]> Cypherpunks repositories - gostls13.git/commitdiff
A recreational programming exercise:
authorRobert Griesemer <gri@golang.org>
Thu, 6 Nov 2008 22:23:49 +0000 (14:23 -0800)
committerRobert Griesemer <gri@golang.org>
Thu, 6 Nov 2008 22:23:49 +0000 (14:23 -0800)
Multiplication of a Hilbert matrix with its inverse using
Bignum.Rationals as a test case for rational arithmetic.

R=r
OCL=18706
CL=18706

test/hilbert.go [new file with mode: 0644]

diff --git a/test/hilbert.go b/test/hilbert.go
new file mode 100644 (file)
index 0000000..275b119
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,167 @@
+// $G $D/$F.go && $L $F.$A && ./$A.out
+
+// Copyright 2009 The Go Authors. All rights reserved.
+// Use of this source code is governed by a BSD-style
+// license that can be found in the LICENSE file.
+
+// A little test program for rational arithmetics.
+// Computes a Hilbert matrix, its inverse, multiplies them
+// and verifies that the product is the identity matrix.
+
+package main
+
+import Big "bignum"
+import Fmt "fmt"
+
+
+func assert(p bool) {
+       if !p {
+               panic("assert failed");
+       }
+}
+
+
+var (
+       Zero = Big.Rat(0, 1);
+       One = Big.Rat(1, 1);
+)
+
+
+type Matrix struct {
+       n, m int;
+       a *[]*Big.Rational;
+}
+
+
+func (a *Matrix) at(i, j int) *Big.Rational {
+       assert(0 <= i && i < a.n && 0 <= j && j < a.m);
+       return a.a[i*a.m + j];
+}
+
+
+func (a *Matrix) set(i, j int, x *Big.Rational) {
+       assert(0 <= i && i < a.n && 0 <= j && j < a.m);
+       a.a[i*a.m + j] = x;
+}
+
+
+func NewMatrix(n, m int) *Matrix {
+       assert(0 <= n && 0 <= m);
+       a := new(Matrix);
+       a.n = n;
+       a.m = m;
+       a.a = new([]*Big.Rational, n*m);
+       return a;
+}
+
+
+func NewUnit(n int) *Matrix {
+       a := NewMatrix(n, n);
+       for i := 0; i < n; i++ {
+               for j := 0; j < n; j++ {
+                       x := Zero;
+                       if i == j {
+                               x = One;
+                       }
+                       a.set(i, j, x);
+               }
+       }
+       return a;
+}
+
+
+func NewHilbert(n int) *Matrix {
+       a := NewMatrix(n, n);
+       for i := 0; i < n; i++ {
+               for j := 0; j < n; j++ {
+                       x := Big.Rat(1, i + j + 1);
+                       a.set(i, j, x);
+               }
+       }
+       return a;
+}
+
+
+func MakeRat(x *Big.Natural) *Big.Rational {
+       return Big.MakeRat(Big.MakeInt(false, x), Big.Nat(1));
+}
+
+
+func NewInverseHilbert(n int) *Matrix {
+       a := NewMatrix(n, n);
+       for i := 0; i < n; i++ {
+               for j := 0; j < n; j++ {
+                       x0 := One;
+                       if (i+j)&1 != 0 {
+                               x0 = x0.Neg();
+                       }
+                       x1 := Big.Rat(i + j + 1, 1);
+                       x2 := MakeRat(Big.Binomial(uint(n+i), uint(n-j-1)));
+                       x3 := MakeRat(Big.Binomial(uint(n+j), uint(n-i-1)));
+                       x4 := MakeRat(Big.Binomial(uint(i+j), uint(i)));
+                       x4 = x4.Mul(x4);
+                       a.set(i, j, x0.Mul(x1).Mul(x2).Mul(x3).Mul(x4));
+               }
+       }
+       return a;
+}
+
+
+func (a *Matrix) Mul(b *Matrix) *Matrix {
+       assert(a.m == b.n);
+       c := NewMatrix(a.n, b.m);
+       for i := 0; i < c.n; i++ {
+               for j := 0; j < c.m; j++ {
+                       x := Zero;
+                       for k := 0; k < a.m; k++ {
+                               x = x.Add(a.at(i, k).Mul(b.at(k, j)));
+                       }
+                       c.set(i, j, x);
+               }
+       }
+       return c;
+}
+
+
+func (a *Matrix) Eql(b *Matrix) bool {
+       if a.n != b.n || a.m != b.m {
+               return false;
+       }
+       for i := 0; i < a.n; i++ {
+               for j := 0; j < a.m; j++ {
+                       if a.at(i, j).Cmp(b.at(i,j)) != 0 {
+                               return false;
+                       }
+               }
+       }
+       return true;
+}
+
+
+func (a *Matrix) String() string {
+       s := "";
+       for i := 0; i < a.n; i++ {
+               for j := 0; j < a.m; j++ {
+                       x := a.at(i, j);  // BUG 6g bug
+                       s += Fmt.sprintf("\t%s", x);
+               }
+               s += "\n";
+       }
+       return s;
+}
+
+
+func main() {
+       n := 10;
+       a := NewHilbert(n);
+       b := NewInverseHilbert(n);
+       I := NewUnit(n);
+       ab := a.Mul(b);
+       if !ab.Eql(I) {
+               Fmt.println("a =", a);
+               Fmt.println("b =", b);
+               Fmt.println("a*b =", ab);
+               Fmt.println("I =", I);
+               panic("FAILED");
+       }
+}