flint-sys 0.9.0

Bindings to the FLINT C library
Documentation
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
580
581
582
583
584
585
586
587
588
589
590
591
592
593
594
595
596
597
598
599
600
601
602
603
604
605
606
607
608
609
610
611
612
613
614
615
616
617
618
619
620
621
622
623
624
625
626
627
628
629
630
631
632
633
634
635
636
637
638
639
640
641
642
643
644
645
646
647
648
649
650
651
652
653
654
655
656
657
658
659
660
661
662
663
664
665
666
667
668
669
670
671
672
673
674
675
676
677
678
679
680
/*
    Copyright (C) 2023 Fredrik Johansson

    This file is part of FLINT.

    FLINT is free software: you can redistribute it and/or modify it under
    the terms of the GNU Lesser General Public License (LGPL) as published
    by the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or
    (at your option) any later version.  See <https://www.gnu.org/licenses/>.
*/

#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include "fexpr.h"
#include "fmpz.h"
#include "nf.h"
#include "nf_elem.h"
#include "ca/impl.h"
#include "gr.h"
#include "gr_generic.h"
#include "gr_vec.h"
#include "gr_poly.h"
#include "gr_generic.h"

typedef struct
{
    nf_struct * nf;
    char * var;
}
_gr_nf_ctx_t;

#define NF_CTX(ctx) (((_gr_nf_ctx_t *)(ctx))->nf)
#define NF_VAR(ctx) (((_gr_nf_ctx_t *)(ctx))->var)

static const char * default_var = "a";

static int
_gr_nf_ctx_write(gr_stream_t out, const gr_ctx_t ctx)
{
    gr_stream_write(out, "Number field ");
    gr_stream_write_free(out, fmpq_poly_get_str_pretty(NF_CTX(ctx)->pol, NF_VAR(ctx)));
    return GR_SUCCESS;
}

static int _gr_nf_ctx_set_gen_name(gr_ctx_t ctx, const char * s)
{
    slong len;
    len = strlen(s);

    if (NF_VAR(ctx) == default_var)
        NF_VAR(ctx) = NULL;

    NF_VAR(ctx) = flint_realloc(NF_VAR(ctx), len + 1);
    memcpy(NF_VAR(ctx), s, len + 1);
    return GR_SUCCESS;
}

static int _gr_nf_ctx_set_gen_names(gr_ctx_t ctx, const char ** s)
{
    return _gr_nf_ctx_set_gen_name(ctx, s[0]);
}

static int
_gr_nf_ctx_gen_name(char ** name, slong i, gr_ctx_t ctx)
{
    if (i != 0)
        return GR_DOMAIN;

    char * var = NF_VAR(ctx);
    size_t len = strlen(var);
    * name = flint_malloc(len + 1);
    if (* name == NULL)
        return GR_UNABLE;
    strncpy(* name, var, len + 1);

    return GR_SUCCESS;
}

static void
_gr_nf_ctx_clear(gr_ctx_t ctx)
{
    nf_clear(NF_CTX(ctx));
    flint_free(NF_CTX(ctx));
    if (NF_VAR(ctx) != default_var)
        flint_free(NF_VAR(ctx));
}

static void
_gr_nf_init(nf_elem_t x, const gr_ctx_t ctx)
{
    nf_elem_init(x, NF_CTX(ctx));
}

static void
_gr_nf_clear(nf_elem_t x, const gr_ctx_t ctx)
{
    nf_elem_clear(x, NF_CTX(ctx));
}

static void
_gr_nf_swap(nf_elem_t x, nf_elem_t y, const gr_ctx_t ctx)
{
    nf_elem_t t;
    *t = *x;
    *x = *y;
    *y = *t;
}

static void
_gr_nf_set_shallow(nf_elem_t res, const nf_elem_t x, const gr_ctx_t ctx)
{
    *res = *x;
}

static int
_gr_nf_randtest(nf_elem_t res, flint_rand_t state, const gr_ctx_t ctx)
{
    switch (n_randint(state, 10))
    {
        case 0:
            nf_elem_randtest(res, state, 100, NF_CTX(ctx));
            break;
        default:
            nf_elem_randtest(res, state, 10, NF_CTX(ctx));
    }

    return GR_SUCCESS;
}

static int
_gr_nf_write(gr_stream_t out, const nf_elem_t x, const gr_ctx_t ctx)
{
    gr_stream_write_free(out, nf_elem_get_str_pretty(x, NF_VAR(ctx), NF_CTX(ctx)));
    return GR_SUCCESS;
}

static int
_gr_nf_gen(nf_elem_t x, const gr_ctx_t ctx)
{
    nf_elem_gen(x, NF_CTX(ctx));
    return GR_SUCCESS;
}

static int
_gr_nf_zero(nf_elem_t x, const gr_ctx_t ctx)
{
    nf_elem_zero(x, NF_CTX(ctx));
    return GR_SUCCESS;
}

static int
_gr_nf_one(nf_elem_t x, const gr_ctx_t ctx)
{
    nf_elem_one(x, NF_CTX(ctx));
    return GR_SUCCESS;
}

static int
_gr_nf_set_si(nf_elem_t res, slong v, const gr_ctx_t ctx)
{
    nf_elem_set_si(res, v, NF_CTX(ctx));
    return GR_SUCCESS;
}

static int
_gr_nf_set_ui(nf_elem_t res, ulong v, const gr_ctx_t ctx)
{
    nf_elem_set_ui(res, v, NF_CTX(ctx));
    return GR_SUCCESS;
}

static int
_gr_nf_set_fmpz(nf_elem_t res, const fmpz_t v, const gr_ctx_t ctx)
{
    nf_elem_set_fmpz(res, v, NF_CTX(ctx));
    return GR_SUCCESS;
}

#if 0
static int
_gr_nf_set_fmpq(nf_elem_t res, const fmpq_t v, const gr_ctx_t ctx)
{
    nf_elem_set_fmpq(res, v, NF_CTX(ctx));
    return GR_SUCCESS;
}
#endif

static int
_gr_nf_set_other(nf_elem_t res, gr_ptr v, gr_ctx_t v_ctx, gr_ctx_t ctx)
{
    if (v_ctx->which_ring == GR_CTX_NF && ctx->which_ring == GR_CTX_NF)
    {
        if (fmpq_poly_equal(NF_CTX(v_ctx)->pol, NF_CTX(ctx)->pol))
        {
            nf_elem_set(res, v, NF_CTX(ctx));
            return GR_SUCCESS;
        }
/*
        else if (nf_elem_is_rational(v, NF_CTX(v_ctx)))
        {
            fmpq_t t;
            fmpq_init(t);
            nf_elem_get_fmpq(t, v, NF_CTX(v_ctx));
            nf_elem_set_fmpq(res, t, NF_CTX(ctx));
            fmpq_clear(t);
        }
*/
        else
        {
            return GR_UNABLE;
        }
    }

    return gr_generic_set_other(res, v, v_ctx, ctx);
}

static int
_gr_nf_get_fexpr(fexpr_t res, const nf_elem_t a, const gr_ctx_t ctx)
{
    fexpr_t var;
    fexpr_init(var);
    fexpr_set_symbol_str(var, NF_VAR(ctx));
    fexpr_set_nf_elem(res, a, NF_CTX(ctx), var);
    fexpr_clear(var);
    return GR_SUCCESS;
}

static int
_gr_nf_set_fexpr(nf_elem_t res, fexpr_vec_t inp, gr_vec_t out, const fexpr_t expr, gr_ctx_t ctx)
{
    fexpr_t var;
    nf_elem_t gen;
    int status;

    fexpr_init(var);

    fexpr_set_symbol_str(var, NF_VAR(ctx));
    nf_elem_init(gen, NF_CTX(ctx));
    nf_elem_gen(gen, NF_CTX(ctx));

    /* todo: pop after use? */
    fexpr_vec_append(inp, var);
    GR_MUST_SUCCEED(gr_vec_append(out, gen, ctx));

    fexpr_clear(var);
    nf_elem_clear(gen, NF_CTX(ctx));

    status = gr_generic_set_fexpr(res, inp, out, expr, ctx);

    return status;
}

static truth_t
_gr_nf_is_zero(const nf_elem_t x, const gr_ctx_t ctx)
{
    return nf_elem_is_zero(x, NF_CTX(ctx)) ? T_TRUE : T_FALSE;
}

static truth_t
_gr_nf_is_one(const nf_elem_t x, const gr_ctx_t ctx)
{
    return nf_elem_is_one(x, NF_CTX(ctx)) ? T_TRUE : T_FALSE;
}

static truth_t
_gr_nf_is_neg_one(const nf_elem_t x, const gr_ctx_t ctx)
{
    return nf_elem_equal_si(x, -1, NF_CTX(ctx)) ? T_TRUE : T_FALSE;
}

static truth_t
_gr_nf_equal(const nf_elem_t x, const nf_elem_t y, const gr_ctx_t ctx)
{
    return nf_elem_equal(x, y, NF_CTX(ctx)) ? T_TRUE : T_FALSE;
}

static int
_gr_nf_set(nf_elem_t res, const nf_elem_t x, const gr_ctx_t ctx)
{
    nf_elem_set(res, x, NF_CTX(ctx));
    return GR_SUCCESS;
}

static int
_gr_nf_neg(nf_elem_t res, const nf_elem_t x, const gr_ctx_t ctx)
{
    nf_elem_neg(res, x, NF_CTX(ctx));
    return GR_SUCCESS;
}

static int
_gr_nf_add(nf_elem_t res, const nf_elem_t x, const nf_elem_t y, const gr_ctx_t ctx)
{
    nf_elem_add(res, x, y, NF_CTX(ctx));
    return GR_SUCCESS;
}

static int
_gr_nf_add_si(nf_elem_t res, const nf_elem_t x, slong y, const gr_ctx_t ctx)
{
    nf_elem_add_si(res, x, y, NF_CTX(ctx));
    return GR_SUCCESS;
}

/*
static int
_gr_nf_add_ui(nf_elem_t res, const nf_elem_t x, ulong y, const gr_ctx_t ctx)
{
    nf_elem_add_ui(res, x, y, NF_CTX(ctx));
    return GR_SUCCESS;
}
*/

static int
_gr_nf_add_fmpz(nf_elem_t res, const nf_elem_t x, const fmpz_t y, const gr_ctx_t ctx)
{
    nf_elem_add_fmpz(res, x, y, NF_CTX(ctx));
    return GR_SUCCESS;
}

static int
_gr_nf_add_fmpq(nf_elem_t res, const nf_elem_t x, const fmpq_t y, const gr_ctx_t ctx)
{
    nf_elem_add_fmpq(res, x, y, NF_CTX(ctx));
    return GR_SUCCESS;
}

static int
_gr_nf_sub(nf_elem_t res, const nf_elem_t x, const nf_elem_t y, const gr_ctx_t ctx)
{
    nf_elem_sub(res, x, y, NF_CTX(ctx));
    return GR_SUCCESS;
}

static int
_gr_nf_sub_si(nf_elem_t res, const nf_elem_t x, slong y, const gr_ctx_t ctx)
{
    nf_elem_sub_si(res, x, y, NF_CTX(ctx));
    return GR_SUCCESS;
}

/*
static int
_gr_nf_sub_ui(nf_elem_t res, const nf_elem_t x, ulong y, const gr_ctx_t ctx)
{
    nf_elem_sub_ui(res, x, y, NF_CTX(ctx));
    return GR_SUCCESS;
}
*/

static int
_gr_nf_sub_fmpz(nf_elem_t res, const nf_elem_t x, const fmpz_t y, const gr_ctx_t ctx)
{
    nf_elem_sub_fmpz(res, x, y, NF_CTX(ctx));
    return GR_SUCCESS;
}

static int
_gr_nf_sub_fmpq(nf_elem_t res, const nf_elem_t x, const fmpq_t y, const gr_ctx_t ctx)
{
    nf_elem_sub_fmpq(res, x, y, NF_CTX(ctx));
    return GR_SUCCESS;
}

static int
_gr_nf_mul(nf_elem_t res, const nf_elem_t x, const nf_elem_t y, const gr_ctx_t ctx)
{
    nf_elem_mul(res, x, y, NF_CTX(ctx));
    return GR_SUCCESS;
}

static int
_gr_nf_mul_si(nf_elem_t res, const nf_elem_t x, slong y, const gr_ctx_t ctx)
{
    nf_elem_scalar_mul_si(res, x, y, NF_CTX(ctx));
    return GR_SUCCESS;
}

/*
static int
_gr_nf_mul_ui(nf_elem_t res, const nf_elem_t x, ulong y, const gr_ctx_t ctx)
{
    nf_elem_scalar_mul_ui(res, x, y, NF_CTX(ctx));
    return GR_SUCCESS;
}
*/

static int
_gr_nf_mul_fmpz(nf_elem_t res, const nf_elem_t x, const fmpz_t y, const gr_ctx_t ctx)
{
    nf_elem_scalar_mul_fmpz(res, x, y, NF_CTX(ctx));
    return GR_SUCCESS;
}

static int
_gr_nf_mul_fmpq(nf_elem_t res, const nf_elem_t x, const fmpq_t y, const gr_ctx_t ctx)
{
    nf_elem_scalar_mul_fmpq(res, x, y, NF_CTX(ctx));
    return GR_SUCCESS;
}

static int
_gr_nf_mul_two(nf_elem_t res, const nf_elem_t x, const gr_ctx_t ctx)
{
    nf_elem_add(res, x, x, NF_CTX(ctx));
    return GR_SUCCESS;
}

static int
_gr_nf_sqr(nf_elem_t res, const nf_elem_t x, const gr_ctx_t ctx)
{
    nf_elem_mul(res, x, x, NF_CTX(ctx));
    return GR_SUCCESS;
}

static int
_gr_nf_inv(nf_elem_t res, const nf_elem_t x, const gr_ctx_t ctx)
{
    if (nf_elem_is_zero(x, NF_CTX(ctx)))
        return GR_DOMAIN;

    nf_elem_inv(res, x, NF_CTX(ctx));
    return GR_SUCCESS;
}

static int
_gr_nf_div(nf_elem_t res, const nf_elem_t x, const nf_elem_t y, const gr_ctx_t ctx)
{
    if (nf_elem_is_zero(y, NF_CTX(ctx)))
        return GR_DOMAIN;
    nf_elem_div(res, x, y, NF_CTX(ctx));
    return GR_SUCCESS;
}

static int
_gr_nf_div_si(nf_elem_t res, const nf_elem_t x, slong y, const gr_ctx_t ctx)
{
    if (y == 0)
        return GR_DOMAIN;
    nf_elem_scalar_div_si(res, x, y, NF_CTX(ctx));
    return GR_SUCCESS;
}

/*
static int
_gr_nf_div_ui(nf_elem_t res, const nf_elem_t x, ulong y, const gr_ctx_t ctx)
{
    if (y == 0)
        return GR_DOMAIN;
    nf_elem_scalar_div_ui(res, x, y, NF_CTX(ctx));
    return GR_SUCCESS;
}
*/

static int
_gr_nf_div_fmpz(nf_elem_t res, const nf_elem_t x, const fmpz_t y, const gr_ctx_t ctx)
{
    if (fmpz_is_zero(y))
        return GR_DOMAIN;
    nf_elem_scalar_div_fmpz(res, x, y, NF_CTX(ctx));
    return GR_SUCCESS;
}

static int
_gr_nf_div_fmpq(nf_elem_t res, const nf_elem_t x, const fmpq_t y, const gr_ctx_t ctx)
{
    if (fmpq_is_zero(y))
        return GR_DOMAIN;
    nf_elem_scalar_div_fmpq(res, x, y, NF_CTX(ctx));
    return GR_SUCCESS;
}

static truth_t
_gr_nf_is_invertible(const nf_elem_t x, const gr_ctx_t ctx)
{
    return nf_elem_is_zero(x, NF_CTX(ctx)) ? T_FALSE : T_TRUE;
}

static int
_gr_nf_pow_ui(nf_elem_t res, const nf_elem_t x, ulong exp, const gr_ctx_t ctx)
{
    nf_elem_pow(res, x, exp, NF_CTX(ctx));
    return GR_SUCCESS;
}

static int
_gr_nf_numerator(nf_elem_t res, const nf_elem_t x, const gr_ctx_t ctx)
{
    if (NF_CTX(ctx)->flag & NF_LINEAR)
    {
        fmpz_set(LNF_ELEM_NUMREF(res), LNF_ELEM_NUMREF(x));
        fmpz_one(LNF_ELEM_DENREF(res));
    }
    else if (NF_CTX(ctx)->flag & NF_QUADRATIC)
    {
        fmpz_set(QNF_ELEM_NUMREF(res), QNF_ELEM_NUMREF(x));
        fmpz_set(QNF_ELEM_NUMREF(res) + 1, QNF_ELEM_NUMREF(x) + 1);
        fmpz_one(QNF_ELEM_DENREF(res));
    }
    else
    {
        fmpq_poly_set(NF_ELEM(res), NF_ELEM(x));
        fmpz_one(NF_ELEM_DENREF(res));
    }

    return GR_SUCCESS;
}

static int
_gr_nf_denominator(nf_elem_t res, const nf_elem_t x, const gr_ctx_t ctx)
{
    if (NF_CTX(ctx)->flag & NF_LINEAR)
    {
        fmpz_set(LNF_ELEM_NUMREF(res), LNF_ELEM_DENREF(x));
        fmpz_one(LNF_ELEM_DENREF(res));
    }
    else if (NF_CTX(ctx)->flag & NF_QUADRATIC)
    {
        fmpz_set(QNF_ELEM_NUMREF(res), QNF_ELEM_DENREF(x));
        fmpz_zero(QNF_ELEM_NUMREF(res) + 1);
        fmpz_one(QNF_ELEM_DENREF(res));
    }
    else
    {
        fmpq_poly_set_fmpz(NF_ELEM(res), NF_ELEM_DENREF(x));
        fmpz_one(NF_ELEM_DENREF(res));
    }

    return GR_SUCCESS;
}

/* todo: dot products, without intermediate reductions? */
/* todo: polynomial multiplication, etc. */


int _nf_methods_initialized = 0;

gr_static_method_table _nf_methods;

gr_method_tab_input _nf_methods_input[] =
{
    {GR_METHOD_CTX_WRITE,       (gr_funcptr) _gr_nf_ctx_write},
    {GR_METHOD_CTX_CLEAR,       (gr_funcptr) _gr_nf_ctx_clear},
    {GR_METHOD_CTX_IS_RING,     (gr_funcptr) gr_generic_ctx_predicate_true},
    {GR_METHOD_CTX_IS_COMMUTATIVE_RING, (gr_funcptr) gr_generic_ctx_predicate_true},
    {GR_METHOD_CTX_IS_INTEGRAL_DOMAIN,  (gr_funcptr) gr_generic_ctx_predicate_true},
    {GR_METHOD_CTX_IS_FIELD,            (gr_funcptr) gr_generic_ctx_predicate_true},
    {GR_METHOD_CTX_IS_UNIQUE_FACTORIZATION_DOMAIN,
                                (gr_funcptr) gr_generic_ctx_predicate_true},
    {GR_METHOD_CTX_IS_ALGEBRAICALLY_CLOSED, (gr_funcptr) gr_generic_ctx_predicate_false},
    {GR_METHOD_CTX_IS_RATIONAL_VECTOR_SPACE, (gr_funcptr) gr_generic_ctx_predicate_true},
    {GR_METHOD_CTX_IS_REAL_VECTOR_SPACE, (gr_funcptr) gr_generic_ctx_predicate_false},
    {GR_METHOD_CTX_IS_COMPLEX_VECTOR_SPACE, (gr_funcptr) gr_generic_ctx_predicate_false},
    {GR_METHOD_CTX_IS_FINITE,
                                (gr_funcptr) gr_generic_ctx_predicate_false},
    {GR_METHOD_CTX_IS_FINITE_CHARACTERISTIC,
                                (gr_funcptr) gr_generic_ctx_predicate_false},
    {GR_METHOD_CTX_IS_EXACT,    (gr_funcptr) gr_generic_ctx_predicate_true},
    {GR_METHOD_CTX_IS_CANONICAL,
                                (gr_funcptr) gr_generic_ctx_predicate_true},
    {GR_METHOD_CTX_SET_GEN_NAME, (gr_funcptr) _gr_nf_ctx_set_gen_name},
    {GR_METHOD_CTX_SET_GEN_NAMES,(gr_funcptr) _gr_nf_ctx_set_gen_names},
    {GR_METHOD_CTX_NGENS,       (gr_funcptr) gr_generic_ctx_ngens_1},
    {GR_METHOD_CTX_GEN_NAME,    (gr_funcptr) _gr_nf_ctx_gen_name},
    {GR_METHOD_INIT,            (gr_funcptr) _gr_nf_init},
    {GR_METHOD_CLEAR,           (gr_funcptr) _gr_nf_clear},
    {GR_METHOD_SWAP,            (gr_funcptr) _gr_nf_swap},
    {GR_METHOD_SET_SHALLOW,     (gr_funcptr) _gr_nf_set_shallow},
    {GR_METHOD_RANDTEST,        (gr_funcptr) _gr_nf_randtest},
    {GR_METHOD_WRITE,           (gr_funcptr) _gr_nf_write},
    {GR_METHOD_ZERO,            (gr_funcptr) _gr_nf_zero},
    {GR_METHOD_ONE,             (gr_funcptr) _gr_nf_one},
    {GR_METHOD_GEN,             (gr_funcptr) _gr_nf_gen},
    {GR_METHOD_GENS,            (gr_funcptr) gr_generic_gens_single},
    {GR_METHOD_IS_ZERO,         (gr_funcptr) _gr_nf_is_zero},
    {GR_METHOD_IS_ONE,          (gr_funcptr) _gr_nf_is_one},
    {GR_METHOD_IS_NEG_ONE,      (gr_funcptr) _gr_nf_is_neg_one},
    {GR_METHOD_EQUAL,           (gr_funcptr) _gr_nf_equal},
    {GR_METHOD_SET,             (gr_funcptr) _gr_nf_set},
    {GR_METHOD_SET_SI,          (gr_funcptr) _gr_nf_set_si},
    {GR_METHOD_SET_UI,          (gr_funcptr) _gr_nf_set_ui},
    {GR_METHOD_SET_FMPZ,        (gr_funcptr) _gr_nf_set_fmpz},
    {GR_METHOD_SET_OTHER,       (gr_funcptr) _gr_nf_set_other},
    {GR_METHOD_SET_STR,     (gr_funcptr) gr_generic_set_str_balance_additions},

    {GR_METHOD_SET_FEXPR,       (gr_funcptr) _gr_nf_set_fexpr},
    {GR_METHOD_GET_FEXPR,       (gr_funcptr) _gr_nf_get_fexpr},

    {GR_METHOD_NEG,             (gr_funcptr) _gr_nf_neg},

    {GR_METHOD_ADD,             (gr_funcptr) _gr_nf_add},
/*    {GR_METHOD_ADD_UI,          (gr_funcptr) _gr_nf_add_ui}, */
    {GR_METHOD_ADD_SI,          (gr_funcptr) _gr_nf_add_si},
    {GR_METHOD_ADD_FMPZ,        (gr_funcptr) _gr_nf_add_fmpz},
    {GR_METHOD_ADD_FMPQ,        (gr_funcptr) _gr_nf_add_fmpq},

    {GR_METHOD_SUB,             (gr_funcptr) _gr_nf_sub},
/*    {GR_METHOD_SUB_UI,          (gr_funcptr) _gr_nf_sub_ui}, */
    {GR_METHOD_SUB_SI,          (gr_funcptr) _gr_nf_sub_si},
    {GR_METHOD_SUB_FMPZ,        (gr_funcptr) _gr_nf_sub_fmpz},
    {GR_METHOD_SUB_FMPQ,        (gr_funcptr) _gr_nf_sub_fmpq},

    {GR_METHOD_MUL,             (gr_funcptr) _gr_nf_mul},
/*    {GR_METHOD_MUL_UI,          (gr_funcptr) _gr_nf_mul_ui}, */
    {GR_METHOD_MUL_SI,          (gr_funcptr) _gr_nf_mul_si},
    {GR_METHOD_MUL_FMPZ,        (gr_funcptr) _gr_nf_mul_fmpz},
    {GR_METHOD_MUL_FMPQ,        (gr_funcptr) _gr_nf_mul_fmpq},

    {GR_METHOD_MUL_TWO,         (gr_funcptr) _gr_nf_mul_two},
    {GR_METHOD_SQR,             (gr_funcptr) _gr_nf_sqr},

    {GR_METHOD_DIV,             (gr_funcptr) _gr_nf_div},
/*    {GR_METHOD_DIV_UI,          (gr_funcptr) _gr_nf_div_ui}, */
    {GR_METHOD_DIV_SI,          (gr_funcptr) _gr_nf_div_si},
    {GR_METHOD_DIV_FMPZ,        (gr_funcptr) _gr_nf_div_fmpz},
    {GR_METHOD_DIV_FMPQ,        (gr_funcptr) _gr_nf_div_fmpq},

    {GR_METHOD_IS_INVERTIBLE,   (gr_funcptr) _gr_nf_is_invertible},
    {GR_METHOD_INV,             (gr_funcptr) _gr_nf_inv},

    {GR_METHOD_POW_UI,          (gr_funcptr) _gr_nf_pow_ui},

    {GR_METHOD_NUMERATOR,       (gr_funcptr) _gr_nf_numerator},
    {GR_METHOD_DENOMINATOR,     (gr_funcptr) _gr_nf_denominator},

    {0,                         (gr_funcptr) NULL},
};

/* todo: verify irreducibility? */
void
gr_ctx_init_nf(gr_ctx_t ctx, const fmpq_poly_t poly)
{
    ctx->which_ring = GR_CTX_NF;
    ctx->sizeof_elem = sizeof(nf_elem_struct);
    ctx->size_limit = WORD_MAX;

    NF_CTX(ctx) = flint_malloc(sizeof(nf_struct));
    nf_init(NF_CTX(ctx), poly);
    NF_VAR(ctx) = (char *) default_var;

    ctx->methods = _nf_methods;

    if (!_nf_methods_initialized)
    {
        gr_method_tab_init(_nf_methods, _nf_methods_input);
        _nf_methods_initialized = 1;
    }
}

void
gr_ctx_init_nf_fmpz_poly(gr_ctx_t ctx, const fmpz_poly_t poly)
{
    fmpq_poly_t f;
    fmpz one = 1;
    f->coeffs = poly->coeffs;
    f->alloc = poly->alloc;
    f->length = poly->length;
    *f->den = one;

    gr_ctx_init_nf(ctx, f);
}

void
_gr_ctx_init_nf_from_ref(gr_ctx_t ctx, const void * nfctx)
{
    ctx->which_ring = GR_CTX_NF;
    ctx->sizeof_elem = sizeof(nf_elem_struct);
    ctx->size_limit = WORD_MAX;

    NF_CTX(ctx) = (nf_struct *) nfctx;
    NF_VAR(ctx) = (char *) default_var;

    ctx->methods = _nf_methods;

    if (!_nf_methods_initialized)
    {
        gr_method_tab_init(_nf_methods, _nf_methods_input);
        _nf_methods_initialized = 1;
    }
}