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#ifndef CHEMEQ_H

#define CHEMEQ_H

#include <cstring>

#include <sstream>

#include <iostream>

#include <vector>

#include <string>

#include <map>

#define VERSION "2.14"

/* Constante d'Avogadro, recommandée par CODATA, 2006 */

#define Avogadro 6.022141e+23

/* Charge élémentaire, voir wikipedia, 2007 */

#define Electron 1.602176e-19

/* Constante de Boltzmann, voir Wikipedia, 2007 */

#define Kb 1.3806e-23

/* D'où la constante de Faraday */

#define Faraday (Avogadro * Electron)

/* D'où la constante des Gaz parfaits 8.314 J.K^-1.mol^-1 */

#define R (Kb * Avogadro)

/* Température de référence pour les réactions chimiques, 25°C */

#define T0 (273.15+25)

/* MINVAL est une valeur impossible tant pour un potentiel standard */

/* que pour une constante d'équilibre                               */

#define MINVAL -999

typedef struct {

  int Zed;

  char symb[4];

} atome;

extern atome lesatomes[];

typedef std::pair<std::string,int> AtomeCompte;

class Compteur : public std::map<std::string,float>{

public:

  std::ostream & operator << (std::ostream & o)const;

};

std::ostream & operator << (std::ostream & o, const Compteur & c);

class Chemeq;

class fraction{

public:

  int i;

  int d;

  fraction(int numerateur, int denominateur=1):i(numerateur),d(denominateur){};

  void inverse(){int n=i; i=d; d=n;};

  void simplifie();

};

const fraction & minFraction(const fraction&, const fraction &);

std::ostream & operator << (std::ostream & o, fraction f);

fraction operator * (fraction f, int m);

fraction operator * (int m, fraction f);

fraction operator * (fraction f, fraction m);

fraction operator + (fraction f, fraction g);

fraction operator - (fraction f, fraction g);

bool operator > (fraction f, int i);

bool operator > (fraction f1, fraction f2);

bool operator != (fraction f, int i);

class AtomeListe{

  AtomeListe * suiv, *group;

  char symb[4];

  int Zed, nb, no, sqbr;

 public:

  AtomeListe(const char* nom, int num, AtomeListe * s=0, AtomeListe * g=0){

    strncpy(symb,nom,3); Zed=num; nb=1; sqbr=0;

    /* sqbr == 1 quand il y a un square bracket */

    suiv = s; group=g;

  };

  AtomeListe(const AtomeListe & a):

    suiv(a.suiv), group(a.group), Zed(a.Zed), nb(a.nb), sqbr(a.sqbr){

    strncpy(symb,a.symb,3);

  };

  const char * symbole() const{return symb;};

  int Z()const{return Zed;};

  int sq()const{return sqbr;};

  void sq(int val){sqbr=val;};

  void numerote(int n=0);

  void setmolecularite(int n){nb=n;};

  int getmolecularite()const{return nb;};

  AtomeListe * groupe(){return group;};

  void groupe(AtomeListe * al){group= al;};

  const AtomeListe * suivant()const{return suiv;};

  const AtomeListe * groupe()const{return group;};

  void setsuivant(AtomeListe * s){suiv=s;};

  void compte (Compteur &c, fraction mult=fraction(1,1))const;

  double weight(fraction mult=fraction(1,1))const;

  static AtomeListe * triage(AtomeListe * al);

  void printcount(std::ostream & o, const fraction&, int multiple) const;

  void printnorm(std::ostream & o) const;

  bool isEqual(const AtomeListe & a2) const;

  void debug(int decal = 0)const{

    for (int i=0; i< decal; i++) std::cout << " ";

    std::cout << "AtomeListe : ( & = " << this << " symb=\"" << symb << "\" Zed = " << Zed 

	 << " nb = " << nb << " no = " << no 

	 << " suiv = " << suiv << " group = " << group

	 << ")\n";

    if(group) group->debug(2+decal);

    if(suiv) suiv->debug(decal);

  };

};

typedef enum { aqueous, aqueous_explicit, gas, liquid, sol } moltype;

extern const char* moltypeStr[]; /* les chaînes aq, g,s */

class Membre;

class Molec{

  AtomeListe * al;

  int ch;

  fraction nb;

  int no;

  moltype t;

 public:

  Molec(AtomeListe * a, int c = 0, int n=1, int d=1): 

    al(a), ch(c), nb(n,d), t(aqueous){};

  Molec(const Molec & m):

    al(m.al), ch(m.ch), nb(m.nb.i,m.nb.d), t(m.t) {}

  AtomeListe & liste()const{return *al;};

  int charge()const{return ch;};

  bool eqMol(const Molec * m) const {

    return (al->isEqual(*(m->al))) && (ch== m->ch);

  }

  void nombre(int n, int d=1){nb=fraction(n,d);};

  fraction nombre()const{return nb;};

  void add(fraction f);

  void sub(fraction f);

  moltype typage()const{return t;};

  void typage(moltype at){t=at;};

  void numero(int n){no=n;};

  int numero()const{return no;};

  void triage(){al = AtomeListe::triage(al);};

  void compte(Compteur & c)const{if (al) al->compte(c,nb);};

  double weight(void)const{if (al) return al->weight(nb); else return 0.0;};

  const std::string signature()const;

  void printNombre(std::ostream & o)const;

  bool printcount(std::ostream & o, bool first) const;

  bool printelec(std::ostream & o, bool first) const;

  bool printspecies(std::ostream & o, bool first) const;

  void printnorm(std::ostream & o)const;

  void printweigh(std::ostream & o)const;

  void coeff( fraction f);

  bool printNernst(std::ostream & o, const char * prefix ="");

  bool printNernstWIMS(std::ostream & o, bool wantedlatex);

  bool iswater()const;

  bool iselectron()const;

  fraction  nbelectron()const;

  void debug(int decal = 0)const{

    for (int i=0; i < decal; i++) std::cout << " ";

    std::cout << "Molec : ( " << this << " charge = " << ch 

	 << " nombre = " << nb << " no = " << no;

    al->debug(decal+2);

    std::cout << ")\n";

  };

  // two Molecs are equal if the AtomLists and the charges are equal.

  friend Membre operator & (Membre & m1, Membre & m2);

  friend Membre operator - (Membre & m1, Membre & m2);

};

std::ostream & operator << (std::ostream & o, const AtomeListe & l);

std::ostream & operator << (std::ostream & o, const Molec & m);

class Membre : public std::vector<Molec *>{

public:

  int findMol(const Molec *);

  void addMol(const Molec *);

  void addMembre(const Membre *);

  void eraseNull();

  void compte(Compteur & c)const;

  void numerote();

  void triage();

  void printnorm(std::ostream & o) const;

  void printcount(std::ostream & o) const;

  void printelec(std::ostream & o) const;

  void printspecies(std::ostream & o) const;

  void printweight(std::ostream & o) const;

  void coeff( fraction f);

  void printNernst(std::ostream & o);

  void printNernstWIMS(std::ostream & o, bool wantedlatex);

  int printableNernst();

  bool redox()const;

  fraction  nbelectron()const;

  void debug(int decal = 0)const{

    for (int i=0; i < decal; i++) std::cout << " ";

    std::cout << "Membre : ( " << this;

    for (unsigned int j=0; j < size(); j++){

      std::cout << j << " :\n";

      operator[](j)->debug(decal+2);

    }

    std::cout << "\n";

  }

};

// intersection between two Membres

Membre operator & (Membre & m1, Membre & m2);

// members of first set which are not in the second

Membre operator - (Membre & m1, Membre & m2);

std::ostream & operator << (std::ostream & o, const Membre & m);

class Chemeq{

  Membre * gauche, * droit;

  std::string cste;

  long double val;

  bool equ; /* false by default, true when an equilibrium must be rendered with \doubleharpoons */

public:

 Chemeq(Membre * g, Membre * d, bool equilibrium = false) :

  gauche (g), droit(d), val(MINVAL), equ(equilibrium) {

  };

  const Membre * membredroit()const{return droit;};

  const Membre * membregauche()const{return gauche;};

  const bool is_equilibrium() const {return equ;};

  void addChemeq(const Chemeq *);

  void subChemeq(const Chemeq *);

  void simplifie(bool tri);

  void numerote(){gauche->numerote(); droit->numerote();};

  void triage(){gauche->triage(); droit->triage();};

  /* ajuste le coefficient pour qu'il y ait 1 mol du premier réactif */

  void coeff1();

  /* mutiplie par la fraction num/den */

  void multiply(int num, int den);

  fraction nbelectron()const{return gauche->nbelectron()-droit->nbelectron();};

  /* renvoie val ou nbelectron()*Faraday*val */

  long double enthalpy() const;

  void normalise(){numerote(); triage(); coeff1();};

  void printnorm(std::ostream & o);

  void printcount(std::ostream & o) const;

  void printelec(std::ostream & o) const;

  void printspecies(std::ostream & o) const;

  void printweight(std::ostream & o) const;

  void printNernst(std::ostream & o, std::ostream & w, bool wantedlatex=false);

  std::string equilibre();

  bool redox()const;

  const std::string constante()const{ return cste;};

  void constante (const std::string s) { cste = s;};

  bool valdefined()const;

  double valeur()const{return val;};

  std::string valeur_latex()const;

  void valeur(double r){val=r;};

};

std::ostream & operator << (std::ostream & o, const Chemeq & c);

//struct taken from Kyle Burton's gperiodic

/* structure to hold element data, as initialized from the static

 * mendeleiev.c */

enum info_types {

  NAME, SYMBOL, NUMBER, WEIGHT, MELTING, BOILING, PAULING,

  MAX_INFO_NR      /* Has to be the last element */

};

struct table_entry {

  const char *info[MAX_INFO_NR];

};

extern struct table_entry table[];

double mendelweight(int i);

int findmendel(const char * symb);

double mendelweight(const char * symb);

#endif