- changed old-style power() to new-style pow()
[ginac.git] / check / normalization.cpp
1 /** @file normalization.cpp
2  *
3  *  Rational function normalization test suite. */
4
5 /*
6  *  GiNaC Copyright (C) 1999-2000 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., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
21  */
22
23 #include <ginac/ginac.h>
24
25 #ifndef NO_GINAC_NAMESPACE
26 using namespace GiNaC;
27 #endif // ndef NO_GINAC_NAMESPACE
28
29 static symbol x("x"), y("y"), z("z");
30
31 static unsigned check_normal(const ex &e, const ex &d)
32 {
33     ex en = e.normal();
34     if (en.compare(d) != 0) {
35         clog << "normal form of " << e << " erroneously returned "
36              << en << " (should be " << d << ")" << endl;
37         return 1;
38     }
39     return 0;
40 }
41
42 static unsigned normal1(void)
43 {
44     unsigned result = 0;
45     ex e, d;
46     
47     // Expansion
48     e = pow(x, 2) - (x+1)*(x-1) - 1;
49     d = ex(0);
50     result += check_normal(e, d);
51     
52     // Expansion inside functions
53     e = sin(x*(x+1)-x) + 1;
54     d = sin(pow(x, 2)) + 1;
55     result += check_normal(e, d);
56     
57     // Fraction addition
58     e = numeric(2)/x + y/3;
59     d = (x*y/3 + 2) / x;
60     result += check_normal(e, d);
61     
62     // Fraction addition
63     e = pow(x, -1) + x/(x+1);
64     d = (pow(x, 2)+x+1)/(x*(x+1));
65     result += check_normal(e, d);
66     
67     // Fraction cancellation
68     e = (pow(x, 2) - pow(y, 2)) / pow(x-y, 3);
69     d = (x + y) / (pow(x, 2) + pow(y, 2) - x * y * 2);
70     result += check_normal(e, d);
71     
72     // Fraction cancellation
73     e = (pow(x, -1) + x) / (pow(x , 2) * 2 + 2);
74     d = pow(x * 2, -1);
75     result += check_normal(e, d);
76     
77     // Distribution of powers
78     e = pow(x/y, 2);
79     d = pow(x, 2) / pow(y, 2);
80     result += check_normal(e, d);
81     
82     // Distribution of powers (integer, distribute) and fraction addition
83     e = pow(pow(x, -1) + x, 2);
84     d = pow(pow(x, 2) + 1, 2) / pow(x, 2);
85     result += check_normal(e, d);
86     
87     // Distribution of powers (non-integer, don't distribute) and fraction addition
88     e = pow(pow(x, -1) + x, numeric(1)/2);
89     d = pow((pow(x, 2) + 1) / x, numeric(1)/2);
90     result += check_normal(e, d);
91     
92     // Replacement of functions with temporary symbols and fraction cancellation
93     e = pow(sin(x), 2) - pow(cos(x), 2);
94     e /= sin(x) + cos(x);
95     d = sin(x) - cos(x);
96     result += check_normal(e, d);
97     
98     // Replacement of non-integer powers with temporary symbols
99     e = (pow(numeric(2), numeric(1)/2) * x + x) / x;
100     d = pow(numeric(2), numeric(1)/2) + 1;
101     result += check_normal(e, d);
102     
103     // Replacement of complex numbers with temporary symbols
104     e = (x + y + x*I + y*I) / (x + y);
105     d = 1 + I;
106     result += check_normal(e, d);
107     
108     e = (pow(x, 2) + pow(y, 2)) / (x + y*I);
109     d = e;
110     result += check_normal(e, d);
111     
112     // More complex rational function
113     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);
114     d = (y*2 + z*2) / (x + y*2);
115     result += check_normal(e, d);
116     
117     return result;
118 }
119
120 unsigned normalization(void)
121 {
122     unsigned result = 0;
123     
124     cout << "checking rational function normalization..." << flush;
125     clog << "---------rational function normalization:" << endl;
126     
127     result += normal1();
128     
129     if (!result) {
130         cout << " passed ";
131         clog << "(no output)" << endl;
132     } else {
133         cout << " failed ";
134     }
135     return result;
136 }