check/genex.cpp

   1 /** @file genex.cpp
   2  *
   3  *  Provides some routines for generating expressions that are later used as
   4  *  input in the consistency checks. */
   5
   6 /*
   7  *  GiNaC Copyright (C) 1999-2000 Johannes Gutenberg University Mainz, Germany
   8  *
   9  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  10  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
  11  *  the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  12  *  (at your option) any later version.
  13  *
  14  *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
  15  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  17  *  GNU General Public License for more details.
  18  *
  19  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
  20  *  along with this program; if not, write to the Free Software
  21  *  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  22  */
  23
  24 // For rand() and friends:
  25 #include <stdlib.h>
  26
  27 #include "ginac.h"
  28
  29 #ifndef NO_NAMESPACE_GINAC
  30 using namespace GiNaC;
  31 #endif // ndef NO_NAMESPACE_GINAC
  32
  33 /* Create a dense univariate random polynomial in x.
  34  * (of the form 9 - 22*a - 17*a^2 + 14*a^3 + 7*a^4 + 7a^5 if degree==5) */
  35 const ex
  36 dense_univariate_poly(const symbol & x, unsigned degree)
  37 {
  38     ex unipoly;
  39
  40     for (unsigned i=0; i<=degree; ++i)
  41         unipoly += numeric((rand()-RAND_MAX/2))*pow(x,i);
  42
  43     return unipoly;
  44 }
  45
  46 /* Create a dense bivariate random polynomial in x1 and x2.
  47  * (of the form 9 + 52*x1 - 27*x1^2 + 84*x2 + 7*x2^2 - 12*x1*x2 if degree==2)
  48  */
  49 const ex
  50 dense_bivariate_poly(const symbol & x1, const symbol & x2, unsigned degree)
  51 {
  52     ex bipoly;
  53
  54     for (unsigned i1=0; i1<=degree; ++i1)
  55         for (unsigned i2=0; i2<=degree-i1; ++i2)
  56             bipoly += numeric((rand()-RAND_MAX/2))*pow(x1,i1)*pow(x2,i2);
  57
  58     return bipoly;
  59 }
  60
  61 const ex
  62 random_symbol(const symbol & x,
  63               const symbol & y,
  64               const symbol & z,
  65               bool rational = true)
  66 {
  67     ex e;
  68     switch (abs(rand()) % 4) {
  69         case 0:
  70             e = x;
  71             break;
  72         case 1:
  73             e = y;
  74             break;
  75         case 2:
  76             e = z;
  77             break;
  78         case 3: {
  79             int c1 = rand() % 20 - 10;
  80             int c2 = rand() % 20 - 10;
  81             if (c1 == 0) c1 = 1;
  82             if (c2 == 0) c2 = 1;
  83             if (!rational)
  84                 c2 = 1;
  85             e = numeric(c1) / numeric(c2);
  86             break;
  87         }
  88     }
  89     return e;
  90 }
  91
  92 /* Create a sparse random tree in three symbols. */
  93 const ex
  94 sparse_tree(const symbol & x,
  95             const symbol & y,
  96             const symbol & z,
  97             int level,
  98             bool trig = false,    // true includes trigonomatric functions
  99             bool rational = true) // false includes coefficients in Q
 100 {
 101     if (level == 0)
 102         return random_symbol(x,y,z,rational);
 103     switch (abs(rand()) % 7) {
 104         case 0:
 105         case 1:
 106             return add(sparse_tree(x,y,z,level-1, trig, rational),
 107                        sparse_tree(x,y,z,level-1, trig, rational));
 108         case 2:
 109         case 3:
 110             return mul(sparse_tree(x,y,z,level-1, trig, rational),
 111                        sparse_tree(x,y,z,level-1, trig, rational));
 112         case 4:
 113         case 5:
 114             return power(sparse_tree(x,y,z,level-1, trig, rational),
 115                          abs(rand() % 4));
 116         case 6:
 117             if (trig) {
 118                 switch (abs(rand()) % 4) {
 119                     case 0:
 120                         return sin(sparse_tree(x,y,z,level-1, trig, rational));
 121                     case 1:
 122                         return cos(sparse_tree(x,y,z,level-1, trig, rational));
 123                     case 2:
 124                         return exp(sparse_tree(x,y,z,level-1, trig, rational));
 125                     case 3:
 126                         return log(sparse_tree(x,y,z,level-1, trig, rational));
 127                 }
 128             } else
 129                 return random_symbol(x,y,z,rational);
 130     }
 131 }