* Version 1.5.
[ginac.git] / 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) 1999-2007 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 "times.h"
25
26 static const bool do_test2 = false;  // set to true in order to run this beast
27
28 static const symbol a1("a1"), a2("a2"), a3("a3"), a4("a4"), a5("a5"), a6("a6");
29 static const symbol b1("b1"), b2("b2"), b3("b3"), b4("b4"), b5("b5"), b6("b6");
30 static const symbol c1("c1"), c2("c2"), c3("c3"), c4("c4"), c5("c5"), c6("c6");
31
32 static const ex det1()
33 {
34         matrix d1(15,15);
35         d1 = a6, a5, a4, a3, a2, a1, 0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
36              0,  0,  a6, 0,  a5, a4, 0,  a3, a2, a1, 0,  0,  0,  0,  0,
37              0,  a6, 0,  a5, a4, 0,  a3, a2, a1, 0,  0,  0,  0,  0,  0,
38              0,  0,  0,  a6, 0,  0,  a5, a4, 0,  0,  a3, a2, a1, 0,  0,
39              0,  0,  0,  0,  a6, 0,  0,  a5, a4, 0,  0,  a3, a2, a1, 0,
40              0,  0,  0,  0,  0,  a6, 0,  0,  a5, a4, 0,  0,  a3, a2, a1,
41              0,  0,  0,  b6, 0,  0,  b5, b4, 0,  0,  b3, b2, b1, 0,  0,
42              0,  0,  0,  0,  b6, 0,  0,  b5, b4, 0,  0,  b3, b2, b1, 0,
43              0,  b6, 0,  b5, b4, 0,  b3, b2, b1, 0,  0,  0,  0,  0,  0,
44              0,  0,  b6, 0,  b5, b4, 0,  b3, b2, b1, 0,  0,  0,  0,  0,
45              0,  0,  0,  0,  0,  b6, 0,  0,  b5, b4, 0,  0,  b3, b2, b1,
46              0,  0,  0,  0,  0,  c6, 0,  0,  c5, c4, 0,  0,  c3, c2, c1,
47              0,  0,  c6, 0,  c5, c4, 0,  c3, c2, c1, 0,  0,  0,  0,  0,
48              0,  c6, 0,  c5, c4, 0,  c3, c2, c1, 0,  0,  0,  0,  0,  0,
49              0,  0,  0,  0,  c6, 0,  0,  c5, c4, 0,  0,  c3, c2, c1, 0;
50
51         return d1.determinant();
52 }
53
54 static const ex det2()
55 {
56         matrix d2(15,15);
57         d2 = b6, b5, b4, b3, b2, b1, 0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
58              0,  0,  b6, 0,  b5, b4, 0,  b3, b2, b1, 0,  0,  0,  0,  0,
59              0,  b6, 0,  b5, b4, 0,  b3, b2, b1, 0,  0,  0,  0,  0,  0,
60              0,  0,  0,  b6, 0,  0,  b5, b4, 0,  0,  b3, b2, b1, 0,  0,
61              0,  0,  0,  0,  b6, 0,  0,  b5, b4, 0,  0,  b3, b2, b1, 0,
62              0,  0,  0,  0,  0,  b6, 0,  0,  b5, b4, 0,  0,  b3, b2, b1,
63              0,  0,  0,  c6, 0,  0,  c5, c4, 0,  0,  c3, c2, c1, 0,  0,
64              0,  0,  0,  0,  c6, 0,  0,  c5, c4, 0,  0,  c3, c2, c1, 0,
65              0,  c6, 0,  c5, c4, 0,  c3, c2, c1, 0,  0,  0,  0,  0,  0,
66              0,  0,  c6, 0,  c5, c4, 0,  c3, c2, c1, 0,  0,  0,  0,  0,
67              0,  0,  0,  0,  0,  c6, 0,  0,  c5, c4, 0,  0,  c3, c2, c1,
68              0,  0,  0,  0,  0,  a6, 0,  0,  a5, a4, 0,  0,  a3, a2, a1,
69              0,  0,  a6, 0,  a5, a4, 0,  a3, a2, a1, 0,  0,  0,  0,  0,
70              0,  a6, 0,  a5, a4, 0,  a3, a2, a1, 0,  0,  0,  0,  0,  0,
71              0,  0,  0,  0,  a6, 0,  0,  a5, a4, 0,  0,  a3, a2, a1, 0;
72
73         return d2.determinant();
74 }
75
76 static const ex det3()
77 {
78         matrix d3(15,15);
79         d3 = c6, c5, c4, c3, c2, c1, 0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
80              0,  0,  c6, 0,  c5, c4, 0,  c3, c2, c1, 0,  0,  0,  0,  0,
81              0,  c6, 0,  c5, c4, 0,  c3, c2, c1, 0,  0,  0,  0,  0,  0,
82              0,  0,  0,  c6, 0,  0,  c5, c4, 0,  0,  c3, c2, c1, 0,  0,
83              0,  0,  0,  0,  c6, 0,  0,  c5, c4, 0,  0,  c3, c2, c1, 0,
84              0,  0,  0,  0,  0,  c6, 0,  0,  c5, c4, 0,  0,  c3, c2, c1,
85              0,  0,  0,  a6, 0,  0,  a5, a4, 0,  0,  a3, a2, a1, 0,  0,
86              0,  0,  0,  0,  a6, 0,  0,  a5, a4, 0,  0,  a3, a2, a1, 0,
87              0,  a6, 0,  a5, a4, 0,  a3, a2, a1, 0,  0,  0,  0,  0,  0,
88              0,  0,  a6, 0,  a5, a4, 0,  a3, a2, a1, 0,  0,  0,  0,  0,
89              0,  0,  0,  0,  0,  a6, 0,  0,  a5, a4, 0,  0,  a3, a2, a1,
90              0,  0,  0,  0,  0,  b6, 0,  0,  b5, b4, 0,  0,  b3, b2, b1,
91              0,  0,  b6, 0,  b5, b4, 0,  b3, b2, b1, 0,  0,  0,  0,  0,
92              0,  b6, 0,  b5, b4, 0,  b3, b2, b1, 0,  0,  0,  0,  0,  0,
93              0,  0,  0,  0,  b6, 0,  0,  b5, b4, 0,  0,  b3, b2, b1, 0;
94
95         return d3.determinant();
96 }
97
98 // The results of test_O1 will be needed for test_O2:
99 static ex d1, d2, d3;
100
101 static unsigned test_O1()
102 {
103         d1 = det1();  cout << '.' << flush;
104         d2 = det2();  cout << '.' << flush;
105         d3 = det3();  cout << '.' << flush;
106         unsigned nops1 = nops(d1);
107         unsigned nops2 = nops(d2);
108         unsigned nops3 = nops(d3);
109
110         if ((nops1 != 37490) || (nops2 != 37490) || (nops3 != 37490)) {
111                 clog << "Determinants were miscalculated" << endl;
112                 return 1;
113         }
114         return 0;
115 }
116
117 static unsigned test_O2()
118 {
119         const ex gcd1 = gcd( d1, d2 );  cout << '.' << flush;
120         const ex resultant = gcd( gcd1, d3 );  cout << '.' << flush;
121         if (nops(resultant) != 21894) {
122                 clog << "Resultant was miscalculated" << endl;
123                 return 1;
124         }
125         return 0;
126 }
127
128 unsigned time_lw_O()
129 {
130         unsigned result = 0;
131         unsigned count = 0;
132         timer rolex;
133         double time = .0;
134
135         cout << "timing Lewis-Wester test O1 (three 15x15 dets)" << flush;
136         clog << "-------Lewis-Wester test O1 (three 15x15 dets):" << endl;
137
138         rolex.start();
139         // correct for very small times:
140         do {
141                 result = test_O1();
142                 ++count;
143         } while ((time=rolex.read())<0.1 && !result);
144
145         if (!result) {
146                 cout << " passed ";
147                 clog << "(no output)" << endl;
148         } else {
149                 cout << " failed ";
150         }
151         cout << time/(3*count) << "s (average)" << endl;
152
153         cout << "timing Lewis-Wester test O2 (Resultant)" << flush;
154         clog << "-------Lewis-Wester test O2 (Resultant):" << endl;
155
156         if (do_test2) {
157                 rolex.reset();
158                 result += test_O2();
159
160                 if (!result) {
161                         cout << " passed ";
162                         clog << "(no output)" << endl;
163                 } else {
164                         cout << " failed ";
165                 }
166                 cout << rolex.read() << "s (combined)" << endl;
167         } else {
168                 cout << " disabled" << endl;
169                 clog << "(no output)" << endl;
170         }
171
172         return result;
173 }