check/exam_factor.cpp

   1 /** @file exam_factor.cpp
   2  *
   3  *  Factorization test suite. */
   4
   5 /*
   6  *  GiNaC Copyright (C) 1999-2008 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 <iostream>
  24 #include "ginac.h"
  25 using namespace std;
  26 using namespace GiNaC;
  27
  28 static symbol w("w"), x("x"), y("y"), z("z");
  29
  30 static unsigned check_factor(const ex& e)
  31 {
  32         ex ee = e.expand();
  33         ex answer = factor(ee);
  34         if ( answer.expand() != ee || answer != e ) {
  35                 clog << "factorization of " << e << " == " << ee << " gave wrong result: " << answer << endl;
  36                 return 1;
  37         }
  38         return 0;
  39 }
  40
  41 static unsigned exam_factor1()
  42 {
  43         unsigned result = 0;
  44         ex e;
  45         symbol x("x");
  46         lst syms;
  47         syms.append(x);
  48
  49         e = ex("1+x-x^3", syms);
  50         result += check_factor(e);
  51
  52         e = ex("1+x^6+x", syms);
  53         result += check_factor(e);
  54
  55         e = ex("1-x^6+x", syms);
  56         result += check_factor(e);
  57
  58         e = ex("(1+x)^3", syms);
  59         result += check_factor(e);
  60
  61         e = ex("(x+1)*(x+4)", syms);
  62         result += check_factor(e);
  63
  64         e = ex("x^6-3*x^5+x^4-3*x^3-x^2-3*x+1", syms);
  65         result += check_factor(e);
  66
  67         e = ex("(-1+x)^3*(1+x)^3*(1+x^2)", syms);
  68         result += check_factor(e);
  69
  70         e = ex("-(-168+20*x-x^2)*(30+x)", syms);
  71         result += check_factor(e);
  72
  73         e = ex("x^2*(x-3)^2*(x^3-5*x+7)", syms);
  74         result += check_factor(e);
  75
  76         e = ex("-6*x^2*(x-3)", syms);
  77         result += check_factor(e);
  78
  79         e = ex("x^16+11*x^4+121", syms);
  80         result += check_factor(e);
  81
  82         e = ex("x^8-40*x^6+352*x^4-960*x^2+576", syms);
  83         result += check_factor(e);
  84
  85         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);
  86         result += check_factor(e);
  87
  88         e = ex("(x+4+x^2-x^3+43*x^4)*(x+1-x^2-3*x^3+4*x^4)", syms);
  89         result += check_factor(e);
  90
  91         e = ex("-x^2*(x-1)*(1+x^2)", syms);
  92         result += check_factor(e);
  93
  94         e = x;
  95         result += check_factor(e);
  96
  97         // x^37 + 1
  98         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);
  99         result += check_factor(e);
 100
 101         e = ex("(1+4*x)*x^2*(1-4*x+16*x^2)*(3+5*x+92*x^3)", syms);
 102         result += check_factor(e);
 103
 104         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);
 105         result += check_factor(e);
 106
 107         return result;
 108 }
 109
 110 static unsigned exam_factor2()
 111 {
 112         unsigned result = 0;
 113         ex e;
 114         symbol x("x"), y("y"), z("z");
 115         lst syms;
 116         syms = x, y, z;
 117
 118         e = ex("x+y", syms);
 119         result += check_factor(e);
 120
 121         e = ex("(x^2-y+1)*(x+y)", syms);
 122         result += check_factor(e);
 123
 124         e = ex("-2*(x+y)*(x-y)", syms);
 125         result += check_factor(e);
 126
 127         e = ex("(16+x^2*z^3)*(-17+3*x-5*z)*(2*x+3*z)*(x-y^2-z^3)", syms);
 128         result += check_factor(e);
 129
 130         e = ex("(x-y*z)*(x-y^2-z^3)*(x+y+z)", syms);
 131         result += check_factor(e);
 132
 133         e = ex("-(y^2-x+z^3)*x*(x+y+z)", syms);
 134         result += check_factor(e);
 135
 136         e = ex("-316*(3*x-4*z)*(2*x+3*z)*(x+y)*(-1+x)", syms);
 137         result += check_factor(e);
 138
 139         e = ex("(x+x^3+z^2)*(3*x-4*z)", syms);
 140         result += check_factor(e);
 141
 142         e = ex("250*(-3+x)*(4*z-3*x)*(x^3+z^2+x)*x", syms);
 143         result += check_factor(e);
 144
 145         e = ex("327*(x+z^2+x^3)*(3*x-4*z)*(-7+5*x-x^3)*(1+x+x^2)", syms);
 146         result += check_factor(e);
 147
 148         e = ex("x-y^2-z^3", syms);
 149         result += check_factor(e);
 150
 151         e = ex("-390*(7+3*x^4)*(2+x^2)*(x-z^3-y^2)", syms);
 152         result += check_factor(e);
 153
 154         e = ex("55*(1+x)^2*(3*x-4*z)*(1+x+x^2)*(x+x^3+z^2)", syms);
 155         result += check_factor(e);
 156
 157         e = ex("x+y*x-1", syms);
 158         result += check_factor(e);
 159
 160         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);
 161         result += check_factor(e);
 162
 163         e = ex("310*(y+x)*(-1+y-x^2)", syms);
 164         result += check_factor(e);
 165
 166         return result;
 167 }
 168
 169 static unsigned exam_factor3()
 170 {
 171         unsigned result = 0;
 172         ex e;
 173         symbol k("k"), n("n");
 174         lst syms;
 175         syms = k, n;
 176
 177         e = ex("1/2*(-3+3*k-n)*(-2+3*k-n)*(-1+3*k-n)", syms);
 178         result += check_factor(e);
 179
 180         e = ex("1/4*(2*k-n)*(-1+2*k-n)", syms);
 181         result += check_factor(e);
 182
 183         return result;
 184 }
 185
 186 unsigned exam_factor()
 187 {
 188         unsigned result = 0;
 189
 190         cout << "examining polynomial factorization" << flush;
 191
 192         result += exam_factor1(); cout << '.' << flush;
 193         result += exam_factor2(); cout << '.' << flush;
 194         result += exam_factor3(); cout << '.' << flush;
 195
 196         return result;
 197 }
 198
 199 int main(int argc, char** argv)
 200 {
 201         return exam_factor();
 202 }