check/exam_factor.cpp

   1 /** @file exam_factor.cpp
   2  *
   3  *  Factorization test suite. */
   4
   5 /*
   6  *  GiNaC Copyright (C) 1999-2011 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 static symbol w("w"), x("x"), y("y"), z("z");
  30
  31 static unsigned check_factor(const ex& e)
  32 {
  33         ex ee = e.expand();
  34         ex answer = factor(ee);
  35         if ( answer.expand() != ee || answer != e ) {
  36                 clog << "factorization of " << e << " == " << ee << " gave wrong result: " << answer << endl;
  37                 return 1;
  38         }
  39         return 0;
  40 }
  41
  42 static unsigned exam_factor1()
  43 {
  44         unsigned result = 0;
  45         ex e;
  46         symbol x("x");
  47         lst syms;
  48         syms.append(x);
  49
  50         e = ex("1+x-x^3", syms);
  51         result += check_factor(e);
  52
  53         e = ex("1+x^6+x", syms);
  54         result += check_factor(e);
  55
  56         e = ex("1-x^6+x", syms);
  57         result += check_factor(e);
  58
  59         e = ex("(1+x)^3", syms);
  60         result += check_factor(e);
  61
  62         e = ex("(x+1)*(x+4)", syms);
  63         result += check_factor(e);
  64
  65         e = ex("x^6-3*x^5+x^4-3*x^3-x^2-3*x+1", syms);
  66         result += check_factor(e);
  67
  68         e = ex("(-1+x)^3*(1+x)^3*(1+x^2)", syms);
  69         result += check_factor(e);
  70
  71         e = ex("-(-168+20*x-x^2)*(30+x)", syms);
  72         result += check_factor(e);
  73
  74         e = ex("x^2*(x-3)^2*(x^3-5*x+7)", syms);
  75         result += check_factor(e);
  76
  77         e = ex("-6*x^2*(x-3)", syms);
  78         result += check_factor(e);
  79
  80         e = ex("x^16+11*x^4+121", syms);
  81         result += check_factor(e);
  82
  83         e = ex("x^8-40*x^6+352*x^4-960*x^2+576", syms);
  84         result += check_factor(e);
  85
  86         e = ex("x*(2+x^2)*(1+x+x^3+x^2+x^6+x^5+x^4)*(1+x)^2*(1-x+x^2)^2*(-1+x)", syms);
  87         result += check_factor(e);
  88
  89         e = ex("(x+4+x^2-x^3+43*x^4)*(x+1-x^2-3*x^3+4*x^4)", syms);
  90         result += check_factor(e);
  91
  92         e = ex("-x^2*(x-1)*(1+x^2)", syms);
  93         result += check_factor(e);
  94
  95         e = x;
  96         result += check_factor(e);
  97
  98         // x^37 + 1
  99         e = ex("(1+x)*(1+x^2-x^29-x^11-x^25-x^9-x^35+x^20-x^3+x^16-x^15-x-x^13+x^28+x^24-x^33+x^8-x^19+x^36+x^12-x^27+x^10-x^23+x^18+x^14+x^34-x^31+x^32+x^30-x^5+x^26+x^4+x^22-x^21-x^7-x^17+x^6)", syms);
 100         result += check_factor(e);
 101
 102         e = ex("(1+4*x)*x^2*(1-4*x+16*x^2)*(3+5*x+92*x^3)", syms);
 103         result += check_factor(e);
 104
 105         e = ex("(77+11*x^3+25*x^2+27*x+102*x^4)*(85+57*x^3+92*x^2+29*x+66*x^4)", syms);
 106         result += check_factor(e);
 107
 108         return result;
 109 }
 110
 111 static unsigned exam_factor2()
 112 {
 113         unsigned result = 0;
 114         ex e;
 115         symbol x("x"), y("y"), z("z");
 116         lst syms;
 117         syms = x, y, z;
 118
 119         e = ex("x+y", syms);
 120         result += check_factor(e);
 121
 122         e = ex("(x^2-y+1)*(x+y)", syms);
 123         result += check_factor(e);
 124
 125         e = ex("-2*(x+y)*(x-y)", syms);
 126         result += check_factor(e);
 127
 128         e = ex("(16+x^2*z^3)*(-17+3*x-5*z)*(2*x+3*z)*(x-y^2-z^3)", syms);
 129         result += check_factor(e);
 130
 131         e = ex("(x-y*z)*(x-y^2-z^3)*(x+y+z)", syms);
 132         result += check_factor(e);
 133
 134         e = ex("-(y^2-x+z^3)*x*(x+y+z)", syms);
 135         result += check_factor(e);
 136
 137         e = ex("-316*(3*x-4*z)*(2*x+3*z)*(x+y)*(-1+x)", syms);
 138         result += check_factor(e);
 139
 140         e = ex("(x+x^3+z^2)*(3*x-4*z)", syms);
 141         result += check_factor(e);
 142
 143         e = ex("250*(-3+x)*(4*z-3*x)*(x^3+z^2+x)*x", syms);
 144         result += check_factor(e);
 145
 146         e = ex("327*(x+z^2+x^3)*(3*x-4*z)*(-7+5*x-x^3)*(1+x+x^2)", syms);
 147         result += check_factor(e);
 148
 149         e = ex("x-y^2-z^3", syms);
 150         result += check_factor(e);
 151
 152         e = ex("-390*(7+3*x^4)*(2+x^2)*(x-z^3-y^2)", syms);
 153         result += check_factor(e);
 154
 155         e = ex("55*(1+x)^2*(3*x-4*z)*(1+x+x^2)*(x+x^3+z^2)", syms);
 156         result += check_factor(e);
 157
 158         e = ex("x+y*x-1", syms);
 159         result += check_factor(e);
 160
 161         e = ex("390*(-1+x^6-x)*(7+3*x^4)*(2+x^2)*(y+x)*(-1+y-x^2)*(1+x^2+x)^2", syms);
 162         result += check_factor(e);
 163
 164         e = ex("310*(y+x)*(-1+y-x^2)", syms);
 165         result += check_factor(e);
 166
 167         return result;
 168 }
 169
 170 static unsigned exam_factor3()
 171 {
 172         unsigned result = 0;
 173         ex e;
 174         symbol k("k"), n("n");
 175         lst syms;
 176         syms = k, n;
 177
 178         e = ex("1/2*(-3+3*k-n)*(-2+3*k-n)*(-1+3*k-n)", syms);
 179         result += check_factor(e);
 180
 181         e = ex("1/4*(2*k-n)*(-1+2*k-n)", syms);
 182         result += check_factor(e);
 183
 184         return result;
 185 }
 186
 187 unsigned exam_factor()
 188 {
 189         unsigned result = 0;
 190
 191         cout << "examining polynomial factorization" << flush;
 192
 193         result += exam_factor1(); cout << '.' << flush;
 194         result += exam_factor2(); cout << '.' << flush;
 195         result += exam_factor3(); cout << '.' << flush;
 196
 197         return result;
 198 }
 199
 200 int main(int argc, char** argv)
 201 {
 202         return exam_factor();
 203 }