check/time_lw_O.cpp

   1 /** @file time_lw_O.cpp
   2  *
   3  *  Test O1 from the paper "Comparison of Polynomial-Oriented CAS" by Robert H.
   4  *  Lewis and Michael Wester. */
   5
   6 /*
   7  *  GiNaC Copyright (C) 1999-2008 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 <iostream>
  25 #include <vector>
  26 #include "ginac.h"
  27 #include "timer.h"
  28 using namespace std;
  29 using namespace GiNaC;
  30
  31 static const bool do_test2 = false;  // set to true in order to run this beast
  32
  33 static const symbol a1("a1"), a2("a2"), a3("a3"), a4("a4"), a5("a5"), a6("a6");
  34 static const symbol b1("b1"), b2("b2"), b3("b3"), b4("b4"), b5("b5"), b6("b6");
  35 static const symbol c1("c1"), c2("c2"), c3("c3"), c4("c4"), c5("c5"), c6("c6");
  36
  37 static const ex det1()
  38 {
  39         matrix d1(15,15);
  40         d1 = a6, a5, a4, a3, a2, a1, 0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
  41              0,  0,  a6, 0,  a5, a4, 0,  a3, a2, a1, 0,  0,  0,  0,  0,
  42              0,  a6, 0,  a5, a4, 0,  a3, a2, a1, 0,  0,  0,  0,  0,  0,
  43              0,  0,  0,  a6, 0,  0,  a5, a4, 0,  0,  a3, a2, a1, 0,  0,
  44              0,  0,  0,  0,  a6, 0,  0,  a5, a4, 0,  0,  a3, a2, a1, 0,
  45              0,  0,  0,  0,  0,  a6, 0,  0,  a5, a4, 0,  0,  a3, a2, a1,
  46              0,  0,  0,  b6, 0,  0,  b5, b4, 0,  0,  b3, b2, b1, 0,  0,
  47              0,  0,  0,  0,  b6, 0,  0,  b5, b4, 0,  0,  b3, b2, b1, 0,
  48              0,  b6, 0,  b5, b4, 0,  b3, b2, b1, 0,  0,  0,  0,  0,  0,
  49              0,  0,  b6, 0,  b5, b4, 0,  b3, b2, b1, 0,  0,  0,  0,  0,
  50              0,  0,  0,  0,  0,  b6, 0,  0,  b5, b4, 0,  0,  b3, b2, b1,
  51              0,  0,  0,  0,  0,  c6, 0,  0,  c5, c4, 0,  0,  c3, c2, c1,
  52              0,  0,  c6, 0,  c5, c4, 0,  c3, c2, c1, 0,  0,  0,  0,  0,
  53              0,  c6, 0,  c5, c4, 0,  c3, c2, c1, 0,  0,  0,  0,  0,  0,
  54              0,  0,  0,  0,  c6, 0,  0,  c5, c4, 0,  0,  c3, c2, c1, 0;
  55
  56         return d1.determinant();
  57 }
  58
  59 static const ex det2()
  60 {
  61         matrix d2(15,15);
  62         d2 = b6, b5, b4, b3, b2, b1, 0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
  63              0,  0,  b6, 0,  b5, b4, 0,  b3, b2, b1, 0,  0,  0,  0,  0,
  64              0,  b6, 0,  b5, b4, 0,  b3, b2, b1, 0,  0,  0,  0,  0,  0,
  65              0,  0,  0,  b6, 0,  0,  b5, b4, 0,  0,  b3, b2, b1, 0,  0,
  66              0,  0,  0,  0,  b6, 0,  0,  b5, b4, 0,  0,  b3, b2, b1, 0,
  67              0,  0,  0,  0,  0,  b6, 0,  0,  b5, b4, 0,  0,  b3, b2, b1,
  68              0,  0,  0,  c6, 0,  0,  c5, c4, 0,  0,  c3, c2, c1, 0,  0,
  69              0,  0,  0,  0,  c6, 0,  0,  c5, c4, 0,  0,  c3, c2, c1, 0,
  70              0,  c6, 0,  c5, c4, 0,  c3, c2, c1, 0,  0,  0,  0,  0,  0,
  71              0,  0,  c6, 0,  c5, c4, 0,  c3, c2, c1, 0,  0,  0,  0,  0,
  72              0,  0,  0,  0,  0,  c6, 0,  0,  c5, c4, 0,  0,  c3, c2, c1,
  73              0,  0,  0,  0,  0,  a6, 0,  0,  a5, a4, 0,  0,  a3, a2, a1,
  74              0,  0,  a6, 0,  a5, a4, 0,  a3, a2, a1, 0,  0,  0,  0,  0,
  75              0,  a6, 0,  a5, a4, 0,  a3, a2, a1, 0,  0,  0,  0,  0,  0,
  76              0,  0,  0,  0,  a6, 0,  0,  a5, a4, 0,  0,  a3, a2, a1, 0;
  77
  78         return d2.determinant();
  79 }
  80
  81 static const ex det3()
  82 {
  83         matrix d3(15,15);
  84         d3 = c6, c5, c4, c3, c2, c1, 0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
  85              0,  0,  c6, 0,  c5, c4, 0,  c3, c2, c1, 0,  0,  0,  0,  0,
  86              0,  c6, 0,  c5, c4, 0,  c3, c2, c1, 0,  0,  0,  0,  0,  0,
  87              0,  0,  0,  c6, 0,  0,  c5, c4, 0,  0,  c3, c2, c1, 0,  0,
  88              0,  0,  0,  0,  c6, 0,  0,  c5, c4, 0,  0,  c3, c2, c1, 0,
  89              0,  0,  0,  0,  0,  c6, 0,  0,  c5, c4, 0,  0,  c3, c2, c1,
  90              0,  0,  0,  a6, 0,  0,  a5, a4, 0,  0,  a3, a2, a1, 0,  0,
  91              0,  0,  0,  0,  a6, 0,  0,  a5, a4, 0,  0,  a3, a2, a1, 0,
  92              0,  a6, 0,  a5, a4, 0,  a3, a2, a1, 0,  0,  0,  0,  0,  0,
  93              0,  0,  a6, 0,  a5, a4, 0,  a3, a2, a1, 0,  0,  0,  0,  0,
  94              0,  0,  0,  0,  0,  a6, 0,  0,  a5, a4, 0,  0,  a3, a2, a1,
  95              0,  0,  0,  0,  0,  b6, 0,  0,  b5, b4, 0,  0,  b3, b2, b1,
  96              0,  0,  b6, 0,  b5, b4, 0,  b3, b2, b1, 0,  0,  0,  0,  0,
  97              0,  b6, 0,  b5, b4, 0,  b3, b2, b1, 0,  0,  0,  0,  0,  0,
  98              0,  0,  0,  0,  b6, 0,  0,  b5, b4, 0,  0,  b3, b2, b1, 0;
  99
 100         return d3.determinant();
 101 }
 102
 103 // The results of test_O1 will be needed for test_O2:
 104 static ex d1, d2, d3;
 105
 106 static unsigned test_O1()
 107 {
 108         d1 = det1();  cout << '.' << flush;
 109         d2 = det2();  cout << '.' << flush;
 110         d3 = det3();  cout << '.' << flush;
 111         unsigned nops1 = nops(d1);
 112         unsigned nops2 = nops(d2);
 113         unsigned nops3 = nops(d3);
 114
 115         if ((nops1 != 37490) || (nops2 != 37490) || (nops3 != 37490)) {
 116                 clog << "Determinants were miscalculated" << endl;
 117                 return 1;
 118         }
 119         return 0;
 120 }
 121
 122 static unsigned test_O2()
 123 {
 124         const ex gcd1 = gcd( d1, d2 );  cout << '.' << flush;
 125         const ex resultant = gcd( gcd1, d3 );  cout << '.' << flush;
 126         if (nops(resultant) != 21894) {
 127                 clog << "Resultant was miscalculated" << endl;
 128                 return 1;
 129         }
 130         return 0;
 131 }
 132
 133 unsigned time_lw_O()
 134 {
 135         unsigned result = 0;
 136         unsigned count = 0;
 137         timer rolex;
 138         double time = .0;
 139
 140         cout << "timing Lewis-Wester test O1 (three 15x15 dets)" << flush;
 141
 142         rolex.start();
 143         // correct for very small times:
 144         do {
 145                 result = test_O1();
 146                 ++count;
 147         } while ((time=rolex.read())<0.1 && !result);
 148
 149         if (result)
 150                 return result;
 151
 152         cout << time/(3*count) << "s (average)" << endl;
 153
 154         cout << "timing Lewis-Wester test O2 (Resultant)" << flush;
 155
 156         if (do_test2) {
 157                 rolex.reset();
 158                 result += test_O2();
 159
 160                 cout << rolex.read() << "s (combined)" << endl;
 161         } else {
 162                 cout << " disabled" << endl;
 163         }
 164
 165         return result;
 166 }
 167
 168 extern void randomify_symbol_serials();
 169
 170 int main(int argc, char** argv)
 171 {
 172         randomify_symbol_serials();
 173         cout << setprecision(2) << showpoint;
 174         return time_lw_O();
 175 }