include/EvtGenBase/EvtVector4C.hh

0001
0002 /***********************************************************************
0003 * Copyright 1998-2020 CERN for the benefit of the EvtGen authors       *
0004 *                                                                      *
0005 * This file is part of EvtGen.                                         *
0006 *                                                                      *
0007 * EvtGen is free software: you can redistribute it and/or modify       *
0008 * it under the terms of the GNU General Public License as published by *
0009 * the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or    *
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0011 *                                                                      *
0012 * EvtGen is distributed in the hope that it will be useful,            *
0013 * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of       *
0014 * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the        *
0015 * GNU General Public License for more details.                         *
0016 *                                                                      *
0017 * You should have received a copy of the GNU General Public License    *
0018 * along with EvtGen.  If not, see <https://www.gnu.org/licenses/>.     *
0019 ***********************************************************************/
0020
0021 #ifndef EVTVECTOR4C_HH
0022 #define EVTVECTOR4C_HH
0023
0024 #include "EvtGenBase/EvtComplex.hh"
0025 #include "EvtGenBase/EvtVector3C.hh"
0026 #include "EvtGenBase/EvtVector4R.hh"
0027
0028 #include <iosfwd>
0029
0030 class EvtVector4C final {
0031     inline friend EvtVector4C operator*( double d, const EvtVector4C& v2 );
0032     inline friend EvtVector4C operator*( const EvtComplex& c,
0033                                          const EvtVector4C& v2 );
0034     inline friend EvtVector4C operator*( const EvtVector4C& v2,
0035                                          const EvtComplex& c );
0036     inline friend EvtVector4C operator*( const EvtComplex& c,
0037                                          const EvtVector4R& v2 );
0038     inline friend EvtComplex operator*( const EvtVector4R& v1,
0039                                         const EvtVector4C& v2 );
0040     inline friend EvtComplex operator*( const EvtVector4C& v1,
0041                                         const EvtVector4R& v2 );
0042     inline friend EvtComplex operator*( const EvtVector4C& v1,
0043                                         const EvtVector4C& v2 );
0044     friend EvtVector4C operator+( const EvtVector4C& v1, const EvtVector4C& v2 );
0045     friend EvtVector4C operator-( const EvtVector4C& v1, const EvtVector4C& v2 );
0046
0047   public:
0048     EvtVector4C();
0049     EvtVector4C( const EvtComplex&, const EvtComplex&, const EvtComplex&,
0050                  const EvtComplex& );
0051     inline void set( int, const EvtComplex& );
0052     inline void set( const EvtComplex&, const EvtComplex&, const EvtComplex&,
0053                      const EvtComplex& );
0054     inline void set( double, double, double, double );
0055     inline EvtVector4C( const EvtVector4R& v1 );
0056     inline const EvtComplex& get( int ) const;
0057     inline EvtComplex cont( const EvtVector4C& v4 ) const;
0058     inline EvtVector4C conj() const;
0059     EvtVector3C vec() const;
0060     inline EvtVector4C& operator-=( const EvtVector4C& v2 );
0061     inline EvtVector4C& operator+=( const EvtVector4C& v2 );
0062     inline EvtVector4C& operator*=( const EvtComplex& c );
0063     void applyRotateEuler( double alpha, double beta, double gamma );
0064     void applyBoostTo( const EvtVector4R& p4 );
0065     void applyBoostTo( const EvtVector3R& boost );
0066     friend std::ostream& operator<<( std::ostream& s, const EvtVector4C& v );
0067     double dot( const EvtVector4C& p2 );
0068
0069   private:
0070     EvtComplex v[4];
0071 };
0072
0073 EvtVector4C rotateEuler( const EvtVector4C& e, double alpha, double beta,
0074                          double gamma );
0075 EvtVector4C boostTo( const EvtVector4C& e, const EvtVector4R p4 );
0076 EvtVector4C boostTo( const EvtVector4C& e, const EvtVector3R boost );
0077
0078 inline EvtVector4C& EvtVector4C::operator+=( const EvtVector4C& v2 )
0079 {
0080     v[0] += v2.v[0];
0081     v[1] += v2.v[1];
0082     v[2] += v2.v[2];
0083     v[3] += v2.v[3];
0084
0085     return *this;
0086 }
0087
0088 inline EvtVector4C& EvtVector4C::operator-=( const EvtVector4C& v2 )
0089 {
0090     v[0] -= v2.v[0];
0091     v[1] -= v2.v[1];
0092     v[2] -= v2.v[2];
0093     v[3] -= v2.v[3];
0094
0095     return *this;
0096 }
0097
0098 inline void EvtVector4C::set( int i, const EvtComplex& c )
0099 {
0100     v[i] = c;
0101 }
0102
0103 inline EvtVector3C EvtVector4C::vec() const
0104 {
0105     return EvtVector3C( v[1], v[2], v[3] );
0106 }
0107
0108 inline void EvtVector4C::set( const EvtComplex& e, const EvtComplex& p1,
0109                               const EvtComplex& p2, const EvtComplex& p3 )
0110 {
0111     v[0] = e;
0112     v[1] = p1;
0113     v[2] = p2;
0114     v[3] = p3;
0115 }
0116
0117 inline void EvtVector4C::set( double e, double p1, double p2, double p3 )
0118 {
0119     v[0] = EvtComplex( e );
0120     v[1] = EvtComplex( p1 );
0121     v[2] = EvtComplex( p2 );
0122     v[3] = EvtComplex( p3 );
0123 }
0124
0125 inline const EvtComplex& EvtVector4C::get( int i ) const
0126 {
0127     return v[i];
0128 }
0129
0130 inline EvtVector4C operator+( const EvtVector4C& v1, const EvtVector4C& v2 )
0131 {
0132     return EvtVector4C( v1 ) += v2;
0133 }
0134
0135 inline EvtVector4C operator-( const EvtVector4C& v1, const EvtVector4C& v2 )
0136 {
0137     return EvtVector4C( v1 ) -= v2;
0138 }
0139
0140 inline EvtComplex EvtVector4C::cont( const EvtVector4C& v4 ) const
0141 {
0142     return v[0] * v4.v[0] - v[1] * v4.v[1] - v[2] * v4.v[2] - v[3] * v4.v[3];
0143 }
0144
0145 inline EvtVector4C& EvtVector4C::operator*=( const EvtComplex& c )
0146 {
0147     v[0] *= c;
0148     v[1] *= c;
0149     v[2] *= c;
0150     v[3] *= c;
0151
0152     return *this;
0153 }
0154
0155 inline EvtVector4C operator*( double d, const EvtVector4C& v2 )
0156 {
0157     return EvtVector4C( v2.v[0] * d, v2.v[1] * d, v2.v[2] * d, v2.v[3] * d );
0158 }
0159
0160 inline EvtVector4C operator*( const EvtComplex& c, const EvtVector4C& v2 )
0161 {
0162     return EvtVector4C( v2 ) *= c;
0163 }
0164
0165 inline EvtVector4C operator*( const EvtVector4C& v2, const EvtComplex& c )
0166 {
0167     return EvtVector4C( v2 ) *= c;
0168 }
0169
0170 inline EvtVector4C operator*( const EvtComplex& c, const EvtVector4R& v2 )
0171 {
0172     return EvtVector4C( c * v2.get( 0 ), c * v2.get( 1 ), c * v2.get( 2 ),
0173                         c * v2.get( 3 ) );
0174 }
0175
0176 inline EvtVector4C::EvtVector4C( const EvtVector4R& v1 )
0177 {
0178     v[0] = EvtComplex( v1.get( 0 ) );
0179     v[1] = EvtComplex( v1.get( 1 ) );
0180     v[2] = EvtComplex( v1.get( 2 ) );
0181     v[3] = EvtComplex( v1.get( 3 ) );
0182 }
0183
0184 inline EvtComplex operator*( const EvtVector4R& v1, const EvtVector4C& v2 )
0185 {
0186     return v1.get( 0 ) * v2.v[0] - v1.get( 1 ) * v2.v[1] -
0187            v1.get( 2 ) * v2.v[2] - v1.get( 3 ) * v2.v[3];
0188 }
0189
0190 inline EvtComplex operator*( const EvtVector4C& v1, const EvtVector4R& v2 )
0191 {
0192     return v1.v[0] * v2.get( 0 ) - v1.v[1] * v2.get( 1 ) -
0193            v1.v[2] * v2.get( 2 ) - v1.v[3] * v2.get( 3 );
0194 }
0195
0196 inline EvtComplex operator*( const EvtVector4C& v1, const EvtVector4C& v2 )
0197 {
0198     return v1.v[0] * v2.v[0] - v1.v[1] * v2.v[1] - v1.v[2] * v2.v[2] -
0199            v1.v[3] * v2.v[3];
0200 }
0201
0202 inline EvtVector4C EvtVector4C::conj() const
0203 {
0204     return EvtVector4C( ::conj( v[0] ), ::conj( v[1] ), ::conj( v[2] ),
0205                         ::conj( v[3] ) );
0206 }
0207
0208 #endif