check/expand_subs.cpp

   1 // check/expand_subs.cpp
   2
   3 /* The first test routine implements Denny Fliegner's quick consistency check:
   4  *     e = (a0 + a1 + a2 + a3 + ...)^2
   5  *     expand e
   6  *     substitute a0 by (-a2 - a3 - ...) in e
   7  *     expand e
   8  * after which e should be just a1^2.
   9  * In addition, a simpler modification is tested in the second test:
  10  *     e = (a0 + a1)^200
  11  *     expand e
  12  *     substitute a0 by -a1 in e
  13  * after which e should return 0 (without expanding). */
  14
  15 #include <ginac/ginac.h>
  16
  17 #define VECSIZE 100
  18
  19 static unsigned expand_subs1(void)
  20 {
  21     symbol a1("a1");
  22     symbol a[VECSIZE];
  23     ex e, aux;
  24
  25     a[1] = a1;
  26     for (unsigned i=0; i<VECSIZE; ++i) {
  27         e = e + a[i];
  28     }
  29
  30     // prepare aux so it will swallow anything but a1^2:
  31     aux = -e + a[0] + a[1];
  32     e = expand(subs(expand(pow(e, 2)), a[0] == aux));
  33
  34     if (e != pow(a1,2)) {
  35         clog << "Denny Fliegner's quick consistency check erroneously returned "
  36              << e << "." << endl;
  37         return 1;
  38     }
  39     return 0;
  40 }
  41
  42 static unsigned expand_subs2(void)
  43 {
  44     symbol a("a"), b("b");
  45     ex e, f;
  46
  47     // Here the final expand() should be superflous. For no particular reason
  48     // at all, we don't use the wrapper-functions but the methods instead:
  49     e = pow(a+b,200).expand();
  50     f = e.subs(a == -b);
  51
  52     if (f != 0) {
  53         clog << "e = pow(a+b,200).expand(); f = e.subs(a == -b); erroneously returned "
  54              << f << " instead of simplifying to 0." << endl;
  55         return 1;
  56     }
  57     return 0;
  58 }
  59
  60 unsigned expand_subs(void)
  61 {
  62     unsigned result = 0;
  63
  64     cout << "checking commutative expansion and substitution..." << flush;
  65     clog << "---------commutative expansion and substitution:" << endl;
  66
  67     result += expand_subs1();
  68     result += expand_subs2();
  69
  70     if (! result) {
  71         cout << " passed ";
  72         clog << "(no output)" << endl;
  73     } else {
  74         cout << " failed ";
  75     }
  76
  77     return result;
  78 }