]> www.ginac.de Git - ginac.git/blobdiff - check/exam_paranoia.cpp
[PATCH] Make ex::operator[] const dispatch to basic::operator[] const.
[ginac.git] / check / exam_paranoia.cpp
index 21d40c9aba562e42f11c1df0de304cebff0d2f45..af36238bbe9889688772901704cf80c68178a0d0 100644 (file)
@@ -1,12 +1,12 @@
 /** @file exam_paranoia.cpp
  *
  *  This set of tests checks for some of GiNaC's oopses which showed up during
- *  development.  Things were evaluated wrongly and so.  Such a sick behaviour
+ *  development.  Things were evaluated wrongly and so.  Such a sick behavior
  *  shouldn't occur any more.  But we are paranoic and we want to exclude these
  *  these oopses for good, so we run those stupid tests... */
 
 /*
- *  GiNaC Copyright (C) 1999-2003 Johannes Gutenberg University Mainz, Germany
+ *  GiNaC Copyright (C) 1999-2021 Johannes Gutenberg University Mainz, Germany
  *
  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
  *
  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
  *  along with this program; if not, write to the Free Software
- *  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
+ *  Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
  */
 
-#include "exams.h"
+#include "ginac.h"
+using namespace GiNaC;
+
+#include <iostream>
+using namespace std;
 
 // The very first pair of historic problems had its roots in power.cpp and was
 // finally resolved on April 27th 1999. (Fixing the first on April 23rd
@@ -69,23 +73,10 @@ static unsigned exam_paranoia2()
        f = e*y;
        g = f - e*y;
 
-       // After .expand(), g should be zero:
-       if (!g.expand().is_zero()) {
-               clog << "e = (x + z*x); f = e*y; expand(f - e*y) erroneously returned "
-                    << g.expand() << endl;
-               ++result;
-       }
        // After .eval(), g should be zero:
-       if (!g.eval().is_zero()) {
-               clog << "e = (x + z*x); f = e*y; eval(f - e*y) erroneously returned "
-                    << g.eval() << endl;
-               ++result;
-       }
-       // This actually worked already back in April 1999.
-       // But we are *very* paranoic!
-       if (!g.expand().eval().is_zero()) {
-               clog << "e = (x + z*x); f = e*y; eval(expand(f - e*y)) erroneously returned "
-                    << g.expand().eval() << endl;
+       if (!g.is_zero()) {
+               clog << "e = (x + z*x); f = e*y; g = (f - e*y) erroneously returned g == "
+                    << g << endl;
                ++result;
        }
 
@@ -109,16 +100,6 @@ static unsigned exam_paranoia3()
                     << f << endl;
                ++result;
        }
-       if (!f.eval().is_equal(y)) {
-               clog << "e = x*y - y; eval(e.subs(x == 2)) erroneously returned "
-                    << f.eval() << endl;
-               ++result;
-       }
-       if (!f.expand().is_equal(y)) {
-               clog << "e = x*y - y; expand(e.subs(x == 2)) erroneously returned "
-                    << f.expand() << endl;
-               ++result;
-       }
 
        return result;
 }
@@ -139,11 +120,6 @@ static unsigned exam_paranoia4()
                     << g << endl;
                ++result;
        }
-       if (!g.is_zero()) {
-               clog << "e = pow(x,2) + x + 1; f = pow(x,2) + x + 1; g = e-f; g.eval() erroneously returned "
-                    << g.eval() << endl;
-               ++result;
-       }
 
        return result;
 }
@@ -260,7 +236,7 @@ static unsigned exam_paranoia10()
        ex r;
        
        try {
-               r = pow(b,e).eval();
+               r = pow(b, e);
                if (!(r-2*sqrt(ex(2))).is_zero()) {
                        clog << "2^(3/2) erroneously returned " << r << " instead of 2*sqrt(2)" << endl;
                        ++result;
@@ -283,7 +259,7 @@ static unsigned exam_paranoia11()
 
        ex e = ((-5-2*x)-((2-5*x)/(-2+x))*(3+2*x))/(5-4*x);
        ex f = e.normal();
-       ex d = (4+10*x+8*pow(x,2))/(x-2)/(5-4*x);
+       ex d = normal((4+10*x+8*pow(x,2))/(x-2)/(5-4*x));
 
        if (!(f - d).expand().is_zero()) {
                clog << "normal(" << e << ") returns " << f << " instead of " << d << endl;
@@ -426,15 +402,268 @@ static unsigned exam_paranoia16()
                ++result;
        }
 
+       e1 = a*(a+b);
+       e2 = pow(pow(e1, -1), -1);
+
+       if (e2.has(a*b)) {
+               clog << "double reciprocal expanded where it should not\n";
+               ++result;
+       }
+
        return result;
 }
 
+// Bug in reposition_dummy_indices() could result in correct expression
+// turned into one with inconsistent indices. Fixed on Aug 29, 2006
+static unsigned exam_paranoia17()
+{
+       varidx mu1(symbol("mu1"), 4);
+       varidx mu2(symbol("mu2"), 4);
+       varidx mu3(symbol("mu3"), 4);
+       varidx mu4(symbol("mu4"), 4);
+       varidx mu5(symbol("mu5"), 4);
+       varidx mu6(symbol("mu6"), 4);
+
+       exvector ev2;
+       ev2.push_back(mu3.toggle_variance());
+       ev2.push_back(mu6);
+       ev2.push_back(mu5.toggle_variance());
+       ev2.push_back(mu6.toggle_variance());
+       ev2.push_back(mu5);
+       ev2.push_back(mu3); 
+       // notice: all indices are contracted ...
+
+       ex test_cycl = indexed(symbol("A"), sy_cycl(), ev2);
+       test_cycl = test_cycl.simplify_indexed();
+       // ... so there should be zero free indices in the end.
+       return test_cycl.get_free_indices().size();
+}
+
+// Bug in add::eval() could result in numeric terms not being collected into
+// the overall coefficient. Fixed first on Sep 22, 2010 and again on Dec 17 2015
+static unsigned exam_paranoia18()
+{
+       unsigned result = 0;
+
+       ex sqrt2 = sqrt(ex(2));
+       ex e1 = 1 + 2*(sqrt2+1)*(sqrt2-1);
+       if (e1.real_part() != 3) {
+               clog << "real_part(1+2*(sqrt(2)+1)*(sqrt(2)-1)) failed to evaluate to 3\n";
+               ++result;
+       }
+
+       ex sqrt3 = sqrt(ex(3));
+       ex e2 = 2 + 2*(sqrt2+1)*(sqrt2-1) - 2*(sqrt3+1)*(sqrt3-1);
+       if (e2.real_part() != 0) {
+               clog << "real_part(2+2*(sqrt(2)+1)*(sqrt(2)-1)-3*(sqrt(3)+1)*(sqrt(3)-1)) failed to evaluate to 0\n";
+               ++result;
+       }
+
+       return result;
+}
+
+// Bug in mul::conjugate when factors are evaluated at branch cuts, reported as
+// Sage bug #10964.
+static unsigned exam_paranoia19()
+{
+       symbol a("a");
+       ex e = conjugate(a*sqrt(ex(-2))*sqrt(ex(-3)));
+       ex c = a*conjugate(sqrt(ex(-2)))*conjugate(sqrt(ex(-3)));
+       if (!subs(e-c, a==42).is_zero()) {
+               clog << "subs(a*conjugate(sqrt(-2))*conjugate(sqrt(-3))-conjugate(a*sqrt(-2)*sqrt(-3)),a==42) failed to evaluate to 0\n";
+               return 1;
+       }
+       return 0;
+}
+
+// Bugs in is_polynomial (fixed 2011-05-20 and 2014-07-26).
+static unsigned exam_paranoia20()
+{
+       unsigned result = 0;
+       symbol x("x"), y("y");
+       ex e1 = sqrt(x*x+1)*sqrt(x+1);
+       if (e1.is_polynomial(x)) {
+               clog << "sqrt(x*x+1)*sqrt(x+1) is wrongly reported to be a polynomial in x\n";
+               ++result;
+       }
+       ex e2 = sqrt(Pi)*x;
+       if (!e2.is_polynomial(x)) {
+               clog << "sqrt(Pi)*x is wrongly reported to be no polynomial in x\n";
+               ++result;
+       }
+       ex e3 = sqrt(x);
+       if (!e3.is_polynomial(y)) {
+               clog << "sqrt(x) is wrongly reported to be no polynomial in y\n";
+               ++result;
+       }
+       ex e4 = (1+y)/(2+x);
+       if (e4.is_polynomial(x)) {
+               clog << "(1+y)/(2+x) is wrongly reported to be a polynomial in x\n";
+               ++result;
+       }
+       return result;
+}
+
+static unsigned exam_mul_info()
+{
+       symbol x("x"), y("y");
+       ex e = x*y;
+       if (!e.info(info_flags::indefinite)) {
+               clog << "eek, product of two symbols is NOT indefinite\n";
+               return 1;
+       }
+       return 0;
+}
+
+static unsigned is_polynomial_false_positive()
+{
+       unsigned result = 0;
+       symbol x("x"), n("n");
+       exvector nonpoly_exprs;
+       nonpoly_exprs.push_back(1/(1-x));
+       nonpoly_exprs.push_back(1/(x+1));
+       nonpoly_exprs.push_back(-1/(x-1));
+       nonpoly_exprs.push_back(1/(1-x*x));
+       nonpoly_exprs.push_back(1/(1-pow(x,n)));
+       nonpoly_exprs.push_back(x-1/(x-1));
+       for (exvector::const_iterator ep = nonpoly_exprs.begin();
+            ep != nonpoly_exprs.end(); ++ep) {
+               if (ep->is_polynomial(x)) {
+                       clog << "(" << *ep << ").is_polynomial(" << x << ") "
+                               "erroneously returned true" << endl;
+                       ++result;
+               }
+       }
+       return result;
+}
+
+// Bug in power::expand reported by Isuru Fernando (fixed 2015-05-07).
+static unsigned exam_paranoia21()
+{
+       symbol x("x");
+       ex e = pow(x + sqrt(ex(2))*x, 2).expand();
+       if (e.nops() != 2) {
+               clog << "(x+sqrt(2)*x)^2 was wrongly expanded to " << e << "\n";
+               return 1;
+       }
+       return 0;
+}
+
+// Bug in power::expand (fixed 2015-07-18).
+static unsigned exam_paranoia22()
+{
+       symbol x("x"), y("y");
+       ex e = pow(sqrt(1+x)+y*sqrt(1+x), 2).expand();
+       if (e.nops() != 6) {
+               clog << "(sqrt(1+x)+y*sqrt(1+x))^2 was wrongly expanded to " << e << "\n";
+               return 1;
+       }
+       return 0;
+}
+
+// Bug in expairseq::evalchildren().
+static unsigned exam_paranoia23()
+{
+       unsigned result = 0;
+       symbol x("x");
+
+       epvector v1;
+       v1.push_back(expair(1, 1));
+       v1.push_back(expair(2*x, -1));
+       ex e1 = add(v1);  // Should be e==1-2*x,
+       if (!e1.is_equal(1-2*x)) {
+               clog << "Failure constructing " << e1 << " from add.\n";
+               ++result;
+       }
+
+       epvector v2;
+       v2.push_back(expair(x, 1));
+       v2.push_back(expair(1,-1));
+       ex e2 = mul(v2);  // Should be e==x;
+       if (!e2.is_equal(x)) {
+               clog << "Failure constructing " << e2 << " from mul.\n";
+               ++result;
+       }
+
+       return result;
+}
+
+// Bug in add ctor
+unsigned exam_paranoia24()
+{
+       symbol a("a"), b("b"), c("c");
+       ex e = -a + 2*b + c;
+
+       if (e.diff(c).nops() > 1) {
+               clog << "diff(" << e << ",c) was not fully evaluated.\n";
+               return 1;
+       }
+       return 0;
+}
+
+// Bug in partial fraction expansion
+unsigned exam_paranoia25()
+{
+       symbol x("x");
+       ex ex1=pow(x,4)/(x-1)/4;
+       ex ex2=sqrfree_parfrac(ex1,x);
+       ex e = (ex1-ex2).normal();
+
+       if (! e.is_zero()) {
+               clog << "partial fraction expansion of " << ex1 << " produces error.\n";
+               return 1;
+       }
+       return 0;
+}
+
+// Bug in power expansion
+unsigned exam_paranoia26()
+{
+       unsigned result = 0;
+       symbol x("x"), y("y"), a("a");
+       possymbol s("s"), t("t");
+       exmap pwrs =
+         { {pow((x+1)*(y-2)*(s-3)*(t+4), a), pow((x+1)*(y-2)*(s-3), a)*pow(t+4, a)},
+           {pow(2*(x+1)*(y-2)*(s-3)*(t+4), a), pow(2,a)*pow((x+1)*(y-2)*(s-3), a)*pow(t+4, a)},
+           {pow(-(x+1)*(y-2)*(s-3)*(t+4), a), pow(-(x+1)*(y-2)*(s-3), a)*pow(t+4, a)},
+           {pow(-2*(x+1)*(y-2)*(s-3)*(t+4), a), pow(2,a)*pow(-(x+1)*(y-2)*(s-3), a)*pow(t+4, a)} };
+
+       for (auto e : pwrs) {
+               if (! (e.first.expand()).is_equal(e.second) ) {
+                       clog << "power expansion of " << e.first << " produces error.\n";
+                       ++result;
+               }
+       }
+
+       return result;
+}
+
+// Bug in collect()
+// cf. https://www.ginac.de/pipermail/ginac-list/2021-March/002337.html
+static unsigned exam_collect_multiply_referenced_lst()
+{
+        unsigned result = 0;
+        symbol x("x"), y("y");
+        ex a = x + y;
+        ex l = lst{x, y};
+        ex l2 = l;  // make l a multiply referenced object
+
+        try {
+                ex b = collect(a, l);
+        } catch (const std::runtime_error & e) {
+                clog << "collect(" << ", " << l << ") threw a runtime_error("
+                     << e.what() << ")" << endl;
+                ++result;
+        }
+
+        return result;
+}
+
 unsigned exam_paranoia()
 {
        unsigned result = 0;
        
        cout << "examining several historic failures just out of paranoia" << flush;
-       clog << "----------several historic failures:" << endl;
        
        result += exam_paranoia1();  cout << '.' << flush;
        result += exam_paranoia2();  cout << '.' << flush;
@@ -452,13 +681,24 @@ unsigned exam_paranoia()
        result += exam_paranoia14();  cout << '.' << flush;
        result += exam_paranoia15();  cout << '.' << flush;
        result += exam_paranoia16();  cout << '.' << flush;
-       
-       if (!result) {
-               cout << " passed " << endl;
-               clog << "(no output)" << endl;
-       } else {
-               cout << " failed " << endl;
-       }
+       result += exam_paranoia17();  cout << '.' << flush;
+       result += exam_paranoia18();  cout << '.' << flush;
+       result += exam_paranoia19();  cout << '.' << flush;
+       result += exam_paranoia20();  cout << '.' << flush;
+       result += exam_mul_info(); cout << '.' << flush;
+       result += is_polynomial_false_positive(); cout << '.' << flush;
+       result += exam_paranoia21();  cout << '.' << flush;
+       result += exam_paranoia22();  cout << '.' << flush;
+       result += exam_paranoia23();  cout << '.' << flush;
+       result += exam_paranoia24();  cout << '.' << flush;
+       result += exam_paranoia25();  cout << '.' << flush;
+       result += exam_paranoia26();  cout << '.' << flush;
+       result += exam_collect_multiply_referenced_lst();  cout << '.' << flush;
        
        return result;
 }
+
+int main(int argc, char** argv)
+{
+       return exam_paranoia();
+}