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) 1999-2020 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 "ginac.h"
  28 #include "timer.h"
  29 using namespace GiNaC;
  30
  31 #include <iostream>
  32 #include <sstream>
  33 #include <vector>
  34 using namespace std;
  35
  36 static unsigned expand_subs(unsigned size)
  37 {
  38         unsigned result = 0;
  39         // create a vector of size symbols named "a0", "a1", ...
  40         vector<symbol> a;
  41         ex e;
  42         for (unsigned i=0; i<size; ++i) {
  43                 ostringstream buf;
  44                 buf << "a" << i << ends;
  45                 a.push_back(symbol(buf.str()));
  46                 e += a[i];
  47         }
  48         ex aux;
  49
  50         // prepare aux so it will swallow anything but a1^2:
  51         aux = -e + a[0] + a[1];
  52         e = pow(e,2).expand().subs(a[0]==aux, subs_options::no_pattern).expand();
  53
  54         if (e != pow(a[1],2)) {
  55                 clog << "Denny Fliegner's quick consistency check erroneously returned "
  56                      << e << "." << endl;
  57                 ++result;
  58         }
  59
  60         return result;
  61 }
  62
  63 unsigned time_dennyfliegner()
  64 {
  65         unsigned result = 0;
  66
  67         cout << "timing commutative expansion and substitution" << flush;
  68
  69         vector<unsigned> sizes = {100, 200, 400, 800};
  70         vector<double> times;
  71         timer breitling;
  72
  73         for (vector<unsigned>::iterator i=sizes.begin(); i!=sizes.end(); ++i) {
  74                 breitling.start();
  75                 result += expand_subs(*i);
  76                 times.push_back(breitling.read());
  77                 cout << '.' << flush;
  78         }
  79
  80         // print the report:
  81         cout << endl << "       size:  ";
  82         for (vector<unsigned>::iterator i=sizes.begin(); i!=sizes.end(); ++i)
  83                 cout << '\t' << *i;
  84         cout << endl << "       time/s:";
  85         for (vector<double>::iterator i=times.begin(); i!=times.end(); ++i)
  86                 cout << '\t' << *i;
  87         cout << endl;
  88
  89         return result;
  90 }
  91
  92 extern void randomify_symbol_serials();
  93
  94 int main(int argc, char** argv)
  95 {
  96         randomify_symbol_serials();
  97         cout << setprecision(2) << showpoint;
  98         return time_dennyfliegner();
  99 }