt` 0 = 0
+            | otherwise   = 1
+
+    fromInteger (S# i#) = I# i#
+    fromInteger (J# s# d#)
+      = case (integer2Int# s# d#) of { i# -> I# i# }
+
+    fromInt n          = n
+
 instance  Real Int  where
     toRational x       =  toInteger x % 1
 
@@ -171,74 +206,116 @@ instance  Integral Int   where
 
 \begin{code}
 instance  Ord Integer  where
-    (J# a1 s1 d1) <= (J# a2 s2 d2)
-      = (cmpInteger# a1 s1 d1 a2 s2 d2) <=# 0#
-
-    (J# a1 s1 d1) <  (J# a2 s2 d2)
-      = (cmpInteger# a1 s1 d1 a2 s2 d2) <# 0#
-
-    (J# a1 s1 d1) >= (J# a2 s2 d2)
-      = (cmpInteger# a1 s1 d1 a2 s2 d2) >=# 0#
-
-    (J# a1 s1 d1) >  (J# a2 s2 d2)
-      = (cmpInteger# a1 s1 d1 a2 s2 d2) ># 0#
-
-    x@(J# a1 s1 d1) `max` y@(J# a2 s2 d2)
-      = if ((cmpInteger# a1 s1 d1 a2 s2 d2) ># 0#) then x else y
-
-    x@(J# a1 s1 d1) `min` y@(J# a2 s2 d2)
-      = if ((cmpInteger# a1 s1 d1 a2 s2 d2) <# 0#) then x else y
-
-    compare (J# a1 s1 d1) (J# a2 s2 d2)
-       = case cmpInteger# a1 s1 d1 a2 s2 d2 of { res# ->
+    (S# i)     <=  (S# j)     = i <=# j
+    (J# s d)   <=  (S# i)     = cmpIntegerInt# s d i <=# 0#
+    (S# i)     <=  (J# s d)   = cmpIntegerInt# s d i >=# 0#
+    (J# s1 d1) <=  (J# s2 d2) = (cmpInteger# s1 d1 s2 d2) <=# 0#
+
+    (S# i)     >   (S# j)     = i ># j
+    (J# s d)   >   (S# i)     = cmpIntegerInt# s d i ># 0#
+    (S# i)     >   (J# s d)   = cmpIntegerInt# s d i <# 0#
+    (J# s1 d1) >   (J# s2 d2) = (cmpInteger# s1 d1 s2 d2) ># 0#
+
+    (S# i)     <   (S# j)     = i <# j
+    (J# s d)   <   (S# i)     = cmpIntegerInt# s d i <# 0#
+    (S# i)     <   (J# s d)   = cmpIntegerInt# s d i ># 0#
+    (J# s1 d1) <   (J# s2 d2) = (cmpInteger# s1 d1 s2 d2) <# 0#
+
+    (S# i)     >=  (S# j)     = i >=# j
+    (J# s d)   >=  (S# i)     = cmpIntegerInt# s d i >=# 0#
+    (S# i)     >=  (J# s d)   = cmpIntegerInt# s d i <=# 0#
+    (J# s1 d1) >=  (J# s2 d2) = (cmpInteger# s1 d1 s2 d2) >=# 0#
+
+    compare (S# i)  (S# j)
+       | i ==# j = EQ
+       | i <=# j = LT
+       | otherwise = GT
+    compare (J# s d) (S# i)
+       = case cmpIntegerInt# s d i of { res# ->
+        if res# <# 0# then LT else 
+        if res# ># 0# then GT else EQ
+        }
+    compare (S# i) (J# s d)
+       = case cmpIntegerInt# s d i of { res# ->
+        if res# ># 0# then LT else 
+        if res# <# 0# then GT else EQ
+        }
+    compare (J# s1 d1) (J# s2 d2)
+       = case cmpInteger# s1 d1 s2 d2 of { res# ->
         if res# <# 0# then LT else 
         if res# ># 0# then GT else EQ
         }
 
-instance  Num Integer  where
-    (+) (J# a1 s1 d1) (J# a2 s2 d2)
-      = case plusInteger# a1 s1 d1 a2 s2 d2 of (# a, s, d #) -> J# a s d
-
-    (-) (J# a1 s1 d1) (J# a2 s2 d2)
-      = case minusInteger# a1 s1 d1 a2 s2 d2 of (# a, s, d #) -> J# a s d
-
-    negate (J# a s d) 
-      = case negateInteger# a s d of (# a1, s1, d1 #) -> J# a1 s1 d1
+toBig (S# i) = case int2Integer# i of { (# s, d #) -> J# s d }
+toBig i@(J# _ _) = i
 
-    (*) (J# a1 s1 d1) (J# a2 s2 d2)
-      = case timesInteger# a1 s1 d1 a2 s2 d2 of (# a, s, d #) -> J# a s d
+instance  Num Integer  where
+    (+) i1@(S# i) i2@(S# j)
+       = case addIntC# i j of { (# r, c #) ->
+         if c ==# 0# then S# r
+         else toBig i1 + toBig i2 }
+    (+) i1@(J# _ _) i2@(S# _)  = i1 + toBig i2
+    (+) i1@(S# _) i2@(J# _ _)  = toBig i1 + i2
+    (+) (J# s1 d1) (J# s2 d2)
+      = case plusInteger# s1 d1 s2 d2 of (# s, d #) -> J# s d
+
+    (-) i1@(S# i) i2@(S# j)
+       = case subIntC# i j of { (# r, c #) ->
+         if c ==# 0# then S# r
+         else toBig i1 - toBig i2 }
+    (-) i1@(J# _ _) i2@(S# _)  = i1 - toBig i2
+    (-) i1@(S# _) i2@(J# _ _)  = toBig i1 - i2
+    (-) (J# s1 d1) (J# s2 d2)
+      = case minusInteger# s1 d1 s2 d2 of (# s, d #) -> J# s d
+
+    (*) i1@(S# i) i2@(S# j)
+       = case mulIntC# i j of { (# r, c #) ->
+         if c ==# 0# then S# r
+         else toBig i1 * toBig i2 }
+    (*) i1@(J# _ _) i2@(S# _)  = i1 * toBig i2
+    (*) i1@(S# _) i2@(J# _ _)  = toBig i1 * i2
+    (*) (J# s1 d1) (J# s2 d2)
+      = case timesInteger# s1 d1 s2 d2 of (# s, d #) -> J# s d
+
+    negate (S# (-2147483648#)) = 2147483648
+    negate (S# i) = S# (negateInt# i)
+    negate (J# s d) = J# (negateInt# s) d
 
     -- ORIG: abs n = if n >= 0 then n else -n
 
-    abs n@(J# a1 s1 d1)
-      = case 0 of { J# a2 s2 d2 ->
-       if (cmpInteger# a1 s1 d1 a2 s2 d2) >=# 0#
+    abs (S# i) = case abs (I# i) of I# j -> S# j
+    abs n@(J# s d)
+      = if (cmpIntegerInt# s d 0#) >=# 0#
        then n
-       else case negateInteger# a1 s1 d1 of (# a, s, d #) -> J# a s d
-       }
+       else J# (negateInt# s) d
 
-    signum (J# a1 s1 d1)
-      = case 0 of { J# a2 s2 d2 ->
-       let
-           cmp = cmpInteger# a1 s1 d1 a2 s2 d2
+    signum (S# i) = case signum (I# i) of I# j -> S# j
+    signum (J# s d)
+      = let
+           cmp = cmpIntegerInt# s d 0#
        in
-       if      cmp >#  0# then 1
-       else if cmp ==# 0# then 0
-       else                    (negate 1)
-       }
+       if      cmp >#  0# then S# 1#
+       else if cmp ==# 0# then S# 0#
+       else                    S# (negateInt# 1#)
 
     fromInteger        x       =  x
 
-    fromInt (I# i)     =  int2Integer i
+    fromInt (I# i)     =  S# i
 
 instance  Real Integer  where
     toRational x       =  x % 1
 
 instance  Integral Integer where
-    quotRem (J# a1 s1 d1) (J# a2 s2 d2)
-      = case (quotRemInteger# a1 s1 d1 a2 s2 d2) of
-         (# a3, s3, d3, a4, s4, d4 #)
-           -> (J# a3 s3 d3, J# a4 s4 d4)
+       -- ToDo:  a `rem`  b returns a small integer if b is small,
+       --        a `quot` b returns a small integer if a is small.
+    quotRem (S# i) (S# j)         
+      = case quotRem (I# i) (I# j) of ( I# i, I# j ) -> ( S# i, S# j) 
+    quotRem i1@(J# _ _) i2@(S# _) = quotRem i1 (toBig i2)
+    quotRem i1@(S# _) i2@(J# _ _) = quotRem (toBig i1) i2
+    quotRem (J# s1 d1) (J# s2 d2)
+      = case (quotRemInteger# s1 d1 s2 d2) of
+         (# s3, d3, s4, d4 #)
+           -> (J# s3 d3, J# s4 d4)
 
 {- USING THE UNDERLYING "GMP" CODE IS DUBIOUS FOR NOW:
 
@@ -248,17 +325,22 @@ instance  Integral Integer where
            -> (J# a3 s3 d3, J# a4 s4 d4)
 -}
     toInteger n             = n
-    toInt (J# a s d) = case (integer2Int# a s d) of { n# -> I# n# }
+    toInt (S# i)     = I# i
+    toInt (J# s d)   = case (integer2Int# s d) of { n# -> I# n# }
 
     -- the rest are identical to the report default methods;
     -- you get slightly better code if you let the compiler
     -- see them right here:
+    (S# n) `quot` (S# d) = S# (n `quotInt#` d)
     n `quot` d =  if d /= 0 then q else 
                     error "Prelude.Integral.quot{Integer}: divide by 0"  
                   where (q,_) = quotRem n d
+
+    (S# n) `rem` (S# d) = S# (n `remInt#` d)
     n `rem` d  =  if d /= 0 then r else 
                     error "Prelude.Integral.rem{Integer}: divide by 0"  
                   where (_,r) = quotRem n d
+
     n `div` d  =  q  where (q,_) = divMod n d
     n `mod` d  =  r  where (_,r) = divMod n d
 
@@ -266,44 +348,66 @@ instance  Integral Integer where
                   if signum r == negate (signum d) then (q - 1, r+d) else qr }
                   -- Case-ified by WDP 94/10
 
+------------------------------------------------------------------------
 instance  Enum Integer  where
     succ x              = x + 1
     pred x              = x - 1
     toEnum n            =  toInteger n
     fromEnum n          =  toInt n
-    enumFrom n           =  n : enumFrom (n + 1)
-    enumFromThen e1 e2   =  en' e1 (e2 - e1)
-                           where en' a b = a : en' (a + b) b
-    enumFromTo n m
-      | n <= m           =  takeWhile (<= m) (enumFrom n)
-      | otherwise        =  takeWhile (>= m) (enumFromThen n (n-1))
-    enumFromThenTo n m p =  takeWhile pred   (enumFromThen n m)
-           where
-            pred | m >= n    = (<= p)
-                 | otherwise = (>= p)
+
+    {-# INLINE enumFrom #-}
+    {-# INLINE enumFromThen #-}
+    {-# INLINE enumFromTo #-}
+    {-# INLINE enumFromThenTo #-}
+    enumFrom x             = build (\c _ -> enumDeltaIntegerFB          c   x 1)
+    enumFromThen x y       = build (\c _ -> enumDeltaIntegerFB          c   x (y-x))
+    enumFromTo x lim      = build (\c n -> enumDeltaToIntegerFB c n x 1     lim)
+    enumFromThenTo x y lim = build (\c n -> enumDeltaToIntegerFB c n x (y-x) lim)
+
+enumDeltaIntegerFB :: (Integer -> b -> b) -> Integer -> Integer -> b
+enumDeltaIntegerFB c x d = x `c` enumDeltaIntegerFB c (x+d) d
+
+enumDeltaIntegerList :: Integer -> Integer -> [Integer]
+enumDeltaIntegerList x d = x : enumDeltaIntegerList (x+d) d
+
+enumDeltaToIntegerFB c n x delta lim
+  | delta >= 0 = up_fb c n x delta lim
+  | otherwise  = dn_fb c n x delta lim
+
+enumDeltaToIntegerList x delta lim
+  | delta >= 0 = up_list x delta lim
+  | otherwise  = dn_list x delta lim
+
+up_fb c n x delta lim = go (x::Integer)
+                     where
+                       go x | x > lim   = n
+                            | otherwise = x `c` go (x+delta)
+dn_fb c n x delta lim = go (x::Integer)
+                     where
+                       go x | x < lim   = n
+                            | otherwise = x `c` go (x+delta)
+
+up_list x delta lim = go (x::Integer)
+                   where
+                       go x | x > lim   = []
+                            | otherwise = x : go (x+delta)
+dn_list x delta lim = go (x::Integer)
+                   where
+                       go x | x < lim   = []
+                            | otherwise = x : go (x+delta)
+
+{-# RULES
+"enumDeltaInteger"     enumDeltaIntegerFB   (:)    = enumDeltaIntegerList
+"enumDeltaToInteger"   enumDeltaToIntegerFB (:) [] = enumDeltaToIntegerList
+ #-}
+
+------------------------------------------------------------------------
 
 instance  Show Integer  where
     showsPrec   x = showSignedInteger x
     showList = showList__ (showsPrec 0) 
 
 
-instance  Ix Integer  where
-    range (m,n)                =  [m..n]
-    index b@(m,_) i
-       | inRange b i   =  fromInteger (i - m)
-       | otherwise     =  indexIntegerError i b
-    inRange (m,n) i    =  m <= i && i <= n
-
--- Sigh, really want to use helper function in Ix, but
--- module deps. are too painful.
-{-# NOINLINE indexIntegerError #-}
-indexIntegerError :: Integer -> (Integer,Integer) -> a
-indexIntegerError i rng
-  = error (showString "Ix{Integer}.index: Index " .
-           showParen True (showsPrec 0 i) .
-          showString " out of range " $
-          showParen True (showsPrec 0 rng) "")
-
 showSignedInteger :: Int -> Integer -> ShowS
 showSignedInteger p n r
   | n < 0 && p > 6 = '(':jtos n (')':r)
@@ -320,6 +424,9 @@ jtos i rs
    | otherwise = jtos' q (chr (toInt r + (ord_0::Int)) : cs)
     where
      (q,r) = n `quotRem` 10
+
+ord_0 :: Num a => a
+ord_0 = fromInt (ord '0')
 \end{code}
 
 %*********************************************************
@@ -363,6 +470,11 @@ denominator (_ :% y)       =  y
 %*********************************************************
 
 \begin{code}
+
+{-# SPECIALISE subtract :: Int -> Int -> Int #-}
+subtract       :: (Num a) => a -> a -> a
+subtract x y   =  y - x
+
 even, odd      :: (Integral a) => a -> Bool
 even n         =  n `rem` 2 == 0
 odd            =  not . even
@@ -402,6 +514,5 @@ _ ^ _               = error "Prelude.^: negative exponent"
        Rational -> Int -> Rational #-}
 (^^)           :: (Fractional a, Integral b) => a -> b -> a
 x ^^ n         =  if n >= 0 then x^n else recip (x^(negate n))
-
 \end{code}