check/time_dennyfliegner.cpp

   1 /** @file time_dennyfliegner.cpp
   2  *
   3  *  The first test routine implements Denny Fliegner's quick consistency check:
   4  *  1)  e = (a0 + a1 + a2 + a3 + ...)^2, in expanded form
   5  *  2)  substitute a0 by (-a2 - a3 - ...) in e
   6  *  3)  expand e
   7  *  after which e should be just a1^2. */
   8
   9 /*
  10  *  GiNaC Copyright (C) 1999-2008 Johannes Gutenberg University Mainz, Germany
  11  *
  12  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  13  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
  14  *  the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  15  *  (at your option) any later version.
  16  *
  17  *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
  18  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  19  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  20  *  GNU General Public License for more details.
  21  *
  22  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
  23  *  along with this program; if not, write to the Free Software
  24  *  Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
  25  */
  26
  27 #include <iostream>
  28 #include <sstream>
  29 #include <vector>
  30 #include "ginac.h"
  31 #include "timer.h"
  32 using namespace std;
  33 using namespace GiNaC;
  34
  35 static unsigned expand_subs(unsigned size)
  36 {
  37         unsigned result = 0;
  38         // create a vector of size symbols named "a0", "a1", ...
  39         vector<symbol> a;
  40         ex e;
  41         for (unsigned i=0; i<size; ++i) {
  42                 ostringstream buf;
  43                 buf << "a" << i << ends;
  44                 a.push_back(symbol(buf.str()));
  45                 e += a[i];
  46         }
  47         ex aux;
  48
  49         // prepare aux so it will swallow anything but a1^2:
  50         aux = -e + a[0] + a[1];
  51         e = pow(e,2).expand().subs(a[0]==aux, subs_options::no_pattern).expand();
  52
  53         if (e != pow(a[1],2)) {
  54                 clog << "Denny Fliegner's quick consistency check erroneously returned "
  55                      << e << "." << endl;
  56                 ++result;
  57         }
  58
  59         return result;
  60 }
  61
  62 unsigned time_dennyfliegner()
  63 {
  64         unsigned result = 0;
  65
  66         cout << "timing commutative expansion and substitution" << flush;
  67
  68         vector<unsigned> sizes;
  69         vector<double> times;
  70         timer breitling;
  71
  72         sizes.push_back(100);
  73         sizes.push_back(200);
  74         sizes.push_back(400);
  75         sizes.push_back(800);
  76
  77         for (vector<unsigned>::iterator i=sizes.begin(); i!=sizes.end(); ++i) {
  78                 breitling.start();
  79                 result += expand_subs(*i);
  80                 times.push_back(breitling.read());
  81                 cout << '.' << flush;
  82         }
  83
  84         // print the report:
  85         cout << endl << "       size:  ";
  86         for (vector<unsigned>::iterator i=sizes.begin(); i!=sizes.end(); ++i)
  87                 cout << '\t' << *i;
  88         cout << endl << "       time/s:";
  89         for (vector<double>::iterator i=times.begin(); i!=times.end(); ++i)
  90                 cout << '\t' << *i;
  91         cout << endl;
  92
  93         return result;
  94 }
  95
  96 extern void randomify_symbol_serials();
  97
  98 int main(int argc, char** argv)
  99 {
 100         randomify_symbol_serials();
 101         cout << setprecision(2) << showpoint;
 102         return time_dennyfliegner();
 103 }