Quellcodebibliothek Statistik Leitseite products/Sources/formale Sprachen/C/MySQL/test/   (MySQL Server Version 8.1-8.4©)  Datei vom 12.11.2025 mit Größe 9 kB image not shown  

Quelle  eigensolver_generic.cpp   Sprache: C

 
// This file is part of Eigen, a lightweight C++ template library
// for linear algebra.
//
// Copyright (C) 2008 Gael Guennebaud <gael.guennebaud@inria.fr>
// Copyright (C) 2010,2012 Jitse Niesen <jitse@maths.leeds.ac.uk>
//
// This Source Code Form is subject to the terms of the Mozilla
// Public License v. 2.0. If a copy of the MPL was not distributed
// with this file, You can obtain one at http://mozilla.org/MPL/2.0/.

#include "main.h"
#include <limits>
#include <Eigen/Eigenvalues>

template<typename EigType,typename MatType>
void check_eigensolver_for_given_mat(const EigType &eig, const MatType& a)
{
  typedef typename NumTraits<typename MatType::Scalar>::Real RealScalar;
  typedef Matrix<RealScalar, MatType::RowsAtCompileTime, 1> RealVectorType;
  typedef typename std::complex<RealScalar> Complex;
  Index n = a.rows();
  VERIFY_IS_EQUAL(eig.info(), Success);
  VERIFY_IS_APPROX(a * eig.pseudoEigenvectors(), eig.pseudoEigenvectors() * eig.pseudoEigenvalueMatrix());
  VERIFY_IS_APPROX(a.template cast<Complex>() * eig.eigenvectors(),
                   eig.eigenvectors() * eig.eigenvalues().asDiagonal());
  VERIFY_IS_APPROX(eig.eigenvectors().colwise().norm(), RealVectorType::Ones(n).transpose());
  VERIFY_IS_APPROX(a.eigenvalues(), eig.eigenvalues());
}

template<typename MatrixType> void eigensolver(const MatrixType& m)
{
  /* this test covers the following files:
     EigenSolver.h
  */

  Index rows = m.rows();
  Index cols = m.cols();

  typedef typename MatrixType::Scalar Scalar;
  typedef typename NumTraits<Scalar>::Real RealScalar;
  typedef typename std::complex<RealScalar> Complex;

  MatrixType a = MatrixType::Random(rows,cols);
  MatrixType a1 = MatrixType::Random(rows,cols);
  MatrixType symmA =  a.adjoint() * a + a1.adjoint() * a1;

  EigenSolver<MatrixType> ei0(symmA);
  VERIFY_IS_EQUAL(ei0.info(), Success);
  VERIFY_IS_APPROX(symmA * ei0.pseudoEigenvectors(), ei0.pseudoEigenvectors() * ei0.pseudoEigenvalueMatrix());
  VERIFY_IS_APPROX((symmA.template cast<Complex>()) * (ei0.pseudoEigenvectors().template cast<Complex>()),
    (ei0.pseudoEigenvectors().template cast<Complex>()) * (ei0.eigenvalues().asDiagonal()));

  EigenSolver<MatrixType> ei1(a);
  CALL_SUBTEST( check_eigensolver_for_given_mat(ei1,a) );

  EigenSolver<MatrixType> ei2;
  ei2.setMaxIterations(RealSchur<MatrixType>::m_maxIterationsPerRow * rows).compute(a);
  VERIFY_IS_EQUAL(ei2.info(), Success);
  VERIFY_IS_EQUAL(ei2.eigenvectors(), ei1.eigenvectors());
  VERIFY_IS_EQUAL(ei2.eigenvalues(), ei1.eigenvalues());
  if (rows > 2) {
    ei2.setMaxIterations(1).compute(a);
    VERIFY_IS_EQUAL(ei2.info(), NoConvergence);
    VERIFY_IS_EQUAL(ei2.getMaxIterations(), 1);
  }

  EigenSolver<MatrixType> eiNoEivecs(a, false);
  VERIFY_IS_EQUAL(eiNoEivecs.info(), Success);
  VERIFY_IS_APPROX(ei1.eigenvalues(), eiNoEivecs.eigenvalues());
  VERIFY_IS_APPROX(ei1.pseudoEigenvalueMatrix(), eiNoEivecs.pseudoEigenvalueMatrix());

  MatrixType id = MatrixType::Identity(rows, cols);
  VERIFY_IS_APPROX(id.operatorNorm(), RealScalar(1));

  if (rows > 2 && rows < 20)
  {
    // Test matrix with NaN
    a(0,0) = std::numeric_limits<typename MatrixType::RealScalar>::quiet_NaN();
    EigenSolver<MatrixType> eiNaN(a);
    VERIFY_IS_NOT_EQUAL(eiNaN.info(), Success);
  }

  // regression test for bug 1098
  {
    EigenSolver<MatrixType> eig(a.adjoint() * a);
    eig.compute(a.adjoint() * a);
  }

  // regression test for bug 478
  {
    a.setZero();
    EigenSolver<MatrixType> ei3(a);
    VERIFY_IS_EQUAL(ei3.info(), Success);
    VERIFY_IS_MUCH_SMALLER_THAN(ei3.eigenvalues().norm(),RealScalar(1));
    VERIFY((ei3.eigenvectors().transpose()*ei3.eigenvectors().transpose()).eval().isIdentity());
  }
}

template<typename MatrixType> void eigensolver_verify_assert(const MatrixType& m)
{
  EigenSolver<MatrixType> eig;
  VERIFY_RAISES_ASSERT(eig.eigenvectors());
  VERIFY_RAISES_ASSERT(eig.pseudoEigenvectors());
  VERIFY_RAISES_ASSERT(eig.pseudoEigenvalueMatrix());
  VERIFY_RAISES_ASSERT(eig.eigenvalues());

  MatrixType a = MatrixType::Random(m.rows(),m.cols());
  eig.compute(a, false);
  VERIFY_RAISES_ASSERT(eig.eigenvectors());
  VERIFY_RAISES_ASSERT(eig.pseudoEigenvectors());
}


template<typename CoeffType>
Matrix<typename CoeffType::Scalar,Dynamic,Dynamic>
make_companion(const CoeffType& coeffs)
{
  Index n = coeffs.size()-1;
  Matrix<typename CoeffType::Scalar,Dynamic,Dynamic> res(n,n);
  res.setZero();
 res.row(0) = -coeffs.tail(n) / coeffs(0);
 res.diagonal(-1).setOnes();
  return res;
}

template<int>
void eigensolver_generic_extra()
{
  {
    // regression test for bug 793
    MatrixXd a(3,3);
    a << 0,  0,  1,
        1,  1, 1,
        1, 1e+200,  1;
    Eigen::EigenSolver<MatrixXd> eig(a);
    double scale = 1e-200; // scale to avoid overflow during the comparisons
    VERIFY_IS_APPROX(a * eig.pseudoEigenvectors()*scale, eig.pseudoEigenvectors() * eig.pseudoEigenvalueMatrix()*scale);
    VERIFY_IS_APPROX(a * eig.eigenvectors()*scale, eig.eigenvectors() * eig.eigenvalues().asDiagonal()*scale);
  }
  {
    // check a case where all eigenvalues are null.
    MatrixXd a(2,2);
    a << 1,  1,
        -1, -1;
    Eigen::EigenSolver<MatrixXd> eig(a);
    VERIFY_IS_APPROX(eig.pseudoEigenvectors().squaredNorm(), 2.);
    VERIFY_IS_APPROX((a * eig.pseudoEigenvectors()).norm()+1., 1.);
    VERIFY_IS_APPROX((eig.pseudoEigenvectors() * eig.pseudoEigenvalueMatrix()).norm()+1., 1.);
    VERIFY_IS_APPROX((a * eig.eigenvectors()).norm()+1., 1.);
    VERIFY_IS_APPROX((eig.eigenvectors() * eig.eigenvalues().asDiagonal()).norm()+1., 1.);
  }

  // regression test for bug 933
  {
    {
      VectorXd coeffs(5); coeffs << 1, -3, -175, -225, 2250;
      MatrixXd C = make_companion(coeffs);
      EigenSolver<MatrixXd> eig(C);
      CALL_SUBTEST( check_eigensolver_for_given_mat(eig,C) );
    }
    {
      // this test is tricky because it requires high accuracy in smallest eigenvalues
      VectorXd coeffs(5); coeffs << 6.154671e-15, -1.003870e-10, -9.819570e-01, 3.995715e+03, 2.211511e+08;
      MatrixXd C = make_companion(coeffs);
      EigenSolver<MatrixXd> eig(C);
      CALL_SUBTEST( check_eigensolver_for_given_mat(eig,C) );
      Index n = C.rows();
      for(Index i=0;i<n;++i)
      {
        typedef std::complex<double> Complex;
        MatrixXcd ac = C.cast<Complex>();
        ac.diagonal().array() -= eig.eigenvalues()(i);
        VectorXd sv = ac.jacobiSvd().singularValues();
        // comparing to sv(0) is not enough here to catch the "bug",
        // the hard-coded 1.0 is important!
        VERIFY_IS_MUCH_SMALLER_THAN(sv(n-1), 1.0);
      }
    }
  }
  // regression test for bug 1557
  {
    // this test is interesting because it contains zeros on the diagonal.
    MatrixXd A_bug1557(3,3);
    A_bug1557 << 0, 0, 0, 1, 0, 0.5887907064808635127, 0, 1, 0;
    EigenSolver<MatrixXd> eig(A_bug1557);
    CALL_SUBTEST( check_eigensolver_for_given_mat(eig,A_bug1557) );
  }

  // regression test for bug 1174
  {
    Index n = 12;
    MatrixXf A_bug1174(n,n);
    A_bug1174 <<  262144, 0, 0, 262144, 786432, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 786432,
                  262144, 0, 0, 262144, 786432, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 786432,
                  262144, 0, 0, 262144, 786432, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 786432,
                  262144, 0, 0, 262144, 786432, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 786432,
                  0, 262144, 262144, 0, 0, 262144, 262144, 262144, 262144, 262144, 262144, 0,
                  0, 262144, 262144, 0, 0, 262144, 262144, 262144, 262144, 262144, 262144, 0,
                  0, 262144, 262144, 0, 0, 262144, 262144, 262144, 262144, 262144, 262144, 0,
                  0, 262144, 262144, 0, 0, 262144, 262144, 262144, 262144, 262144, 262144, 0,
                  0, 262144, 262144, 0, 0, 262144, 262144, 262144, 262144, 262144, 262144, 0,
                  0, 262144, 262144, 0, 0, 262144, 262144, 262144, 262144, 262144, 262144, 0,
                  0, 262144, 262144, 0, 0, 262144, 262144, 262144, 262144, 262144, 262144, 0,
                  0, 262144, 262144, 0, 0, 262144, 262144, 262144, 262144, 262144, 262144, 0;
    EigenSolver<MatrixXf> eig(A_bug1174);
    CALL_SUBTEST( check_eigensolver_for_given_mat(eig,A_bug1174) );
  }
}

EIGEN_DECLARE_TEST(eigensolver_generic)
{
  int s = 0;
  for(int i = 0; i < g_repeat; i++) {
    CALL_SUBTEST_1( eigensolver(Matrix4f()) );
    s = internal::random<int>(1,EIGEN_TEST_MAX_SIZE/4);
    CALL_SUBTEST_2( eigensolver(MatrixXd(s,s)) );
    TEST_SET_BUT_UNUSED_VARIABLE(s)

    // some trivial but implementation-wise tricky cases
    CALL_SUBTEST_2( eigensolver(MatrixXd(1,1)) );
    CALL_SUBTEST_2( eigensolver(MatrixXd(2,2)) );
    CALL_SUBTEST_3( eigensolver(Matrix<double,1,1>()) );
    CALL_SUBTEST_4( eigensolver(Matrix2d()) );
  }

  CALL_SUBTEST_1( eigensolver_verify_assert(Matrix4f()) );
  s = internal::random<int>(1,EIGEN_TEST_MAX_SIZE/4);
  CALL_SUBTEST_2( eigensolver_verify_assert(MatrixXd(s,s)) );
  CALL_SUBTEST_3( eigensolver_verify_assert(Matrix<double,1,1>()) );
  CALL_SUBTEST_4( eigensolver_verify_assert(Matrix2d()) );

  // Test problem size constructors
  CALL_SUBTEST_5(EigenSolver<MatrixXf> tmp(s));

  // regression test for bug 410
  CALL_SUBTEST_2(
  {
     MatrixXd A(1,1);
     A(0,0) = std::sqrt(-1.); // is Not-a-Number
     Eigen::EigenSolver<MatrixXd> solver(A);
     VERIFY_IS_EQUAL(solver.info(), NumericalIssue);
  }
  );
  
  CALL_SUBTEST_2( eigensolver_generic_extra<0>() );
  
  TEST_SET_BUT_UNUSED_VARIABLE(s)
}

93%


¤ Dauer der Verarbeitung: 0.1 Sekunden  (vorverarbeitet)  ¤

*© Formatika GbR, Deutschland






Wurzel

Suchen

Beweissystem der NASA

Beweissystem Isabelle

NIST Cobol Testsuite

Cephes Mathematical Library

Wiener Entwicklungsmethode

Haftungshinweis

Die Informationen auf dieser Webseite wurden nach bestem Wissen sorgfältig zusammengestellt. Es wird jedoch weder Vollständigkeit, noch Richtigkeit, noch Qualität der bereit gestellten Informationen zugesichert.

Bemerkung:

Die farbliche Syntaxdarstellung ist noch experimentell.