| 1 | /*
 | 
|---|
| 2 |  * Project: MoleCuilder
 | 
|---|
| 3 |  * Description: creates and alters molecular systems
 | 
|---|
| 4 |  * Copyright (C)  2010 University of Bonn. All rights reserved.
 | 
|---|
| 5 |  * Please see the LICENSE file or "Copyright notice" in builder.cpp for details.
 | 
|---|
| 6 |  */
 | 
|---|
| 7 | 
 | 
|---|
| 8 | /*
 | 
|---|
| 9 |  * MatrixContentSymmetricUnitTest.cpp
 | 
|---|
| 10 |  *
 | 
|---|
| 11 |  *  Created on: Jan 8, 2010
 | 
|---|
| 12 |  *      Author: heber
 | 
|---|
| 13 |  */
 | 
|---|
| 14 | 
 | 
|---|
| 15 | // include config.h
 | 
|---|
| 16 | #ifdef HAVE_CONFIG_H
 | 
|---|
| 17 | #include <config.h>
 | 
|---|
| 18 | #endif
 | 
|---|
| 19 | 
 | 
|---|
| 20 | using namespace std;
 | 
|---|
| 21 | 
 | 
|---|
| 22 | #include <cppunit/CompilerOutputter.h>
 | 
|---|
| 23 | #include <cppunit/extensions/TestFactoryRegistry.h>
 | 
|---|
| 24 | #include <cppunit/ui/text/TestRunner.h>
 | 
|---|
| 25 | 
 | 
|---|
| 26 | #include "MatrixContentSymmetricUnitTest.hpp"
 | 
|---|
| 27 | 
 | 
|---|
| 28 | #include "LinearAlgebra/MatrixContent.hpp"
 | 
|---|
| 29 | 
 | 
|---|
| 30 | #ifdef HAVE_TESTRUNNER
 | 
|---|
| 31 | #include "UnitTestMain.hpp"
 | 
|---|
| 32 | #endif /*HAVE_TESTRUNNER*/
 | 
|---|
| 33 | 
 | 
|---|
| 34 | /********************************************** Test classes **************************************/
 | 
|---|
| 35 | 
 | 
|---|
| 36 | // Registers the fixture into the 'registry'
 | 
|---|
| 37 | CPPUNIT_TEST_SUITE_REGISTRATION( MatrixContentSymmetricTest );
 | 
|---|
| 38 | 
 | 
|---|
| 39 | 
 | 
|---|
| 40 | void MatrixContentSymmetricTest::setUp()
 | 
|---|
| 41 | {
 | 
|---|
| 42 |   m = new MatrixContent(3,3);
 | 
|---|
| 43 | };
 | 
|---|
| 44 | 
 | 
|---|
| 45 | void MatrixContentSymmetricTest::tearDown()
 | 
|---|
| 46 | {
 | 
|---|
| 47 |   delete(m);
 | 
|---|
| 48 | };
 | 
|---|
| 49 | 
 | 
|---|
| 50 | /** Unit Test for accessing matrix elements.
 | 
|---|
| 51 |  *
 | 
|---|
| 52 |  */
 | 
|---|
| 53 | void MatrixContentSymmetricTest::AccessTest()
 | 
|---|
| 54 | {
 | 
|---|
| 55 |   // check whether all elements are initially zero
 | 
|---|
| 56 |   for (int i=0;i<3;i++)
 | 
|---|
| 57 |     for (int j=0;j<3;j++)
 | 
|---|
| 58 |       CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 0., m->at(i,j) );
 | 
|---|
| 59 | 
 | 
|---|
| 60 |   // set
 | 
|---|
| 61 |   for (int i=0;i<3;i++)
 | 
|---|
| 62 |     for (int j=0;j<3;j++)
 | 
|---|
| 63 |       m->set(i,j, i*3+j );
 | 
|---|
| 64 | 
 | 
|---|
| 65 |   // and check
 | 
|---|
| 66 |   double *ptr = NULL;
 | 
|---|
| 67 |   for (int i=0;i<3;i++)
 | 
|---|
| 68 |     for (int j=0;j<3;j++) {
 | 
|---|
| 69 |       CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( (double)(i*3+j), m->at(i,j) );
 | 
|---|
| 70 |       ptr = m->Pointer(i,j);
 | 
|---|
| 71 |       CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( (double)(i*3+j), *ptr );
 | 
|---|
| 72 |     }
 | 
|---|
| 73 | 
 | 
|---|
| 74 |   // assignment
 | 
|---|
| 75 |   for (int i=0;i<3;i++)
 | 
|---|
| 76 |     for (int j=0;j<3;j++)
 | 
|---|
| 77 |       m->set(i,j, i*3+j );
 | 
|---|
| 78 |   MatrixContent *dest = new MatrixContent(3,3);
 | 
|---|
| 79 |   *dest = *m;
 | 
|---|
| 80 |   for (int i=0;i<3;i++)
 | 
|---|
| 81 |     for (int j=0;j<3;j++)
 | 
|---|
| 82 |       CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( dest->at(i,j), m->at(i,j) );
 | 
|---|
| 83 |   delete(dest);
 | 
|---|
| 84 | 
 | 
|---|
| 85 |   // out of bounds
 | 
|---|
| 86 |   //CPPUNIT_ASSERT_EQUAL(0., v->at(4,2) );
 | 
|---|
| 87 |   //CPPUNIT_ASSERT_EQUAL(0., v->at(2,17) );
 | 
|---|
| 88 |   //CPPUNIT_ASSERT_EQUAL(0., v->at(1024,140040) );
 | 
|---|
| 89 |   //CPPUNIT_ASSERT_EQUAL(0., v->at(-1,0) );
 | 
|---|
| 90 |   //CPPUNIT_ASSERT_EQUAL(0., v->at(0,-1) );
 | 
|---|
| 91 |   //CPPUNIT_ASSERT_EQUAL(0., v->at(-1,-1) );
 | 
|---|
| 92 | };
 | 
|---|
| 93 | 
 | 
|---|
| 94 | /** Unit Test for initializating matrices.
 | 
|---|
| 95 |  *
 | 
|---|
| 96 |  */
 | 
|---|
| 97 | void MatrixContentSymmetricTest::InitializationTest()
 | 
|---|
| 98 | {
 | 
|---|
| 99 |   // set zero
 | 
|---|
| 100 |   m->setZero();
 | 
|---|
| 101 |   for (int i=0;i<3;i++)
 | 
|---|
| 102 |     for (int j=0;j<3;j++)
 | 
|---|
| 103 |       CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 0., m->at(i,j) );
 | 
|---|
| 104 | 
 | 
|---|
| 105 |   // set all
 | 
|---|
| 106 |   m->setValue(1.5);
 | 
|---|
| 107 |   for (int i=0;i<3;i++)
 | 
|---|
| 108 |     for (int j=0;j<3;j++)
 | 
|---|
| 109 |       CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 1.5, m->at(i,j) );
 | 
|---|
| 110 | 
 | 
|---|
| 111 |   // set basis
 | 
|---|
| 112 |   m->setIdentity();
 | 
|---|
| 113 |   for (int i=0;i<3;i++)
 | 
|---|
| 114 |     for (int j=0;j<3;j++)
 | 
|---|
| 115 |       CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( i == j ? 1. : 0. , m->at(i,j) );
 | 
|---|
| 116 | 
 | 
|---|
| 117 |   // set from array
 | 
|---|
| 118 |   double array[] = { 1., 0., 0.,
 | 
|---|
| 119 |                      0., 1., 0.,
 | 
|---|
| 120 |                      0., 0., 1. };
 | 
|---|
| 121 |   m->setFromDoubleArray(array);
 | 
|---|
| 122 |   for (int i=0;i<3;i++)
 | 
|---|
| 123 |     for (int j=0;j<3;j++)
 | 
|---|
| 124 |       CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( i == j ? 1. : 0. , m->at(i,j) );
 | 
|---|
| 125 | 
 | 
|---|
| 126 | };
 | 
|---|
| 127 | 
 | 
|---|
| 128 | /** Unit Test for copying matrices.
 | 
|---|
| 129 |  *
 | 
|---|
| 130 |  */
 | 
|---|
| 131 | void MatrixContentSymmetricTest::CopyTest()
 | 
|---|
| 132 | {
 | 
|---|
| 133 |   // set basis
 | 
|---|
| 134 |   MatrixContent *dest = NULL;
 | 
|---|
| 135 |   for (int i=0;i<3;i++) {
 | 
|---|
| 136 |     m->setValue(i);
 | 
|---|
| 137 |     dest = new MatrixContent(m);
 | 
|---|
| 138 |     for (int j=0;j<3;j++)
 | 
|---|
| 139 |       CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( m->at(i,j) , dest->at(i,j) );
 | 
|---|
| 140 | 
 | 
|---|
| 141 |     delete(dest);
 | 
|---|
| 142 |   }
 | 
|---|
| 143 | };
 | 
|---|
| 144 | 
 | 
|---|
| 145 | /** Unit Test for exchanging rows and columns.
 | 
|---|
| 146 |  *
 | 
|---|
| 147 |  */
 | 
|---|
| 148 | void MatrixContentSymmetricTest::ExchangeTest()
 | 
|---|
| 149 | {
 | 
|---|
| 150 |   // set to 1,1,1,2, ...
 | 
|---|
| 151 |   for (int i=0;i<3;i++)
 | 
|---|
| 152 |     for (int j=0;j<3;j++)
 | 
|---|
| 153 |       m->set(i,j, i+1 );
 | 
|---|
| 154 | 
 | 
|---|
| 155 |   // swap such that nothing happens
 | 
|---|
| 156 |   m->SwapColumns(1,2);
 | 
|---|
| 157 |   for (int i=0;i<3;i++)
 | 
|---|
| 158 |     for (int j=0;j<3;j++)
 | 
|---|
| 159 |       CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( (double)i+1., m->at(i,j) );
 | 
|---|
| 160 | 
 | 
|---|
| 161 |   // swap two rows
 | 
|---|
| 162 |   m->SwapRows(1,2);
 | 
|---|
| 163 |   for (int i=0;i<3;i++)
 | 
|---|
| 164 |     for (int j=0;j<3;j++)
 | 
|---|
| 165 |       switch (j) {
 | 
|---|
| 166 |         case 0:
 | 
|---|
| 167 |           CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 1., m->at(j,i) );
 | 
|---|
| 168 |           break;
 | 
|---|
| 169 |         case 1:
 | 
|---|
| 170 |           CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 3., m->at(j,i) );
 | 
|---|
| 171 |           break;
 | 
|---|
| 172 |         case 2:
 | 
|---|
| 173 |           CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 2., m->at(j,i) );
 | 
|---|
| 174 |           break;
 | 
|---|
| 175 |         default:
 | 
|---|
| 176 |           CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( -1., m->at(i,j) );
 | 
|---|
| 177 |       }
 | 
|---|
| 178 |   // check that op is reversable
 | 
|---|
| 179 |   m->SwapRows(1,2);
 | 
|---|
| 180 |   for (int i=0;i<3;i++)
 | 
|---|
| 181 |     for (int j=0;j<3;j++)
 | 
|---|
| 182 |       CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( (double)i+1., m->at(i,j) );
 | 
|---|
| 183 | 
 | 
|---|
| 184 |   // set to 1,2,3,1, ...
 | 
|---|
| 185 |   for (int i=0;i<3;i++)
 | 
|---|
| 186 |     for (int j=0;j<3;j++)
 | 
|---|
| 187 |       m->set(i,j, j+1. );
 | 
|---|
| 188 | 
 | 
|---|
| 189 |   // swap such that nothing happens
 | 
|---|
| 190 |   m->SwapRows(0,2);
 | 
|---|
| 191 |   for (int i=0;i<3;i++)
 | 
|---|
| 192 |     for (int j=0;j<3;j++)
 | 
|---|
| 193 |       CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( (double)j+1., m->at(i,j) );
 | 
|---|
| 194 | 
 | 
|---|
| 195 |   // swap two columns
 | 
|---|
| 196 |   m->SwapColumns(0,2);
 | 
|---|
| 197 |   for (int i=0;i<3;i++)
 | 
|---|
| 198 |     for (int j=0;j<3;j++)
 | 
|---|
| 199 |       switch (j) {
 | 
|---|
| 200 |         case 0:
 | 
|---|
| 201 |           CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 3., m->at(i,j) );
 | 
|---|
| 202 |           break;
 | 
|---|
| 203 |         case 1:
 | 
|---|
| 204 |           CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 2., m->at(i,j) );
 | 
|---|
| 205 |           break;
 | 
|---|
| 206 |         case 2:
 | 
|---|
| 207 |           CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 1., m->at(i,j) );
 | 
|---|
| 208 |           break;
 | 
|---|
| 209 |         default:
 | 
|---|
| 210 |           CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( -1., m->at(i,j) );
 | 
|---|
| 211 |       }
 | 
|---|
| 212 |   // check that op is reversable
 | 
|---|
| 213 |   m->SwapColumns(0,2);
 | 
|---|
| 214 |   for (int i=0;i<3;i++)
 | 
|---|
| 215 |     for (int j=0;j<3;j++)
 | 
|---|
| 216 |       CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( (double)j+1., m->at(i,j) );
 | 
|---|
| 217 | 
 | 
|---|
| 218 | 
 | 
|---|
| 219 |   // set to 1,2,3, ...
 | 
|---|
| 220 |   MatrixContent *n =  new MatrixContent(3,3);
 | 
|---|
| 221 |   for (int i=0;i<3;i++)
 | 
|---|
| 222 |     for (int j=0;j<3;j++) {
 | 
|---|
| 223 |       m->set(i,j, 3*i+j+1 );
 | 
|---|
| 224 |       n->set(i,j, 3*j+i+1 );
 | 
|---|
| 225 |     }
 | 
|---|
| 226 |   // transpose
 | 
|---|
| 227 |   MatrixContent res = ((const MatrixContent)*m).transpose();
 | 
|---|
| 228 |   CPPUNIT_ASSERT( *n == res );
 | 
|---|
| 229 |   // second transpose
 | 
|---|
| 230 |   res.transpose();
 | 
|---|
| 231 |   CPPUNIT_ASSERT( *m == res );
 | 
|---|
| 232 |   delete n;
 | 
|---|
| 233 | };
 | 
|---|
| 234 | 
 | 
|---|
| 235 | /** Unit Test for matrix properties.
 | 
|---|
| 236 |  *
 | 
|---|
| 237 |  */
 | 
|---|
| 238 | void MatrixContentSymmetricTest::PropertiesTest()
 | 
|---|
| 239 | {
 | 
|---|
| 240 |   // is zero
 | 
|---|
| 241 |   m->setZero();
 | 
|---|
| 242 |   CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( true, m->IsNull() );
 | 
|---|
| 243 |   CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( false, m->IsPositive() );
 | 
|---|
| 244 |   CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( false, m->IsNegative() );
 | 
|---|
| 245 |   CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( true, m->IsNonNegative() );
 | 
|---|
| 246 | 
 | 
|---|
| 247 |   // is positive
 | 
|---|
| 248 |   m->setValue(0.5);
 | 
|---|
| 249 |   CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( false, m->IsNull() );
 | 
|---|
| 250 |   CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( true, m->IsPositive() );
 | 
|---|
| 251 |   CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( false, m->IsNegative() );
 | 
|---|
| 252 |   CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( true, m->IsNonNegative() );
 | 
|---|
| 253 | 
 | 
|---|
| 254 |   // is negative
 | 
|---|
| 255 |   m->setValue(-0.1);
 | 
|---|
| 256 |   CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( false, m->IsNull() );
 | 
|---|
| 257 |   CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( false, m->IsPositive() );
 | 
|---|
| 258 |   CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( true, m->IsNegative() );
 | 
|---|
| 259 |   CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( false, m->IsNonNegative() );
 | 
|---|
| 260 | 
 | 
|---|
| 261 |   // is positive definite
 | 
|---|
| 262 |   double array[] = { 1., 0., 0.,
 | 
|---|
| 263 |                      0., 1., 1.,
 | 
|---|
| 264 |                      0., 0., 1. };
 | 
|---|
| 265 |   m->setFromDoubleArray(array);
 | 
|---|
| 266 |   CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( true, m->IsPositiveDefinite() );
 | 
|---|
| 267 | 
 | 
|---|
| 268 |   //determinant
 | 
|---|
| 269 |   m->setIdentity();
 | 
|---|
| 270 |   CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 1., m->Determinant() );
 | 
|---|
| 271 | 
 | 
|---|
| 272 |   m->setZero();
 | 
|---|
| 273 |   CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 0., m->Determinant() );
 | 
|---|
| 274 | 
 | 
|---|
| 275 |   m->set( 0, 0, 1.);
 | 
|---|
| 276 |   m->set( 1, 1, 1.);
 | 
|---|
| 277 |   m->set( 2, 1, 1.);
 | 
|---|
| 278 |   CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 0., m->Determinant() );
 | 
|---|
| 279 |   
 | 
|---|
| 280 |   double array2[] = { 2., 0., 1.,
 | 
|---|
| 281 |                      -3., 1., 1.,
 | 
|---|
| 282 |                      1., 5.5, 1. };
 | 
|---|
| 283 |   m->setFromDoubleArray(array2);
 | 
|---|
| 284 |   CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( -26.5, m->Determinant() );
 | 
|---|
| 285 | };
 | 
|---|