CDMATH/tests/cdmath/SparseMatrixPetscTests.cxx

   1 /*
   2  * SparseMatrixPetsctests.cxx
   3  *
   4  *  Created on: Dec. 2017
   5  *      Authors: CDMATH
   6  */
   7
   8 #include "SparseMatrixPetscTests.hxx"
   9
  10 #include "Vector.hxx"
  11
  12 using namespace std;
  13
  14 //----------------------------------------------------------------------
  15 void
  16 SparseMatrixPetscTests::testClassSparseMatrixPetsc( void )
  17 //----------------------------------------------------------------------
  18 {
  19     SparseMatrixPetsc A(2,2);
  20     A.setValue(0,0,1.);
  21     A.setValue(0,1,2.);
  22     A.setValue(1,0,3.);
  23     A.setValue(1,1,4.);
  24
  25         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 1.0, A(0,0) );
  26         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 2.0, A(0,1) );
  27         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 3.0, A(1,0) );
  28         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 4.0, A(1,1) );
  29
  30         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( false, A.isSymmetric(1.e-5) );
  31
  32     SparseMatrixPetsc A1(2,2);
  33     A1=A;
  34         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 1.0, A1(0,0) );
  35         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 2.0, A1(0,1) );
  36         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 3.0, A1(1,0) );
  37         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 4.0, A1(1,1) );
  38
  39         SparseMatrixPetsc A11(2,2);
  40
  41         A11 = A1-A;
  42
  43         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 0.0, A11(0,0) );
  44         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 0.0, A11(0,1) );
  45         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 0.0, A11(1,0) );
  46         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 0.0, A11(1,1) );
  47
  48         A11 = A1+A;
  49
  50         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 2.0, A11(0,0) );
  51         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 4.0, A11(0,1) );
  52         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 6.0, A11(1,0) );
  53         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 8.0, A11(1,1) );
  54
  55         SparseMatrixPetsc A22(2,2);
  56
  57         A22 = 2*A;
  58         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 2.0, A22(0,0) );
  59         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 4.0, A22(0,1) );
  60         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 6.0, A22(1,0) );
  61         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 8.0, A22(1,1) );
  62
  63         A22 = A*3;
  64         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 3.0, A22(0,0) );
  65         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 6.0, A22(0,1) );
  66         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 9.0, A22(1,0) );
  67         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 12.0, A22(1,1) );
  68
  69         A22 = A/2;
  70         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 0.5, A22(0,0) );
  71         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 1.0, A22(0,1) );
  72         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 1.5, A22(1,0) );
  73         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 2.0, A22(1,1) );
  74
  75         SparseMatrixPetsc A2(A1);
  76     A2*=2;
  77         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 2.0, A2(0,0) );
  78         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 4.0, A2(0,1) );
  79         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 6.0, A2(1,0) );
  80         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 8.0, A2(1,1) );
  81
  82     A2/=2;
  83         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 1.0, A2(0,0) );
  84         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 2.0, A2(0,1) );
  85         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 3.0, A2(1,0) );
  86         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 4.0, A2(1,1) );
  87
  88     A2-=A;
  89         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 0.0, A2(0,0) );
  90         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 0.0, A2(0,1) );
  91         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 0.0, A2(1,0) );
  92         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 0.0, A2(1,1) );
  93
  94     A2+=A;
  95         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 1.0, A2(0,0) );
  96         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 2.0, A2(0,1) );
  97         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 3.0, A2(1,0) );
  98         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 4.0, A2(1,1) );
  99
 100         Vector X(2);
 101     X(0)=1.;
 102     X(1)=2.;
 103
 104     Vector X1(X);
 105     X1=A*X;
 106         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 5., X1(0) );
 107         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 11.0, X1(1) );
 108
 109         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( true, A2.isSquare() );
 110         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( false, A2.isSymmetric() );
 111
 112         SparseMatrixPetsc A3(2,3);
 113     A3.setValue(0,0,1.);
 114     A3.setValue(0,1,2.);
 115     A3.setValue(0,2,2.);
 116     A3.setValue(1,0,3.);
 117     A3.setValue(1,1,4.);
 118     A3.setValue(1,2,4.);
 119         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( false, A3.isSquare() );
 120
 121     A.setValue(0,0,1.);
 122     A.setValue(0,1,-1.);
 123     A.setValue(1,0,-1.);
 124     A.setValue(1,1,1.);
 125         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( true, A.isSymmetric(1.e-10) );
 126
 127         std::vector< double > vp = A.getEigenvalues(2);
 128         CPPUNIT_ASSERT_DOUBLES_EQUAL( 0, vp[0],1.e-5);
 129         CPPUNIT_ASSERT_DOUBLES_EQUAL( 2, vp[1],1.e-5);
 130
 131         std::vector< Vector > Vp = A.getEigenvectors(2);
 132         CPPUNIT_ASSERT_DOUBLES_EQUAL( 0, abs(Vp[0][0]) - abs(Vp[0][1]),1.e-5);
 133         CPPUNIT_ASSERT_DOUBLES_EQUAL( 0, abs(Vp[1][0]) - abs(Vp[1][1]),1.e-5);
 134
 135         MEDCoupling::DataArrayDouble * VpArrayDouble = A.getEigenvectorsDataArrayDouble(2);
 136         const double *values=VpArrayDouble->getConstPointer();
 137         CPPUNIT_ASSERT_DOUBLES_EQUAL( 0, abs(values[0]) - abs(values[1]),1.e-5);
 138         CPPUNIT_ASSERT_DOUBLES_EQUAL( 0, abs(values[2]) - abs(values[3]),1.e-5);
 139
 140     A.setValue(0,0,-1.);
 141     A.setValue(0,1, 1.);
 142     A.setValue(1,0, 1.);
 143     A.setValue(1,1,-1.);
 144
 145         std::vector< double > sigma = A.getSingularValues(2);
 146         CPPUNIT_ASSERT_DOUBLES_EQUAL( 0, sigma[0],1.e-5);
 147         CPPUNIT_ASSERT_DOUBLES_EQUAL( 2, sigma[1],1.e-5);
 148
 149         /* Condition number of a symmetric non singular matrix */
 150     A.setValue(0,0, 0.);
 151     A.setValue(0,1, 1.);
 152     A.setValue(1,0, 1.);
 153     A.setValue(1,1, 0.);
 154
 155         CPPUNIT_ASSERT_DOUBLES_EQUAL( 1, A.getConditionNumber(1.e-10),1.e-5);
 156
 157         /* Condition number of a symmetric singular matrix */
 158         SparseMatrixPetsc A33(3,3,2);
 159     A33.setValue(1,2, 1.);
 160     A33.setValue(2,1, 1.);
 161
 162         CPPUNIT_ASSERT_DOUBLES_EQUAL( 1, A33.getConditionNumber(true,1.e-10),1.e-5);
 163
 164         /* Condition number of a non symmetric singular matrix */
 165     A33.setValue(1,2, 1.);
 166     A33.setValue(2,1, 4.);
 167
 168         CPPUNIT_ASSERT_DOUBLES_EQUAL( 4, A33.getConditionNumber(true,1.e-10),1.e-5);
 169
 170         SparseMatrixPetsc A4(4,4);
 171     A4.setValue(0,0,1.);
 172     A4.setValue(0,1,2.);
 173     A4.setValue(0,2,3.);
 174     A4.setValue(0,3,4.);
 175     A4.setValue(1,0,5.);
 176     A4.setValue(1,1,6.);
 177     A4.setValue(1,2,7.);
 178     A4.setValue(1,3,8.);
 179     A4.setValue(2,0,9.);
 180     A4.setValue(2,1,10.);
 181     A4.setValue(2,2,11.);
 182     A4.setValue(2,3,12.);
 183     A4.setValue(3,0,13.);
 184     A4.setValue(3,1,14.);
 185     A4.setValue(3,2,15.);
 186     A4.setValue(3,3,16.);
 187
 188     SparseMatrixPetsc A5(A4.transpose());
 189         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 1., A5(0,0) );
 190         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 5., A5(0,1) );
 191         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 9., A5(0,2) );
 192         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 13., A5(0,3) );
 193         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 2., A5(1,0) );
 194         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 6., A5(1,1) );
 195         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 10., A5(1,2) );
 196         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 14., A5(1,3) );
 197         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 3., A5(2,0) );
 198         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 7., A5(2,1) );
 199         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 11., A5(2,2) );
 200         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 15., A5(2,3) );
 201         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 4., A5(3,0) );
 202         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 8., A5(3,1) );
 203         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 12., A5(3,2) );
 204         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 16., A5(3,3) );
 205
 206         SparseMatrixPetsc AA(4,4);
 207
 208         AA.setValue(1,1,1.);
 209         AA.setValue(3,3,3.);
 210         AA.setValue(2,2,2.);
 211
 212         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 1., AA(1,1) );
 213         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 2., AA(2,2) );
 214         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 3., AA(3,3) );
 215
 216         SparseMatrixPetsc BB(4,4,3);
 217
 218         BB.setValue(1,1,1.);
 219         BB.setValue(3,3,3.);
 220         BB.setValue(2,2,2.);
 221
 222         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 1., BB(1,1) );
 223         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 2., BB(2,2) );
 224         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 3., BB(3,3) );
 225
 226     Matrix A6(2,2);
 227     A6(0,0)=1.;
 228     A6(0,1)=2.;
 229     A6(1,0)=3.;
 230     A6(1,1)=4.;
 231
 232     SparseMatrixPetsc A7(2,2);
 233     A7.setValue(0,0,A6);
 234
 235         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 1.0, A7(0,0) );
 236         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 2.0, A7(0,1) );
 237         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 3.0, A7(1,0) );
 238         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 4.0, A7(1,1) );
 239
 240     A7.addValue(0,0,A6);
 241
 242         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 2.0, A7(0,0) );
 243         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 4.0, A7(0,1) );
 244         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 6.0, A7(1,0) );
 245         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 8.0, A7(1,1) );
 246
 247     SparseMatrixPetsc A8(2,2,2,4);
 248     A8.setValuesBlocked(0,0,A6);
 249
 250         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 1.0, A8(0,0) );
 251         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 2.0, A8(0,1) );
 252         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 3.0, A8(1,0) );
 253         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 4.0, A8(1,1) );
 254
 255     A8.addValuesBlocked(0,0,A6);
 256
 257         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 2.0, A8(0,0) );
 258         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 4.0, A8(0,1) );
 259         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 6.0, A8(1,0) );
 260         CPPUNIT_ASSERT_EQUAL( 8.0, A8(1,1) );
 261 }