check/time_lw_M1.cpp

   1 /** @file time_lw_M1.cpp
   2  *
   3  *  Test M1 from the paper "Comparison of Polynomial-Oriented CAS" by Robert H.
   4  *  Lewis and Michael Wester. */
   5
   6 /*
   7  *  GiNaC Copyright (C) 1999-2010 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., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
  22  */
  23
  24 #include "ginac.h"
  25 #include "timer.h"
  26 using namespace GiNaC;
  27
  28 #include <iostream>
  29 using namespace std;
  30
  31 static unsigned test()
  32 {
  33         // Determinant of a sparse matrix that comes up in graph theory:
  34         symbol x1("x1"), x2("x2"), x3("x3"), x4("x4"), x5("x5");
  35         ex w[26][11] = {
  36                 { 1,  1,  1,  7, x4, 12, x3, 17, x2, 22, x1},
  37                 { 2,  2,  1,  8, x4, 13, x3, 18, x2, 23, x1},
  38                 { 3,  3,  1,  9, x4, 14, x3, 19, x2, 24, x1},
  39                 { 4,  4,  1, 10, x4, 15, x3, 20, x2, 25, x1},
  40                 { 5,  5,  1, 26,  1,  1,  0,  1,  0,  1, 0 },
  41                 { 6,  2, x5,  6,  1, 12, x3, 17, x2, 22, x1},
  42                 { 7,  3, x5,  7,  1, 13, x3, 18, x2, 23, x1},
  43                 { 8,  4, x5,  8,  1, 14, x3, 19, x2, 24, x1},
  44                 { 9,  5, x5,  9,  1, 15, x3, 20, x2, 25, x1},
  45                 {10, 10,  1, 26,  1,  1,  0,  1,  0,  1, 0 },
  46                 {11,  2, x5,  7, x4, 11,  1, 17, x2, 22, x1},
  47                 {12,  3, x5,  8, x4, 12,  1, 18, x2, 23, x1},
  48                 {13,  4, x5,  9, x4, 13,  1, 19, x2, 24, x1},
  49                 {14,  5, x5, 10, x4, 14,  1, 20, x2, 25, x1},
  50                 {15, 15,  1, 26,  1,  1,  0,  1,  0,  1, 0 },
  51                 {16,  2, x5,  7, x4, 12, x3, 16,  1, 22, x1},
  52                 {17,  3, x5,  8, x4, 13, x3, 17,  1, 23, x1},
  53                 {18,  4, x5,  9, x4, 14, x3, 18,  1, 24, x1},
  54                 {19,  5, x5, 10, x4, 15, x3, 19,  1, 25, x1},
  55                 {20, 20,  1, 26,  1,  1,  0,  1,  0,  1, 0 },
  56                 {21,  2, x5,  7, x4, 12, x3, 17, x2, 21, 1 },
  57                 {22,  3, x5,  8, x4, 13, x3, 18, x2, 22, 1 },
  58                 {23,  4, x5,  9, x4, 14, x3, 19, x2, 23, 1 },
  59                 {24,  5, x5, 10, x4, 15, x3, 20, x2, 24, 1 },
  60                 {25, 25,  1, 26,  1,  1,  0,  1,  0,  1, 0 },
  61                 {26,  1, x5,  6, x4, 11, x3, 16, x2, 21, x1}
  62         };
  63         matrix m(26,26);
  64         for (unsigned r=0; r<26; ++r) {
  65                 for (unsigned c=0; c<5; ++c) {
  66                         m.set(r,
  67                               unsigned(ex_to<numeric>(w[r][2*c+1]).to_int()-1),
  68                               w[r][2*c+2]);
  69                 }
  70         }
  71         ex det = m.determinant();
  72         // The result should have been:
  73         ex cmp("-12*x2^2*x5^2*x4-12*x1*x5^2*x3^2-x5^3*x4^2-12*x1*x5^2*x4^2-12*x2*x5^2*x4^2-12*x3*x5^2*x4^2-x4^3*x5^2-36*x3*x1*x5^2*x4-36*x3*x1*x4^2*x5-36*x3*x2*x5^2*x4-36*x3*x2*x4^2*x5-2*x5^3*x4*x2-12*x3^2*x5^2*x4-12*x3^2*x4^2*x5-2*x5^3*x4*x3-2*x4^3*x5*x3-12*x1*x5^2*x2^2-36*x1*x5*x3^2*x4-36*x2*x5*x3^2*x4-x3^3*x5^2-x3^3*x4^2-2*x3^3*x5*x4-12*x2^2*x4^2*x5-12*x2*x5^2*x3^2-12*x2*x4^2*x3^2-12*x1*x4^2*x3^2-x3^2*x5^3-x3^2*x4^3-2*x4^3*x5*x2-2*x3*x5^3*x2-2*x3*x4^3*x2-2*x3^3*x5*x2-2*x3^3*x4*x2-2*x2^3*x5*x4-2*x2^3*x5*x3-2*x2^3*x4*x3-36*x2^2*x5*x4*x3-36*x2*x1*x5^2*x4-36*x2*x1*x4^2*x5-120*x2*x1*x5*x4*x3-36*x2*x1*x5^2*x3-36*x2*x1*x4^2*x3-36*x2*x1*x3^2*x5-36*x2*x1*x3^2*x4-12*x2^2*x5^2*x3-12*x2^2*x4^2*x3-12*x2^2*x3^2*x5-12*x2^2*x3^2*x4-2*x1^3*x4*x3-2*x1^3*x4*x2-2*x1^3*x3*x2-2*x1^3*x5*x2-36*x1^2*x5*x4*x3-36*x2*x1^2*x5*x4-36*x2*x3*x1^2*x5-36*x2*x3*x1^2*x4-x1^3*x5^2-x1^3*x4^2-x1^3*x3^2-x1^3*x2^2-x2^2*x5^3-x2^2*x4^3-x2^2*x3^3-12*x1*x4^2*x2^2-12*x1*x3^2*x2^2-12*x1^2*x5^2*x4-12*x1^2*x4^2*x5-12*x1^2*x5^2*x3-12*x1^2*x4^2*x3-12*x1^2*x3^2*x5-12*x1^2*x3^2*x4-12*x1^2*x5^2*x2-12*x1^2*x4^2*x2-12*x1^2*x3^2*x2-12*x1^2*x2^2*x5-12*x1^2*x2^2*x4-12*x1^2*x2^2*x3-2*x5^3*x4*x1-2*x4^3*x5*x1-2*x3*x5^3*x1-2*x3*x4^3*x1-2*x3^3*x5*x1-2*x3^3*x4*x1-2*x2*x5^3*x1-2*x2*x4^3*x1-2*x2*x3^3*x1-2*x2^3*x5*x1-2*x2^3*x4*x1-2*x2^3*x3*x1-2*x1^3*x5*x4-2*x1^3*x5*x3-36*x1*x5*x2^2*x4-36*x1*x5*x2^2*x3-36*x1*x4*x2^2*x3-x1^2*x5^3-x1^2*x4^3-x1^2*x3^3-x2^3*x5^2-x2^3*x4^2-x2^3*x3^2-x1^2*x2^3",lst(x1,x2,x3,x4,x5));
  74         if (det!=cmp) {
  75                 clog << "The determinant was miscalculated" << endl;
  76                 return 1;
  77         }
  78         return 0;
  79 }
  80
  81 unsigned time_lw_M1()
  82 {
  83         unsigned result = 0;
  84         unsigned count = 0;
  85         timer rolex;
  86         double time = .0;
  87
  88         cout << "timing Lewis-Wester test M1 (26x26 sparse, det)" << flush;
  89
  90         rolex.start();
  91         // correct for very small times:
  92         do {
  93                 result = test();
  94                 ++count;
  95         } while ((time=rolex.read())<0.1 && !result);
  96         cout << '.' << flush;
  97         cout << time/count << 's' << endl;
  98
  99         return result;
 100 }
 101
 102 extern void randomify_symbol_serials();
 103
 104 int main(int argc, char** argv)
 105 {
 106         randomify_symbol_serials();
 107         cout << setprecision(2) << showpoint;
 108         return time_lw_M1();
 109 }