libavutil/rational.c

   1 /*
   2  * Rational numbers
   3  * Copyright (c) 2003 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  *
  21  */
  22
  23 /**
  24  * @file rational.c
  25  * Rational numbers
  26  * @author Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
  27  */
  28
  29 //#include <math.h>
  30 #include <limits.h>
  31
  32 #include "common.h"
  33 #include "mathematics.h"
  34 #include "rational.h"
  35
  36 int av_reduce(int *dst_nom, int *dst_den, int64_t nom, int64_t den, int64_t max){
  37     AVRational a0={0,1}, a1={1,0};
  38     int sign= (nom<0) ^ (den<0);
  39     int64_t gcd= ff_gcd(FFABS(nom), FFABS(den));
  40
  41     nom = FFABS(nom)/gcd;
  42     den = FFABS(den)/gcd;
  43     if(nom<=max && den<=max){
  44         a1= (AVRational){nom, den};
  45         den=0;
  46     }
  47
  48     while(den){
  49         int64_t x       = nom / den;
  50         int64_t next_den= nom - den*x;
  51         int64_t a2n= x*a1.num + a0.num;
  52         int64_t a2d= x*a1.den + a0.den;
  53
  54         if(a2n > max || a2d > max) break;
  55
  56         a0= a1;
  57         a1= (AVRational){a2n, a2d};
  58         nom= den;
  59         den= next_den;
  60     }
  61     assert(ff_gcd(a1.num, a1.den) == 1);
  62
  63     *dst_nom = sign ? -a1.num : a1.num;
  64     *dst_den = a1.den;
  65
  66     return den==0;
  67 }
  68
  69 /**
  70  * returns b*c.
  71  */
  72 AVRational av_mul_q(AVRational b, AVRational c){
  73     av_reduce(&b.num, &b.den, b.num * (int64_t)c.num, b.den * (int64_t)c.den, INT_MAX);
  74     return b;
  75 }
  76
  77 /**
  78  * returns b/c.
  79  */
  80 AVRational av_div_q(AVRational b, AVRational c){
  81     return av_mul_q(b, (AVRational){c.den, c.num});
  82 }
  83
  84 /**
  85  * returns b+c.
  86  */
  87 AVRational av_add_q(AVRational b, AVRational c){
  88     av_reduce(&b.num, &b.den, b.num * (int64_t)c.den + c.num * (int64_t)b.den, b.den * (int64_t)c.den, INT_MAX);
  89     return b;
  90 }
  91
  92 /**
  93  * returns b-c.
  94  */
  95 AVRational av_sub_q(AVRational b, AVRational c){
  96     return av_add_q(b, (AVRational){-c.num, c.den});
  97 }
  98
  99 /**
 100  * Converts a double precission floating point number to a AVRational.
 101  * @param max the maximum allowed numerator and denominator
 102  */
 103 AVRational av_d2q(double d, int max){
 104     AVRational a;
 105 #define LOG2  0.69314718055994530941723212145817656807550013436025
 106     int exponent= FFMAX( (int)(log(fabs(d) + 1e-20)/LOG2), 0);
 107     int64_t den= 1LL << (61 - exponent);
 108     av_reduce(&a.num, &a.den, (int64_t)(d * den + 0.5), den, max);
 109
 110     return a;
 111 }