check/exam_collect.cpp

   1 /** @file exam_collect.cpp
   2  *
   3  */
   4
   5 /*
   6  *  GiNaC Copyright (C) 1999-2021 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., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
  21  */
  22
  23 #include "ginac.h"
  24 using namespace GiNaC;
  25
  26 #include <iostream>
  27 using namespace std;
  28
  29 // Correctness of .collect(Z[x], x).
  30 static unsigned exam_collect_1()
  31 {
  32         unsigned result = 0;
  33         symbol x("x"), y("y");
  34         ex a = (pow(x, 3) - 2*pow(x, 2) + 4*x) * pow(y, 2)
  35                + (pow(x, 2) - x - 1) * y
  36                + (x + 1);
  37         ex b = pow(y, 2) * pow(x, 3)
  38                + (y - 2*pow(y, 2)) * pow(x, 2)
  39                + (4*pow(y, 2) - y + 1) * x
  40                + (1 - y);
  41
  42         ex a_x = collect(a, x);
  43         if (a_x != b) {
  44                 clog << "collect(" << a << ", " << x << ") erroneously returned "
  45                      << a_x << " instead of " << b << endl;
  46                 ++result;
  47         }
  48
  49         ex b_y = collect(b, y);
  50         if (b_y != a) {
  51                 clog << "collect(" << b << ", " << y << ") erroneously returned "
  52                      << b_y << " instead of " << a << endl;
  53                 ++result;
  54         }
  55
  56         ex amb_x = collect(a - b, x);
  57         if (amb_x != 0) {
  58                 clog << "collect(" << a - b << ", " << x << ") erroneously returned "
  59                      << amb_x << " instead of 0" << endl;
  60                 ++result;
  61         }
  62
  63         ex amb_y = collect(a - b, y);
  64         if (amb_y != 0) {
  65                 clog << "collect(" << a - b << ", " << y << ") erroneously returned "
  66                      << amb_y << " instead of 0" << endl;
  67                 ++result;
  68         }
  69
  70         return result;
  71 }
  72
  73 // Consistency of .collect(Z[x,y], {x,y}) with .coeff(x).
  74 static unsigned exam_collect_2()
  75 {
  76         unsigned result = 0;
  77         symbol x("x"), y("y"), p("p"), q("q");
  78
  79         ex e1 = x + y;
  80         ex e2 = 1 + p + q;
  81         ex a = expand(e1 * e2);
  82
  83         ex a_x = a.collect(x).coeff(x, 1);
  84         if (a_x != e2) {
  85                 clog << "collect(" << a << ", " << x << ") erroneously returned "
  86                      << a_x << " as coefficient of " << x << endl;
  87                 ++result;
  88         }
  89
  90         ex a_p = a.collect(p).coeff(p, 1);
  91         if (a_p != e1) {
  92                 clog << "collect(" << a << ", " << p << ") erroneously returned "
  93                      << a_p << " as coefficient of " << p << endl;
  94                 ++result;
  95         }
  96
  97         ex a_xy = a.collect(lst{x,y});
  98         ex ref = e2*x + e2*y;
  99         if (a_xy != ref) {
 100                 clog << "collect(" << a << ", {" << x << ", " << y << "}) erroneously returned "
 101                      << a_xy << " instead of " << ref << endl;
 102                 ++result;
 103         }
 104
 105         return result;
 106 }
 107
 108 // Consistency of .collect(Z[f(x)], f(x)) with .coeff(f(x)).
 109 static unsigned exam_collect_3()
 110 {
 111         unsigned result = 0;
 112         symbol x("x"), p("p"), q("q");
 113
 114         for (unsigned deg = 2; deg < 7; ++deg) {
 115
 116                 ex a1 = expand(pow(p + q + x, deg));
 117                 a1 = a1.collect(x);
 118
 119                 ex a2 = expand(pow(p + q + sin(x), deg));
 120                 a2 = a2.collect(sin(x));
 121
 122                 for (unsigned i = 0; i < deg; ++i) {
 123                         ex a1_i = a1.coeff(x, i);
 124                         ex a2_i = a2.coeff(sin(x), i);
 125                         if (!expand(a1_i - a2_i).is_zero()) {
 126                                 clog << "collect(" << a1 << ",sin(x)) inconsistent with "
 127                                         "collect(" << a2 << ",x)" << endl;
 128                                 ++result;
 129                         }
 130                 }
 131         }
 132
 133         return result;
 134 }
 135
 136 unsigned exam_collect()
 137 {
 138         unsigned result = 0;
 139
 140         cout << "examining collect coefficients" << flush;
 141
 142         result += exam_collect_1();  cout << '.' << flush;
 143         result += exam_collect_2();  cout << '.' << flush;
 144         result += exam_collect_3();  cout << '.' << flush;
 145
 146         return result;
 147 }
 148
 149 int main(int argc, char** argv)
 150 {
 151         return exam_collect();
 152 }