Refactor identity_operator and null_operator for non-trivial payloads

When performing compound operations with LinearOperators, it is
necessary for the Payload type of all operations to be the same.
identity_operator did not take in a operator, so we used to define a
variant of it in the TrilinosWrappers namespace in order to set up the
underlying Payload. This lead to some compiler confusion as it could not
deduce which version of the function to call unless the namespace was
used to explicitly remove this ambiguity.

We've now removed the second identity_operator in TrilinosWrappers, and
have instead defined an alternative identity_operator that takes in an
exemplar LinearOperator. This version of the function will automatically
extract the range of operations from the exemplar, deduce the Payload
type AND initialise it correctly (this would not have been done
correctly before). This required the introduction of the inverse_payload
function to the Payload classes.

In anticipation of similar problems with null_operator, this
LinearOperator is also slightly refactored as to ensure that the payload
is correctly configured. This required the introduction of the
null_payload function to the Payload classes.

Fixes #3846

Merge pull request #3889 from bangerth/fix-old-tbbs

Work around a problem when using very old TBB versions.

Work around a problem when using very old TBB versions.

Merge pull request #3885 from masterleinad/fix_get_fe_by_name_01

Fix get_fe_by_name_01

Merge pull request #3884 from masterleinad/fix_mw_assembler

Fix use of AnyData in MeshWorker::Assembler

Merge pull request #3888 from bangerth/fix-more-changelog-entries

Fix more changelog entries.

Fix more changelog entries.

Merge pull request #3887 from bangerth/fix-changelog-entry

Fix the markup of a changelog entry.

Fix the markup of a changelog entry.

Merge pull request #3882 from drwells/header-fixes

Header fixes

Merge pull request #3879 from davydden/empty_payload_fix

fix duplicate symbols for EmptyPayload

Fix get_fe_by_name_01

Fix use of AnyData in MeshWorker::Assembler

Merge pull request #3880 from kalj/remove-unsed-arg-warning

remove warnings about unused arguments

Relicense one test under the LGPL.

Fix the formatting in a copyright statement.

Remove stray $Id$ tags from files.

Merge pull request #3881 from bangerth/adjust-copyright-years

Adjust copyright years.

Update copyright years.

In particular, every file that was changed in 2016 as evidenced by a change in the git repo
should now reflect this in the copyright header.

Merge pull request #3861 from kalj/static-assert-macro

Introduce static assert macro

remove warnings about unused arguments

Merge pull request #3875 from davydden/cspline_laplace

CSpline: add hessian / laplacian, and thread mutex

fix duplicate symbols for EmptyPayload

Merge pull request #3876 from davydden/fe_enriched_constructor_example

FE_Enriched: code example for a constructor

FE_Enriched: code example for a constructor

Merge pull request #3784 from koecher/typeid-to-type_traits-3597

Introduces a std conforming type trait for non-distributed vector types

add new macro for static asserts

static_assert is only supported from C++11 and onwards, so we need to
guard the definition. Since this is a *declaration* rather than a
statement, it does not behave like other Assert* macros. We therefore
name it differently.

CSpline: add thread mutex

Merge pull request #3859 from Rombur/fix_readwritevector

Fix a bug in import function of distributed::Vector.

Merge pull request #3866 from jppelteret/fix_trilinos_reduction_control

Implement Trilinos AztecOO_StatusTest for ReductionControl.

CSpline: test gradients and laplacians

CSpline: add hessian and laplacian

Merge pull request #3856 from davydden/spherical_function

Add spherical function

Merge pull request #3873 from jppelteret/fix_docs_04

Fix broken equations in glossary entry on generalized support points

add spherical function

Match all <dd> and </dd> elements in glossary

Fix broken equations in glossary entry on generalized support points.

Merge pull request #3870 from kalj/no-vectorized-array

use std::vector for the prolongation matrix

Merge pull request #3869 from davydden/geometric_utilities_minor

Geometric utilities: another unit test plus minor fixes

Merge pull request #3864 from masterleinad/allow_aggregates

Allow SymmetricGradient::operator* for aggregates

Document why the change was necessary

Merge pull request #3871 from kalj/remove-stray-vector

remove unused vector variable from step-37

Add tests wherein solver is reused in sequential LinearOperator ops.

Update results for test lac/schur_complement_05

Add tests checking result of SolverControl classes with Trilinos solver

Add tests checking result of SolverControl classes with deal.II solver

Implement Trilinos AztecOO_StatusTest for ReductionControl.

This patch ensures that Trilinos solvers now respect the convergence
criterion specified by ReductionControl. To do so, we create an
AztecOO_StatusTest that monitors the heuristics that ReductionControl
uses to test for convergence.

Fixes #3843

remove unused vector variable

use std::vector for the prolongation matrix

this remove implementation details from the setup code

another test for spherical-cartesian transformation

fix white spaces in test output

Merge pull request #3867 from drwells/derivativeform-default-methods

Make DerivativeForm trivially copyable.

Merge pull request #3868 from drwells/fix-doxygen-table-2

Make the doxygen table color consistent with other documentation.

Make the doxygen table color consistent with other documentation.

doxygen uses this particular shade of blue for the background of function
signatures.

Merge pull request #3865 from tjhei/fix_memory_consumption_test

alternative output for tests/memory_consumption_01

Make DerivativeForm trivially copyable.

We do not need to specify operator=: the default version generated by
the compiler is identical.

Merge pull request #3722 from masterleinad/allow_constraint_shift

Allow using ConstraintMatrix::shift if initialized with IndexSet

alternative output for tests/memory_consumption_01

Allow SymmetricGradient::operator* for aggregates

Merge pull request #3862 from tjhei/test_bdm16

fix tests/fe/bdm_16

fix tests/fe/bdm_16

Merge pull request #3860 from masterleinad/fix_parpack_test

Update test to the new MFOperators interface

Fix a bug in import function of distributed::Vector.

Update test to the new MFOperators interface

Merge pull request #3857 from kalj/templatize-interface-operator

Templatize interface operator wrt vector type

Merge pull request #3858 from davydden/spherical_formulas

explicitly mention Spherical-Cartesian transformation

templatize interface operator wrt vector type

This allows MGInterfaceOperator to work with all valid vector types, and
not just LinearAlgebra::distributed::Vector

explicitly mention Spherical-Cartesian transformation

Merge pull request #3855 from kronbichler/master

Augment list of incompatible changes for parallel vector

Merge pull request #3849 from tjhei/mg_transfer_followup

require trilinos for MGTransferPrebuilt tests

Augment list of incompatible changes for parallel vector

Introduce type trait is_serial_vector<VectorType>

renames type trait is_non_distributed_vector to is_serial_vector and put it into dealii::std_cxx11 namespace

intendation with astyle 2.04 / script

more obivious logical statements as requested

moves true_type and false_type to dealii/base/std_cxx11/type_traits.h

moves specialization of is_serial_vector for dealii::Vector classes to their implementation

correction of implementation

moves vector type traits from a single file to their declaration files

testsuite for vector_type_traits.h for current vectors and instanciations

change request for comments

declares the is_serial_vector template without defining it and minor work on documentation

squashes test cases for is_serial_vector and marks output files for trilinos, petsc, mpi

corrects output files for testsuite (results are correct)

corrects intendation

intendation of #include

Merge pull request #3854 from kronbichler/fix_compile_no_cxx11

Make compile without C++11 but Trilinos

Make compile without C++11 but Trilinos

Merge pull request #3848 from bangerth/doc-update-1

Update the discussion of generalized support points.

Merge pull request #3852 from jppelteret/fix_tests_02

Force step-44 based tests in physics to use C++11

Force step-44 based tests in physics to use C++11.

Merge pull request #3851 from masterleinad/fix_merge_empty

Fix ConstraintMatrix::merge for empty objects

Fix ConstraintMatrix::merge for empty objects

require trilinos for MGTransferPrebuilt

Extend documentation.

Provide a reference to the glossary.

Update the discussion of generalized support points.

Merge pull request #3847 from masterleinad/fix_laplcian_02

Fix integrators/laplacian_02 for 64-bit indices

Fix integrators/laplacian_02 for 64-bit indices

Merge pull request #3789 from masterleinad/merge_constraints

Allow merging of ConstraintMatrices for different local_lines

Merge pull request #3828 from tjhei/mg_transfer_prebuilt_no_trilinos_bug

disable MGTransferPrebuilt without Trilinos

Merge pull request #3842 from jppelteret/fix_PR_1783_01

Various fixes for PR 1783

Merge pull request #3840 from tjhei/const_time_stepping

add missing const to arguments in time_stepping.h

Amend Trilinos-related classes for when using non-MPI Trilinos build

Fixes #3841

Remove C++11 features not supported by GCC 4.6.

Fixes #3839

add missing const to arguments in time_stepping.h

Merge pull request #3838 from kronbichler/avoid_deprecated_partitioner_functions

Avoid using deprecated functions of Utilities::MPI::Partitioner

Merge pull request #3837 from drwells/fix-doxygen-table

Fix the default doxygen table colors.

Avoid using deprecated functions of Utilities::MPI::Partitioner

Fix the default doxygen table colors.

Merge pull request #3835 from tjhei/msvc_fixes

MSVC fixes

MSVC fixes

- enable compilation of bundled boost with MSVC 2017rc1
- remove static_assert that gets wrongly triggered during normal compilation

Merge pull request #3834 from tjhei/interpolate_const

Fix constness of argument in FE::interpolate()

Fix constness of argument in FE::interpolate()

Reported by MSVC.