]> www.ginac.de Git - ginac.git/blobdiff - ginac/normal.cpp
- fixed some compiler warnings
[ginac.git] / ginac / normal.cpp
index 956b646e031d58186cda20d18dbd1f0f1295f932..c9e9352f698dc11319bffb91321fbedd52227ef0 100644 (file)
@@ -6,7 +6,7 @@
  *  computation, square-free factorization and rational function normalization. */
 
 /*
- *  GiNaC Copyright (C) 1999-2002 Johannes Gutenberg University Mainz, Germany
+ *  GiNaC Copyright (C) 1999-2003 Johannes Gutenberg University Mainz, Germany
  *
  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
@@ -39,6 +39,7 @@
 #include "numeric.h"
 #include "power.h"
 #include "relational.h"
+#include "operators.h"
 #include "matrix.h"
 #include "pseries.h"
 #include "symbol.h"
@@ -92,7 +93,7 @@ static struct _stat_print {
  *  @return "false" if no symbol was found, "true" otherwise */
 static bool get_first_symbol(const ex &e, const symbol *&x)
 {
-       if (is_exactly_a<symbol>(e)) {
+       if (is_a<symbol>(e)) {
                x = &ex_to<symbol>(e);
                return true;
        } else if (is_exactly_a<add>(e) || is_exactly_a<mul>(e)) {
@@ -169,7 +170,7 @@ static void add_symbol(const symbol *s, sym_desc_vec &v)
 // Collect all symbols of an expression (used internally by get_symbol_stats())
 static void collect_symbols(const ex &e, sym_desc_vec &v)
 {
-       if (is_exactly_a<symbol>(e)) {
+       if (is_a<symbol>(e)) {
                add_symbol(&ex_to<symbol>(e), v);
        } else if (is_exactly_a<add>(e) || is_exactly_a<mul>(e)) {
                for (unsigned i=0; i<e.nops(); i++)
@@ -208,6 +209,7 @@ static void get_symbol_stats(const ex &a, const ex &b, sym_desc_vec &v)
                ++it;
        }
        std::sort(v.begin(), v.end());
+
 #if 0
        std::clog << "Symbols:\n";
        it = v.begin(); itend = v.end();
@@ -241,7 +243,7 @@ static numeric lcmcoeff(const ex &e, const numeric &l)
                        c *= lcmcoeff(e.op(i), _num1);
                return lcm(c, l);
        } else if (is_exactly_a<power>(e)) {
-               if (is_exactly_a<symbol>(e.op(0)))
+               if (is_a<symbol>(e.op(0)))
                        return l;
                else
                        return pow(lcmcoeff(e.op(0), l), ex_to<numeric>(e.op(1)));
@@ -286,7 +288,7 @@ static ex multiply_lcm(const ex &e, const numeric &lcm)
                        v.push_back(multiply_lcm(e.op(i), lcm));
                return (new add(v))->setflag(status_flags::dynallocated);
        } else if (is_exactly_a<power>(e)) {
-               if (is_exactly_a<symbol>(e.op(0)))
+               if (is_a<symbol>(e.op(0)))
                        return e * lcm;
                else
                        return pow(multiply_lcm(e.op(0), lcm.power(ex_to<numeric>(e.op(1)).inverse())), e.op(1));
@@ -471,14 +473,14 @@ ex decomp_rational(const ex &a, const symbol &x)
 }
 
 
-/** Pseudo-remainder of polynomials a(x) and b(x) in Z[x].
+/** Pseudo-remainder of polynomials a(x) and b(x) in Q[x].
  *
  *  @param a  first polynomial in x (dividend)
  *  @param b  second polynomial in x (divisor)
  *  @param x  a and b are polynomials in x
  *  @param check_args  check whether a and b are polynomials with rational
  *         coefficients (defaults to "true")
- *  @return pseudo-remainder of a(x) and b(x) in Z[x] */
+ *  @return pseudo-remainder of a(x) and b(x) in Q[x] */
 ex prem(const ex &a, const ex &b, const symbol &x, bool check_args)
 {
        if (b.is_zero())
@@ -523,14 +525,14 @@ ex prem(const ex &a, const ex &b, const symbol &x, bool check_args)
 }
 
 
-/** Sparse pseudo-remainder of polynomials a(x) and b(x) in Z[x].
+/** Sparse pseudo-remainder of polynomials a(x) and b(x) in Q[x].
  *
  *  @param a  first polynomial in x (dividend)
  *  @param b  second polynomial in x (divisor)
  *  @param x  a and b are polynomials in x
  *  @param check_args  check whether a and b are polynomials with rational
  *         coefficients (defaults to "true")
- *  @return sparse pseudo-remainder of a(x) and b(x) in Z[x] */
+ *  @return sparse pseudo-remainder of a(x) and b(x) in Q[x] */
 ex sprem(const ex &a, const ex &b, const symbol &x, bool check_args)
 {
        if (b.is_zero())
@@ -922,206 +924,6 @@ ex ex::primpart(const symbol &x, const ex &c) const
  *  GCD of multivariate polynomials
  */
 
-/** Compute GCD of polynomials in Q[X] using the Euclidean algorithm (not
- *  really suited for multivariate GCDs). This function is only provided for
- *  testing purposes.
- *
- *  @param a  first multivariate polynomial
- *  @param b  second multivariate polynomial
- *  @param x  pointer to symbol (main variable) in which to compute the GCD in
- *  @return the GCD as a new expression
- *  @see gcd */
-
-static ex eu_gcd(const ex &a, const ex &b, const symbol *x)
-{
-//std::clog << "eu_gcd(" << a << "," << b << ")\n";
-
-       // Sort c and d so that c has higher degree
-       ex c, d;
-       int adeg = a.degree(*x), bdeg = b.degree(*x);
-       if (adeg >= bdeg) {
-               c = a;
-               d = b;
-       } else {
-               c = b;
-               d = a;
-       }
-
-       // Normalize in Q[x]
-       c = c / c.lcoeff(*x);
-       d = d / d.lcoeff(*x);
-
-       // Euclidean algorithm
-       ex r;
-       for (;;) {
-//std::clog << " d = " << d << endl;
-               r = rem(c, d, *x, false);
-               if (r.is_zero())
-                       return d / d.lcoeff(*x);
-               c = d;
-               d = r;
-       }
-}
-
-
-/** Compute GCD of multivariate polynomials using the Euclidean PRS algorithm
- *  with pseudo-remainders ("World's Worst GCD Algorithm", staying in Z[X]).
- *  This function is only provided for testing purposes.
- *
- *  @param a  first multivariate polynomial
- *  @param b  second multivariate polynomial
- *  @param x  pointer to symbol (main variable) in which to compute the GCD in
- *  @return the GCD as a new expression
- *  @see gcd */
-
-static ex euprem_gcd(const ex &a, const ex &b, const symbol *x)
-{
-//std::clog << "euprem_gcd(" << a << "," << b << ")\n";
-
-       // Sort c and d so that c has higher degree
-       ex c, d;
-       int adeg = a.degree(*x), bdeg = b.degree(*x);
-       if (adeg >= bdeg) {
-               c = a;
-               d = b;
-       } else {
-               c = b;
-               d = a;
-       }
-
-       // Calculate GCD of contents
-       ex gamma = gcd(c.content(*x), d.content(*x), NULL, NULL, false);
-
-       // Euclidean algorithm with pseudo-remainders
-       ex r;
-       for (;;) {
-//std::clog << " d = " << d << endl;
-               r = prem(c, d, *x, false);
-               if (r.is_zero())
-                       return d.primpart(*x) * gamma;
-               c = d;
-               d = r;
-       }
-}
-
-
-/** Compute GCD of multivariate polynomials using the primitive Euclidean
- *  PRS algorithm (complete content removal at each step). This function is
- *  only provided for testing purposes.
- *
- *  @param a  first multivariate polynomial
- *  @param b  second multivariate polynomial
- *  @param x  pointer to symbol (main variable) in which to compute the GCD in
- *  @return the GCD as a new expression
- *  @see gcd */
-
-static ex peu_gcd(const ex &a, const ex &b, const symbol *x)
-{
-//std::clog << "peu_gcd(" << a << "," << b << ")\n";
-
-       // Sort c and d so that c has higher degree
-       ex c, d;
-       int adeg = a.degree(*x), bdeg = b.degree(*x);
-       int ddeg;
-       if (adeg >= bdeg) {
-               c = a;
-               d = b;
-               ddeg = bdeg;
-       } else {
-               c = b;
-               d = a;
-               ddeg = adeg;
-       }
-
-       // Remove content from c and d, to be attached to GCD later
-       ex cont_c = c.content(*x);
-       ex cont_d = d.content(*x);
-       ex gamma = gcd(cont_c, cont_d, NULL, NULL, false);
-       if (ddeg == 0)
-               return gamma;
-       c = c.primpart(*x, cont_c);
-       d = d.primpart(*x, cont_d);
-
-       // Euclidean algorithm with content removal
-       ex r;
-       for (;;) {
-//std::clog << " d = " << d << endl;
-               r = prem(c, d, *x, false);
-               if (r.is_zero())
-                       return gamma * d;
-               c = d;
-               d = r.primpart(*x);
-       }
-}
-
-
-/** Compute GCD of multivariate polynomials using the reduced PRS algorithm.
- *  This function is only provided for testing purposes.
- *
- *  @param a  first multivariate polynomial
- *  @param b  second multivariate polynomial
- *  @param x  pointer to symbol (main variable) in which to compute the GCD in
- *  @return the GCD as a new expression
- *  @see gcd */
-
-static ex red_gcd(const ex &a, const ex &b, const symbol *x)
-{
-//std::clog << "red_gcd(" << a << "," << b << ")\n";
-
-       // Sort c and d so that c has higher degree
-       ex c, d;
-       int adeg = a.degree(*x), bdeg = b.degree(*x);
-       int cdeg, ddeg;
-       if (adeg >= bdeg) {
-               c = a;
-               d = b;
-               cdeg = adeg;
-               ddeg = bdeg;
-       } else {
-               c = b;
-               d = a;
-               cdeg = bdeg;
-               ddeg = adeg;
-       }
-
-       // Remove content from c and d, to be attached to GCD later
-       ex cont_c = c.content(*x);
-       ex cont_d = d.content(*x);
-       ex gamma = gcd(cont_c, cont_d, NULL, NULL, false);
-       if (ddeg == 0)
-               return gamma;
-       c = c.primpart(*x, cont_c);
-       d = d.primpart(*x, cont_d);
-
-       // First element of divisor sequence
-       ex r, ri = _ex1;
-       int delta = cdeg - ddeg;
-
-       for (;;) {
-               // Calculate polynomial pseudo-remainder
-//std::clog << " d = " << d << endl;
-               r = prem(c, d, *x, false);
-               if (r.is_zero())
-                       return gamma * d.primpart(*x);
-               c = d;
-               cdeg = ddeg;
-
-               if (!divide(r, pow(ri, delta), d, false))
-                       throw(std::runtime_error("invalid expression in red_gcd(), division failed"));
-               ddeg = d.degree(*x);
-               if (ddeg == 0) {
-                       if (is_exactly_a<numeric>(r))
-                               return gamma;
-                       else
-                               return gamma * r.primpart(*x);
-               }
-
-               ri = c.expand().lcoeff(*x);
-               delta = cdeg - ddeg;
-       }
-}
-
-
 /** Compute GCD of multivariate polynomials using the subresultant PRS
  *  algorithm. This function is used internally by gcd().
  *
@@ -1133,7 +935,6 @@ static ex red_gcd(const ex &a, const ex &b, const symbol *x)
 
 static ex sr_gcd(const ex &a, const ex &b, sym_desc_vec::const_iterator var)
 {
-//std::clog << "sr_gcd(" << a << "," << b << ")\n";
 #if STATISTICS
        sr_gcd_called++;
 #endif
@@ -1165,22 +966,20 @@ static ex sr_gcd(const ex &a, const ex &b, sym_desc_vec::const_iterator var)
                return gamma;
        c = c.primpart(x, cont_c);
        d = d.primpart(x, cont_d);
-//std::clog << " content " << gamma << " removed, continuing with sr_gcd(" << c << "," << d << ")\n";
 
        // First element of subresultant sequence
        ex r = _ex0, ri = _ex1, psi = _ex1;
        int delta = cdeg - ddeg;
 
        for (;;) {
+
                // Calculate polynomial pseudo-remainder
-//std::clog << " start of loop, psi = " << psi << ", calculating pseudo-remainder...\n";
-//std::clog << " d = " << d << endl;
                r = prem(c, d, x, false);
                if (r.is_zero())
                        return gamma * d.primpart(x);
+
                c = d;
                cdeg = ddeg;
-//std::clog << " dividing...\n";
                if (!divide_in_z(r, ri * pow(psi, delta), d, var))
                        throw(std::runtime_error("invalid expression in sr_gcd(), division failed"));
                ddeg = d.degree(x);
@@ -1192,7 +991,6 @@ static ex sr_gcd(const ex &a, const ex &b, sym_desc_vec::const_iterator var)
                }
 
                // Next element of subresultant sequence
-//std::clog << " calculating next subresultant...\n";
                ri = c.expand().lcoeff(x);
                if (delta == 1)
                        psi = ri;
@@ -1346,7 +1144,6 @@ class gcdheu_failed {};
  *  @exception gcdheu_failed() */
 static ex heur_gcd(const ex &a, const ex &b, ex *ca, ex *cb, sym_desc_vec::const_iterator var)
 {
-//std::clog << "heur_gcd(" << a << "," << b << ")\n";
 #if STATISTICS
        heur_gcd_called++;
 #endif
@@ -1387,7 +1184,6 @@ static ex heur_gcd(const ex &a, const ex &b, ex *ca, ex *cb, sym_desc_vec::const
        // 6 tries maximum
        for (int t=0; t<6; t++) {
                if (xi.int_length() * maxdeg > 100000) {
-//std::clog << "giving up heur_gcd, xi.int_length = " << xi.int_length() << ", maxdeg = " << maxdeg << std::endl;
                        throw gcdheu_failed();
                }
 
@@ -1412,34 +1208,6 @@ static ex heur_gcd(const ex &a, const ex &b, ex *ca, ex *cb, sym_desc_vec::const
                                else
                                        return g;
                        }
-#if 0
-                       cp = interpolate(cp, xi, x);
-                       if (divide_in_z(cp, p, g, var)) {
-                               if (divide_in_z(g, q, cb ? *cb : dummy, var)) {
-                                       g *= gc;
-                                       if (ca)
-                                               *ca = cp;
-                                       ex lc = g.lcoeff(x);
-                                       if (is_exactly_a<numeric>(lc) && ex_to<numeric>(lc).is_negative())
-                                               return -g;
-                                       else
-                                               return g;
-                               }
-                       }
-                       cq = interpolate(cq, xi, x);
-                       if (divide_in_z(cq, q, g, var)) {
-                               if (divide_in_z(g, p, ca ? *ca : dummy, var)) {
-                                       g *= gc;
-                                       if (cb)
-                                               *cb = cq;
-                                       ex lc = g.lcoeff(x);
-                                       if (is_exactly_a<numeric>(lc) && ex_to<numeric>(lc).is_negative())
-                                               return -g;
-                                       else
-                                               return g;
-                               }
-                       }
-#endif
                }
 
                // Next evaluation point
@@ -1459,7 +1227,6 @@ static ex heur_gcd(const ex &a, const ex &b, ex *ca, ex *cb, sym_desc_vec::const
  *  @return the GCD as a new expression */
 ex gcd(const ex &a, const ex &b, ex *ca, ex *cb, bool check_args)
 {
-//std::clog << "gcd(" << a << "," << b << ")\n";
 #if STATISTICS
        gcd_called++;
 #endif
@@ -1621,20 +1388,17 @@ factored_b:
        int min_ldeg = std::min(ldeg_a,ldeg_b);
        if (min_ldeg > 0) {
                ex common = power(x, min_ldeg);
-//std::clog << "trivial common factor " << common << std::endl;
                return gcd((aex / common).expand(), (bex / common).expand(), ca, cb, false) * common;
        }
 
        // Try to eliminate variables
        if (var->deg_a == 0) {
-//std::clog << "eliminating variable " << x << " from b" << std::endl;
                ex c = bex.content(x);
                ex g = gcd(aex, c, ca, cb, false);
                if (cb)
                        *cb *= bex.unit(x) * bex.primpart(x, c);
                return g;
        } else if (var->deg_b == 0) {
-//std::clog << "eliminating variable " << x << " from a" << std::endl;
                ex c = aex.content(x);
                ex g = gcd(c, bex, ca, cb, false);
                if (ca)
@@ -1642,25 +1406,17 @@ factored_b:
                return g;
        }
 
-       ex g;
-#if 1
        // Try heuristic algorithm first, fall back to PRS if that failed
+       ex g;
        try {
                g = heur_gcd(aex, bex, ca, cb, var);
        } catch (gcdheu_failed) {
                g = fail();
        }
        if (is_exactly_a<fail>(g)) {
-//std::clog << "heuristics failed" << std::endl;
 #if STATISTICS
                heur_gcd_failed++;
 #endif
-#endif
-//             g = heur_gcd(aex, bex, ca, cb, var);
-//             g = eu_gcd(aex, bex, &x);
-//             g = euprem_gcd(aex, bex, &x);
-//             g = peu_gcd(aex, bex, &x);
-//             g = red_gcd(aex, bex, &x);
                g = sr_gcd(aex, bex, var);
                if (g.is_equal(_ex1)) {
                        // Keep cofactors factored if possible
@@ -1674,7 +1430,6 @@ factored_b:
                        if (cb)
                                divide(bex, g, *cb, false);
                }
-#if 1
        } else {
                if (g.is_equal(_ex1)) {
                        // Keep cofactors factored if possible
@@ -1684,7 +1439,7 @@ factored_b:
                                *cb = b;
                }
        }
-#endif
+
        return g;
 }
 
@@ -1741,6 +1496,7 @@ static exvector sqrfree_yun(const ex &a, const symbol &x)
        return res;
 }
 
+
 /** Compute a square-free factorization of a multivariate polynomial in Q[X].
  *
  *  @param a  multivariate polynomial over Q[X]
@@ -1778,7 +1534,7 @@ static exvector sqrfree_yun(const ex &a, const symbol &x)
  */
 ex sqrfree(const ex &a, const lst &l)
 {
-       if (is_a<numeric>(a) ||     // algorithm does not trap a==0
+       if (is_exactly_a<numeric>(a) ||     // algorithm does not trap a==0
            is_a<symbol>(a))        // shortcut
                return a;
 
@@ -1842,6 +1598,7 @@ ex sqrfree(const ex &a, const lst &l)
        return result * lcm.inverse();
 }
 
+
 /** Compute square-free partial fraction decomposition of rational function
  *  a(x).
  *
@@ -1950,7 +1707,8 @@ static ex replace_with_symbol(const ex &e, lst &sym_lst, lst &repl_lst)
 /** Create a symbol for replacing the expression "e" (or return a previously
  *  assigned symbol). An expression of the form "symbol == expression" is added
  *  to repl_lst and the symbol is returned.
- *  @see basic::to_rational */
+ *  @see basic::to_rational
+ *  @see basic::to_polynomial */
 static ex replace_with_symbol(const ex &e, lst &repl_lst)
 {
        // Expression already in repl_lst? Then return the assigned symbol
@@ -2220,13 +1978,11 @@ ex power::normal(lst &sym_lst, lst &repl_lst, int level) const
                                // (a/b)^-x -> {sym((b/a)^x), 1}
                                return (new lst(replace_with_symbol(power(n_basis.op(1) / n_basis.op(0), -n_exponent), sym_lst, repl_lst), _ex1))->setflag(status_flags::dynallocated);
                        }
-
-               } else {        // n_exponent not numeric
-
-                       // (a/b)^x -> {sym((a/b)^x, 1}
-                       return (new lst(replace_with_symbol(power(n_basis.op(0) / n_basis.op(1), n_exponent), sym_lst, repl_lst), _ex1))->setflag(status_flags::dynallocated);
                }
        }
+
+       // (a/b)^x -> {sym((a/b)^x, 1}
+       return (new lst(replace_with_symbol(power(n_basis.op(0) / n_basis.op(1), n_exponent), sym_lst, repl_lst), _ex1))->setflag(status_flags::dynallocated);
 }
 
 
@@ -2337,7 +2093,7 @@ ex ex::numer_denom(void) const
 
 
 /** Rationalization of non-rational functions.
- *  This function converts a general expression to a rational polynomial
+ *  This function converts a general expression to a rational function
  *  by replacing all non-rational subexpressions (like non-rational numbers,
  *  non-integer powers or functions like sin(), cos() etc.) to temporary
  *  symbols. This makes it possible to use functions like gcd() and divide()
@@ -2350,11 +2106,29 @@ ex ex::numer_denom(void) const
  *
  *  @param repl_lst collects a list of all temporary symbols and their replacements
  *  @return rationalized expression */
+ex ex::to_rational(lst &repl_lst) const
+{
+       return bp->to_rational(repl_lst);
+}
+
+ex ex::to_polynomial(lst &repl_lst) const
+{
+       return bp->to_polynomial(repl_lst);
+}
+
+
+/** Default implementation of ex::to_rational(). This replaces the object with
+ *  a temporary symbol. */
 ex basic::to_rational(lst &repl_lst) const
 {
        return replace_with_symbol(*this, repl_lst);
 }
 
+ex basic::to_polynomial(lst &repl_lst) const
+{
+       return replace_with_symbol(*this, repl_lst);
+}
+
 
 /** Implementation of ex::to_rational() for symbols. This returns the
  *  unmodified symbol. */
@@ -2363,6 +2137,13 @@ ex symbol::to_rational(lst &repl_lst) const
        return *this;
 }
 
+/** Implementation of ex::to_polynomial() for symbols. This returns the
+ *  unmodified symbol. */
+ex symbol::to_polynomial(lst &repl_lst) const
+{
+       return *this;
+}
+
 
 /** Implementation of ex::to_rational() for a numeric. It splits complex
  *  numbers into re+I*im and replaces I and non-rational real numbers with a
@@ -2382,6 +2163,24 @@ ex numeric::to_rational(lst &repl_lst) const
        return *this;
 }
 
+/** Implementation of ex::to_polynomial() for a numeric. It splits complex
+ *  numbers into re+I*im and replaces I and non-integer real numbers with a
+ *  temporary symbol. */
+ex numeric::to_polynomial(lst &repl_lst) const
+{
+       if (is_real()) {
+               if (!is_integer())
+                       return replace_with_symbol(*this, repl_lst);
+       } else { // complex
+               numeric re = real();
+               numeric im = imag();
+               ex re_ex = re.is_integer() ? re : replace_with_symbol(re, repl_lst);
+               ex im_ex = im.is_integer() ? im : replace_with_symbol(im, repl_lst);
+               return re_ex + im_ex * replace_with_symbol(I, repl_lst);
+       }
+       return *this;
+}
+
 
 /** Implementation of ex::to_rational() for powers. It replaces non-integer
  *  powers by temporary symbols. */
@@ -2393,6 +2192,16 @@ ex power::to_rational(lst &repl_lst) const
                return replace_with_symbol(*this, repl_lst);
 }
 
+/** Implementation of ex::to_polynomial() for powers. It replaces non-posint
+ *  powers by temporary symbols. */
+ex power::to_polynomial(lst &repl_lst) const
+{
+       if (exponent.info(info_flags::posint))
+               return power(basis.to_rational(repl_lst), exponent);
+       else
+               return replace_with_symbol(*this, repl_lst);
+}
+
 
 /** Implementation of ex::to_rational() for expairseqs. */
 ex expairseq::to_rational(lst &repl_lst) const
@@ -2412,5 +2221,121 @@ ex expairseq::to_rational(lst &repl_lst) const
        return thisexpairseq(s, default_overall_coeff());
 }
 
+/** Implementation of ex::to_polynomial() for expairseqs. */
+ex expairseq::to_polynomial(lst &repl_lst) const
+{
+       epvector s;
+       s.reserve(seq.size());
+       epvector::const_iterator i = seq.begin(), end = seq.end();
+       while (i != end) {
+               s.push_back(split_ex_to_pair(recombine_pair_to_ex(*i).to_polynomial(repl_lst)));
+               ++i;
+       }
+       ex oc = overall_coeff.to_polynomial(repl_lst);
+       if (oc.info(info_flags::numeric))
+               return thisexpairseq(s, overall_coeff);
+       else
+               s.push_back(combine_ex_with_coeff_to_pair(oc, _ex1));
+       return thisexpairseq(s, default_overall_coeff());
+}
+
+
+/** Remove the common factor in the terms of a sum 'e' by calculating the GCD,
+ *  and multiply it into the expression 'factor' (which needs to be initialized
+ *  to 1, unless you're accumulating factors). */
+static ex find_common_factor(const ex & e, ex & factor, lst & repl)
+{
+       if (is_exactly_a<add>(e)) {
+
+               unsigned num = e.nops();
+               exvector terms; terms.reserve(num);
+               ex gc;
+
+               // Find the common GCD
+               for (unsigned i=0; i<num; i++) {
+                       ex x = e.op(i).to_polynomial(repl);
+
+                       if (is_exactly_a<add>(x) || is_exactly_a<mul>(x)) {
+                               ex f = 1;
+                               x = find_common_factor(x, f, repl);
+                               x *= f;
+                       }
+
+                       if (i == 0)
+                               gc = x;
+                       else
+                               gc = gcd(gc, x);
+
+                       terms.push_back(x);
+               }
+
+               if (gc.is_equal(_ex1))
+                       return e;
+
+               // The GCD is the factor we pull out
+               factor *= gc;
+
+               // Now divide all terms by the GCD
+               for (unsigned i=0; i<num; i++) {
+                       ex x;
+
+                       // Try to avoid divide() because it expands the polynomial
+                       ex &t = terms[i];
+                       if (is_exactly_a<mul>(t)) {
+                               for (unsigned j=0; j<t.nops(); j++) {
+                                       if (t.op(j).is_equal(gc)) {
+                                               exvector v; v.reserve(t.nops());
+                                               for (unsigned k=0; k<t.nops(); k++) {
+                                                       if (k == j)
+                                                               v.push_back(_ex1);
+                                                       else
+                                                               v.push_back(t.op(k));
+                                               }
+                                               t = (new mul(v))->setflag(status_flags::dynallocated);
+                                               goto term_done;
+                                       }
+                               }
+                       }
+
+                       divide(t, gc, x);
+                       t = x;
+term_done:     ;
+               }
+               return (new add(terms))->setflag(status_flags::dynallocated);
+
+       } else if (is_exactly_a<mul>(e)) {
+
+               unsigned num = e.nops();
+               exvector v; v.reserve(num);
+
+               for (unsigned i=0; i<num; i++)
+                       v.push_back(find_common_factor(e.op(i), factor, repl));
+
+               return (new mul(v))->setflag(status_flags::dynallocated);
+
+       } else if (is_exactly_a<power>(e)) {
+
+               return e.to_polynomial(repl);
+
+       } else
+               return e;
+}
+
+
+/** Collect common factors in sums. This converts expressions like
+ *  'a*(b*x+b*y)' to 'a*b*(x+y)'. */
+ex collect_common_factors(const ex & e)
+{
+       if (is_exactly_a<add>(e) || is_exactly_a<mul>(e)) {
+
+               lst repl;
+               ex factor = 1;
+               ex r = find_common_factor(e, factor, repl);
+               return factor.subs(repl) * r.subs(repl);
+
+       } else
+               return e;
+}
+
 
 } // namespace GiNaC