check/linear_solve.cpp

   1 /** @file linear_solve.cpp
   2  *
   3  * These test routines do some simple checks on solving linear systems of
   4  * symbolic equations. */
   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 #include "ginac.h"
  25
  26 #ifndef NO_NAMESPACE_GINAC
  27 using namespace GiNaC;
  28 #endif // ndef NO_NAMESPACE_GINAC
  29
  30 static unsigned lsolve1(void)
  31 {
  32     unsigned result = 0;
  33     symbol x("x");
  34     ex eq, aux;
  35
  36     eq = (3*x+5 == numeric(8));
  37     aux = lsolve(eq, x);
  38     if (aux != 1) {
  39         result++;
  40         clog << "solution of 3*x+5==8 erroneously returned "
  41              << aux << endl;
  42     }
  43
  44     return result;
  45 }
  46
  47 static unsigned lsolve2a(void)
  48 {
  49     unsigned result = 0;
  50     symbol a("a"), b("b"), x("x"), y("y");
  51     lst eqns, vars;
  52     ex sol;
  53
  54     // Create the linear system [a*x+b*y==3,x-y==b]...
  55     eqns.append(a*x+b*y==3).append(x-y==b);
  56     // ...to be solved for [x,y]...
  57     vars.append(x).append(y);
  58     // ...and solve it:
  59     sol = lsolve(eqns, vars);
  60     ex sol_x = sol.op(0).rhs();  // rhs of solution for first variable (x)
  61     ex sol_y = sol.op(1).rhs();  // rhs of solution for second variable (y)
  62
  63     // It should have returned [x==(3+b^2)/(a+b),y==(3-a*b)/(a+b)]
  64     if (!(sol_x - (3+pow(b,2))/(a+b)).is_zero() ||
  65         !(sol_y - (3-a*b)/(a+b)).is_zero()) {
  66         result++;
  67         clog << "solution of the system " << eqns << " for " << vars
  68              << " erroneously returned " << sol << endl;
  69     }
  70
  71     return result;
  72 }
  73
  74 static unsigned lsolve2b(void)
  75 {
  76     unsigned result = 0;
  77     symbol x("x"), y("y");
  78     lst eqns, vars;
  79     ex sol;
  80
  81     // Create the linear system [I*x+y==1,I*x-y==2]...
  82     eqns.append(I*x+y==1).append(I*x-y==2);
  83     // ...to be solved for [x,y]...
  84     vars.append(x).append(y);
  85     // ...and solve it:
  86     sol = lsolve(eqns, vars);
  87     ex sol_x = sol.op(0).rhs();  // rhs of solution for first variable (x)
  88     ex sol_y = sol.op(1).rhs();  // rhs of solution for second variable (y)
  89
  90     // It should have returned [x==-3/2*I,y==-1/2]
  91     if (!(sol_x - numeric(-3,2)*I).is_zero() ||
  92         !(sol_y - numeric(-1,2)).is_zero()) {
  93         result++;
  94         clog << "solution of the system " << eqns << " for " << vars
  95              << " erroneously returned " << sol << endl;
  96     }
  97
  98     return result;
  99 }
 100
 101 unsigned linear_solve(void)
 102 {
 103     unsigned result = 0;
 104
 105     cout << "checking linear solve..." << flush;
 106     clog << "---------linear solve:" << endl;
 107
 108     result += lsolve1();
 109     result += lsolve2a();
 110     result += lsolve2b();
 111
 112     if (!result) {
 113         cout << " passed ";
 114         clog << "(no output)" << endl;
 115     } else {
 116         cout << " failed ";
 117     }
 118
 119     return result;
 120 }