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) 1999-2000 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., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  22  */
  23
  24 #include "times.h"
  25
  26 static unsigned test(void)
  27 {
  28     // Determinant of a sparse matrix that comes up in graph theory:
  29     symbol x1("x1"), x2("x2"), x3("x3"), x4("x4"), x5("x5");
  30     ex w[26][11] = {
  31         { 1,  1,  1,  7, x4, 12, x3, 17, x2, 22, x1},
  32         { 2,  2,  1,  8, x4, 13, x3, 18, x2, 23, x1},
  33         { 3,  3,  1,  9, x4, 14, x3, 19, x2, 24, x1},
  34         { 4,  4,  1, 10, x4, 15, x3, 20, x2, 25, x1},
  35         { 5,  5,  1, 26,  1,  1,  0,  1,  0,  1, 0 },
  36         { 6,  2, x5,  6,  1, 12, x3, 17, x2, 22, x1},
  37         { 7,  3, x5,  7,  1, 13, x3, 18, x2, 23, x1},
  38         { 8,  4, x5,  8,  1, 14, x3, 19, x2, 24, x1},
  39         { 9,  5, x5,  9,  1, 15, x3, 20, x2, 25, x1},
  40         {10, 10,  1, 26,  1,  1,  0,  1,  0,  1, 0 },
  41         {11,  2, x5,  7, x4, 11,  1, 17, x2, 22, x1},
  42         {12,  3, x5,  8, x4, 12,  1, 18, x2, 23, x1},
  43         {13,  4, x5,  9, x4, 13,  1, 19, x2, 24, x1},
  44         {14,  5, x5, 10, x4, 14,  1, 20, x2, 25, x1},
  45         {15, 15,  1, 26,  1,  1,  0,  1,  0,  1, 0 },
  46         {16,  2, x5,  7, x4, 12, x3, 16,  1, 22, x1},
  47         {17,  3, x5,  8, x4, 13, x3, 17,  1, 23, x1},
  48         {18,  4, x5,  9, x4, 14, x3, 18,  1, 24, x1},
  49         {19,  5, x5, 10, x4, 15, x3, 19,  1, 25, x1},
  50         {20, 20,  1, 26,  1,  1,  0,  1,  0,  1, 0 },
  51         {21,  2, x5,  7, x4, 12, x3, 17, x2, 21, 1 },
  52         {22,  3, x5,  8, x4, 13, x3, 18, x2, 22, 1 },
  53         {23,  4, x5,  9, x4, 14, x3, 19, x2, 23, 1 },
  54         {24,  5, x5, 10, x4, 15, x3, 20, x2, 24, 1 },
  55         {25, 25,  1, 26,  1,  1,  0,  1,  0,  1, 0 },
  56         {26,  1, x5,  6, x4, 11, x3, 16, x2, 21, x1}
  57     };
  58     matrix m(26,26);
  59     for (unsigned r=0; r<26; ++r) {
  60         for (unsigned c=0; c<5; ++c) {
  61             m.set(r,
  62                   unsigned(ex_to_numeric(w[r][2*c+1]).to_int()-1),
  63                   w[r][2*c+2]);
  64         }
  65     }
  66     ex det = m.determinant();
  67     // The result should have been:
  68     ex cmp = -12*pow(x1*x5,2)*x4-12*x1*pow(x2*x4,2)-12*x3*pow(x4*x5,2)
  69         -pow(x5,3)*pow(x4,2)-12*x1*pow(x4*x5,2)-12*x2*pow(x4*x5,2)
  70         -pow(x4,3)*pow(x5,2)-2*pow(x5,3)*x4*x3-2*pow(x4,3)*x5*x3
  71         -36*x3*x1*pow(x5,2)*x4-36*x3*x1*pow(x4,2)*x5-12*pow(x3*x5,2)*x4
  72         -12*pow(x3*x4,2)*x5-36*x3*x2*pow(x5,2)*x4-36*x3*x2*pow(x4,2)*x5
  73         -36*x1*x5*pow(x3,2)*x4-36*x2*x5*pow(x3,2)*x4-12*x1*pow(x3*x5,2)
  74         -12*x1*pow(x3*x4,2)-pow(x3,3)*pow(x5,2)-pow(x3,3)*pow(x4,2)
  75         -2*pow(x3,3)*x5*x4-12*x2*pow(x3*x5,2)-12*x2*pow(x3*x4,2)
  76         -12*x1*pow(x2*x5,2)-12*pow(x2*x5,2)*x4-12*pow(x2*x4,2)*x5
  77         -12*pow(x2*x5,2)*x3-12*pow(x2*x4,2)*x3-12*pow(x2*x3,2)*x5
  78         -12*pow(x2*x3,2)*x4-pow(x3,2)*pow(x5,3)-pow(x3,2)*pow(x4,3)
  79         -2*pow(x5,3)*x4*x2-2*pow(x4,3)*x5*x2-2*x3*pow(x5,3)*x2
  80         -2*x3*pow(x4,3)*x2-2*pow(x3,3)*x5*x2-2*pow(x3,3)*x4*x2
  81         -2*pow(x2,3)*x5*x4-36*x2*x1*pow(x5,2)*x4-36*x2*x1*pow(x4,2)*x5
  82         -120*x2*x1*x5*x4*x3-36*x2*x1*pow(x5,2)*x3-36*x2*x1*pow(x4,2)*x3
  83         -36*x2*x1*pow(x3,2)*x5-36*x2*x1*pow(x3,2)*x4-36*pow(x2,2)*x5*x4*x3
  84         -36*pow(x1,2)*x5*x4*x3-12*pow(x1*x5,2)*x3-12*pow(x1*x4,2)*x3
  85         -12*pow(x1*x3,2)*x5-12*pow(x1*x3,2)*x4-12*pow(x1*x5,2)*x2
  86         -12*pow(x1*x4,2)*x2-12*pow(x1*x3,2)*x2-12*pow(x1*x2,2)*x5
  87         -12*pow(x1*x2,2)*x4-12*pow(x1*x2,2)*x3-pow(x2,2)*pow(x5,3)
  88         -pow(x2,2)*pow(x4,3)-pow(x2,2)*pow(x3,3)-36*x1*x5*pow(x2,2)*x4
  89         -36*x1*x5*pow(x2,2)*x3-36*x1*x4*pow(x2,2)*x3-36*x2*pow(x1,2)*x5*x4
  90         -pow(x2,3)*pow(x5,2)-pow(x2,3)*pow(x4,2)-pow(x2,3)*pow(x3,2)
  91         -2*pow(x2,3)*x5*x3-2*pow(x2,3)*x4*x3-12*x1*pow(x2*x3,2)
  92         -12*pow(x1*x4,2)*x5-pow(x1,3)*pow(x5,2)-pow(x1,3)*pow(x4,2)
  93         -pow(x1,3)*pow(x3,2)-pow(x1,3)*pow(x2,2)-pow(x1,2)*pow(x5,3)
  94         -pow(x1,2)*pow(x4,3)-pow(x1,2)*pow(x3,3)-pow(x1,2)*pow(x2,3)
  95         -36*x2*x3*pow(x1,2)*x5-36*x2*x3*pow(x1,2)*x4-2*pow(x5,3)*x4*x1
  96         -2*pow(x4,3)*x5*x1-2*x3*pow(x5,3)*x1-2*x3*pow(x4,3)*x1
  97         -2*pow(x3,3)*x5*x1-2*pow(x3,3)*x4*x1-2*x2*pow(x5,3)*x1
  98         -2*x2*pow(x4,3)*x1-2*x2*pow(x3,3)*x1-2*pow(x2,3)*x5*x1
  99         -2*pow(x2,3)*x4*x1-2*pow(x2,3)*x3*x1-2*pow(x1,3)*x5*x4
 100         -2*pow(x1,3)*x5*x3-2*pow(x1,3)*x5*x2-2*pow(x1,3)*x4*x3
 101         -2*pow(x1,3)*x4*x2-2*pow(x1,3)*x3*x2;
 102     if (det!=cmp) {
 103         clog << "The determinant was miscalculated" << endl;
 104         return 1;
 105     }
 106     return 0;
 107 }
 108
 109 unsigned time_lw_M1(void)
 110 {
 111     unsigned result = 0;
 112     unsigned count = 0;
 113     timer rolex;
 114     double time = .0;
 115
 116     cout << "timing Lewis-Wester test M1 (26x26 sparse, det)" << flush;
 117     clog << "-------Lewis-Wester test M1 (26x26 sparse, det)" << endl;
 118
 119     rolex.start();
 120     // correct for very small times:
 121     do {
 122         result = test();
 123         ++count;
 124     } while ((time=rolex.read())<0.1 && !result);
 125     cout << '.' << flush;
 126
 127     if (!result) {
 128         cout << " passed ";
 129         clog << "(no output)" << endl;
 130     } else {
 131         cout << " failed ";
 132     }
 133     cout << int(1000*(time/count))*0.001 << 's' << endl;
 134
 135     return result;
 136 }