check/normalization.cpp

   1 // check/normalization.cpp
   2
   3 /* Rational function normalization test-suite. */
   4
   5 #include <GiNaC/ginac.h>
   6
   7 static symbol x("x"), y("y"), z("z");
   8
   9 static unsigned check_normal(const ex &e, const ex &d)
  10 {
  11         ex en = e.normal();
  12         if (en.compare(d) != 0) {
  13                 clog << "normal form of " << e << " is " << en << " (should be " << d << ")" << endl;
  14                 return 1;
  15         }
  16         return 0;
  17 }
  18
  19 static unsigned normal1(void)
  20 {
  21         unsigned result = 0;
  22         ex e, d;
  23
  24         // Expansion
  25         e = pow(x, 2) - (x+1)*(x-1) - 1;
  26         d = exZERO();
  27         result += check_normal(e, d);
  28
  29         // Expansion inside functions
  30         e = sin(x*(x+1)-x) + 1;
  31         d = sin(pow(x, 2)) + 1;
  32         result += check_normal(e, d);
  33
  34         // Fraction addition
  35         e = numeric(2)/x + y/3;
  36         d = (x*y/3 + 2) / x;
  37         result += check_normal(e, d);
  38
  39         // Fraction addition
  40         e = pow(x, -1) + x/(x+1);
  41         d = (pow(x, 2)+x+1)/(x*(x+1));
  42         result += check_normal(e, d);
  43
  44         // Fraction cancellation
  45         e = (pow(x, 2) - pow(y, 2)) / pow(x-y, 3);
  46         d = (x + y) / (pow(x, 2) + pow(y, 2) - x * y * 2);
  47         result += check_normal(e, d);
  48
  49         // Fraction cancellation
  50         e = (pow(x, -1) + x) / (pow(x , 2) * 2 + 2);
  51         d = pow(x * 2, -1);
  52         result += check_normal(e, d);
  53
  54         // Distribution of powers
  55         e = pow(x/y, 2);
  56         d = pow(x, 2) / pow(y, 2);
  57         result += check_normal(e, d);
  58
  59         // Distribution of powers (integer, distribute) and fraction addition
  60         e = pow(pow(x, -1) + x, 2);
  61         d = pow(pow(x, 2) + 1, 2) / pow(x, 2);
  62         result += check_normal(e, d);
  63
  64         // Distribution of powers (non-integer, don't distribute) and fraction addition
  65         e = pow(pow(x, -1) + x, numeric(1)/2);
  66         d = pow((pow(x, 2) + 1) / x, numeric(1)/2);
  67         result += check_normal(e, d);
  68
  69         // Replacement of functions with temporary symbols and fraction cancellation
  70         e = pow(sin(x), 2) - pow(cos(x), 2);
  71         e /= sin(x) + cos(x);
  72         d = sin(x) - cos(x);
  73         result += check_normal(e, d);
  74
  75         // Replacement of non-integer powers with temporary symbols
  76         e = (pow(numeric(2), numeric(1)/2) * x + x) / x;
  77         d = pow(numeric(2), numeric(1)/2) + 1;
  78         result += check_normal(e, d);
  79
  80         // Replacement of complex numbers with temporary symbols
  81         e = (x + y + x*I + y*I) / (x + y);
  82         d = 1 + I;
  83         result += check_normal(e, d);
  84
  85         e = (pow(x, 2) + pow(y, 2)) / (x + y*I);
  86         d = e;
  87         result += check_normal(e, d);
  88
  89         // More complex rational function
  90         e = (pow(x-y*2,4)/pow(pow(x,2)-pow(y,2)*4,2)+1)*(x+y*2)*(y+z)/(pow(x,2)+pow(y,2)*4);
  91         d = (y*2 + z*2) / (x + y*2);
  92         result += check_normal(e, d);
  93
  94         return result;
  95 }
  96
  97 unsigned normalization(void)
  98 {
  99         unsigned result = 0;
 100
 101         cout << "checking rational function normalization..." << flush;
 102         clog << "---------rational function normalization:" << endl;
 103
 104         result += normal1();
 105
 106         if (!result) {
 107                 cout << " passed ";
 108                 clog << "(no output)" << endl;
 109         } else {
 110                 cout << " failed ";
 111         }
 112         return result;
 113 }