check/check_matrices.cpp

   1 /** @file check_matrices.cpp
   2  *
   3  *  Here we test manipulations on GiNaC's symbolic matrices. */
   4
   5 /*
   6  *  GiNaC Copyright (C) 1999-2000 Johannes Gutenberg University Mainz, Germany
   7  *
   8  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   9  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
  10  *  the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  11  *  (at your option) any later version.
  12  *
  13  *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
  14  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  16  *  GNU General Public License for more details.
  17  *
  18  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
  19  *  along with this program; if not, write to the Free Software
  20  *  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  21  */
  22
  23 #include "checks.h"
  24
  25 /* determinants of some sparse symbolic matrices with coefficients in
  26  * an integral domain. */
  27 static unsigned integdom_matrix_determinants(void)
  28 {
  29     unsigned result = 0;
  30     symbol a("a");
  31
  32     for (int size=3; size<20; ++size) {
  33         matrix A(size,size);
  34         for (int r=0; r<size-1; ++r) {
  35             // populate one element in each row:
  36             A.set(r,unsigned(rand()%size),dense_univariate_poly(a,5));
  37         }
  38         for (int c=0; c<size; ++c) {
  39             // set the last line to a linear combination of two other lines
  40             // to guarantee that the determinant is zero:
  41             A.set(size-1,c,A(0,c)-A(size-2,c));
  42         }
  43         if (!A.determinant().is_zero()) {
  44             clog << "Determinant of " << size << "x" << size << " matrix "
  45                  << endl << A << endl
  46                  << "was not found to vanish!" << endl;
  47             ++result;
  48         }
  49     }
  50
  51     return result;
  52 }
  53
  54 /* determinants of some sparse symbolic matrices with multivariate rational
  55  * function coefficients. */
  56 static unsigned rational_matrix_determinants(void)
  57 {
  58     unsigned result = 0;
  59     symbol a("a"), b("b"), c("c");
  60
  61     for (int size=3; size<8; ++size) {
  62         matrix A(size,size);
  63         for (int r=0; r<size-1; ++r) {
  64             // populate one element in each row:
  65             ex numer = sparse_tree(a, b, c, 4, false, false, false);
  66             ex denom;
  67             do {
  68                 denom = sparse_tree(a, b, c, 1, false, false, false);
  69             } while (denom.is_zero());
  70             A.set(r,unsigned(rand()%size),numer/denom);
  71         }
  72         for (int c=0; c<size; ++c) {
  73             // set the last line to a linear combination of two other lines
  74             // to guarantee that the determinant is zero:
  75             A.set(size-1,c,A(0,c)-A(size-2,c));
  76         }
  77         if (!A.determinant().is_zero()) {
  78             clog << "Determinant of " << size << "x" << size << " matrix "
  79                  << endl << A << endl
  80                  << "was not found to vanish!" << endl;
  81             ++result;
  82         }
  83     }
  84
  85     return result;
  86 }
  87
  88 /* Some quite wild determinants with functions and stuff like that. */
  89 static unsigned wild_matrix_determinants(void)
  90 {
  91     unsigned result = 0;
  92     symbol a("a"), b("b"), c("c");
  93
  94     for (int size=3; size<6; ++size) {
  95         matrix A(size,size);
  96         for (int r=0; r<size-1; ++r) {
  97             // populate one element in each row:
  98             ex numer = sparse_tree(a, b, c, 3, true, true, false);
  99             ex denom;
 100             do {
 101                 denom = sparse_tree(a, b, c, 1, false, true, false);
 102             } while (denom.is_zero());
 103             A.set(r,unsigned(rand()%size),numer/denom);
 104         }
 105         for (int c=0; c<size; ++c) {
 106             // set the last line to a linear combination of two other lines
 107             // to guarantee that the determinant is zero:
 108             A.set(size-1,c,A(0,c)-A(size-2,c));
 109         }
 110         if (!A.determinant().is_zero()) {
 111             clog << "Determinant of " << size << "x" << size << " matrix "
 112                  << endl << A << endl
 113                  << "was not found to vanish!" << endl;
 114             ++result;
 115         }
 116     }
 117
 118     return result;
 119 }
 120
 121 unsigned check_matrices(void)
 122 {
 123     unsigned result = 0;
 124
 125     cout << "checking symbolic matrix manipulations" << flush;
 126     clog << "---------symbolic matrix manipulations:" << endl;
 127
 128     result += integdom_matrix_determinants();  cout << '.' << flush;
 129     result += rational_matrix_determinants();  cout << '.' << flush;
 130     result += wild_matrix_determinants();  cout << '.' << flush;
 131
 132     if (!result) {
 133         cout << " passed " << endl;
 134         clog << "(no output)" << endl;
 135     } else {
 136         cout << " failed " << endl;
 137     }
 138
 139     return result;
 140 }