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) 1999-2016 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 #include <vector>
  30 using namespace std;
  31
  32 constexpr bool do_test2 = false;  // set to true in order to run this beast
  33
  34 static const symbol a1("a1"), a2("a2"), a3("a3"), a4("a4"), a5("a5"), a6("a6");
  35 static const symbol b1("b1"), b2("b2"), b3("b3"), b4("b4"), b5("b5"), b6("b6");
  36 static const symbol c1("c1"), c2("c2"), c3("c3"), c4("c4"), c5("c5"), c6("c6");
  37
  38 static const ex det1()
  39 {
  40         matrix 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 = {{b6, b5, b4, b3, b2, b1, 0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0},
  62                      {0,  0,  b6, 0,  b5, b4, 0,  b3, b2, b1, 0,  0,  0,  0,  0},
  63                      {0,  b6, 0,  b5, b4, 0,  b3, b2, b1, 0,  0,  0,  0,  0,  0},
  64                      {0,  0,  0,  b6, 0,  0,  b5, b4, 0,  0,  b3, b2, b1, 0,  0},
  65                      {0,  0,  0,  0,  b6, 0,  0,  b5, b4, 0,  0,  b3, b2, b1, 0},
  66                      {0,  0,  0,  0,  0,  b6, 0,  0,  b5, b4, 0,  0,  b3, b2, b1},
  67                      {0,  0,  0,  c6, 0,  0,  c5, c4, 0,  0,  c3, c2, c1, 0,  0},
  68                      {0,  0,  0,  0,  c6, 0,  0,  c5, c4, 0,  0,  c3, c2, c1, 0},
  69                      {0,  c6, 0,  c5, c4, 0,  c3, c2, c1, 0,  0,  0,  0,  0,  0},
  70                      {0,  0,  c6, 0,  c5, c4, 0,  c3, c2, c1, 0,  0,  0,  0,  0},
  71                      {0,  0,  0,  0,  0,  c6, 0,  0,  c5, c4, 0,  0,  c3, c2, c1},
  72                      {0,  0,  0,  0,  0,  a6, 0,  0,  a5, a4, 0,  0,  a3, a2, a1},
  73                      {0,  0,  a6, 0,  a5, a4, 0,  a3, a2, a1, 0,  0,  0,  0,  0},
  74                      {0,  a6, 0,  a5, a4, 0,  a3, a2, a1, 0,  0,  0,  0,  0,  0},
  75                      {0,  0,  0,  0,  a6, 0,  0,  a5, a4, 0,  0,  a3, a2, a1, 0}};
  76
  77         return d2.determinant();
  78 }
  79
  80 static const ex det3()
  81 {
  82         matrix d3 = {{c6, c5, c4, c3, c2, c1, 0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0},
  83                      {0,  0,  c6, 0,  c5, c4, 0,  c3, c2, c1, 0,  0,  0,  0,  0},
  84                      {0,  c6, 0,  c5, c4, 0,  c3, c2, c1, 0,  0,  0,  0,  0,  0},
  85                      {0,  0,  0,  c6, 0,  0,  c5, c4, 0,  0,  c3, c2, c1, 0,  0},
  86                      {0,  0,  0,  0,  c6, 0,  0,  c5, c4, 0,  0,  c3, c2, c1, 0},
  87                      {0,  0,  0,  0,  0,  c6, 0,  0,  c5, c4, 0,  0,  c3, c2, c1},
  88                      {0,  0,  0,  a6, 0,  0,  a5, a4, 0,  0,  a3, a2, a1, 0,  0},
  89                      {0,  0,  0,  0,  a6, 0,  0,  a5, a4, 0,  0,  a3, a2, a1, 0},
  90                      {0,  a6, 0,  a5, a4, 0,  a3, a2, a1, 0,  0,  0,  0,  0,  0},
  91                      {0,  0,  a6, 0,  a5, a4, 0,  a3, a2, a1, 0,  0,  0,  0,  0},
  92                      {0,  0,  0,  0,  0,  a6, 0,  0,  a5, a4, 0,  0,  a3, a2, a1},
  93                      {0,  0,  0,  0,  0,  b6, 0,  0,  b5, b4, 0,  0,  b3, b2, b1},
  94                      {0,  0,  b6, 0,  b5, b4, 0,  b3, b2, b1, 0,  0,  0,  0,  0},
  95                      {0,  b6, 0,  b5, b4, 0,  b3, b2, b1, 0,  0,  0,  0,  0,  0},
  96                      {0,  0,  0,  0,  b6, 0,  0,  b5, b4, 0,  0,  b3, b2, b1, 0}};
  97
  98         return d3.determinant();
  99 }
 100
 101 // The results of test_O1 will be needed for test_O2:
 102 static ex d1, d2, d3;
 103
 104 static unsigned test_O1()
 105 {
 106         d1 = det1();  cout << '.' << flush;
 107         d2 = det2();  cout << '.' << flush;
 108         d3 = det3();  cout << '.' << flush;
 109         unsigned nops1 = nops(d1);
 110         unsigned nops2 = nops(d2);
 111         unsigned nops3 = nops(d3);
 112
 113         if ((nops1 != 37490) || (nops2 != 37490) || (nops3 != 37490)) {
 114                 clog << "Determinants were miscalculated" << endl;
 115                 return 1;
 116         }
 117         return 0;
 118 }
 119
 120 static unsigned test_O2()
 121 {
 122         const ex gcd1 = gcd( d1, d2 );  cout << '.' << flush;
 123         const ex resultant = gcd( gcd1, d3 );  cout << '.' << flush;
 124         if (nops(resultant) != 21894) {
 125                 clog << "Resultant was miscalculated" << endl;
 126                 return 1;
 127         }
 128         return 0;
 129 }
 130
 131 unsigned time_lw_O()
 132 {
 133         unsigned result = 0;
 134         unsigned count = 0;
 135         timer rolex;
 136         double time = .0;
 137
 138         cout << "timing Lewis-Wester test O1 (three 15x15 dets)" << flush;
 139
 140         rolex.start();
 141         // correct for very small times:
 142         do {
 143                 result = test_O1();
 144                 ++count;
 145         } while ((time=rolex.read())<0.1 && !result);
 146
 147         if (result)
 148                 return result;
 149
 150         cout << time/(3*count) << "s (average)" << endl;
 151
 152         cout << "timing Lewis-Wester test O2 (Resultant)" << flush;
 153
 154         if (do_test2) {
 155                 rolex.reset();
 156                 result += test_O2();
 157
 158                 cout << rolex.read() << "s (combined)" << endl;
 159         } else {
 160                 cout << " disabled" << endl;
 161         }
 162
 163         return result;
 164 }
 165
 166 extern void randomify_symbol_serials();
 167
 168 int main(int argc, char** argv)
 169 {
 170         randomify_symbol_serials();
 171         cout << setprecision(2) << showpoint;
 172         return time_lw_O();
 173 }