1 /*
2     Copyright (C) 2010 Fredrik Johansson
3 
4     This file is part of FLINT.
5 
6     FLINT is free software: you can redistribute it and/or modify it under
7     the terms of the GNU Lesser General Public License (LGPL) as published
8     by the Free Software Foundation; either version 2.1 of the License, or
9     (at your option) any later version.  See <https://www.gnu.org/licenses/>.
10 */
11 
12 #include <stdio.h>
13 #include <stdlib.h>
14 #include <gmp.h>
15 #include "flint.h"
16 #include "fmpz.h"
17 #include "fmpz_vec.h"
18 #include "fmpz_mat.h"
19 #include "ulong_extras.h"
20 
21 
22 int
main(void)23 main(void)
24 {
25     fmpz_mat_t A, B, C, I;
26     fmpz_t den;
27     slong i, j, m, r;
28 
29     FLINT_TEST_INIT(state);
30 
31     flint_printf("inv....");
32     fflush(stdout);
33 
34     {
35         fmpz_t d;
36         fmpz_mat_t A, B, C;
37 
38         fmpz_mat_init(A, 1, 1);
39         fmpz_one(fmpz_mat_entry(A, 0, 0));
40 
41         fmpz_mat_window_init(B, A, 0, 0, 1, 1);
42 
43         fmpz_mat_init(C, 1, 1);
44         fmpz_init(d);
45 
46         fmpz_mat_inv(C, d, B);
47 
48         fmpz_clear(d);
49         fmpz_mat_clear(C);
50         fmpz_mat_window_clear(B);
51         fmpz_mat_clear(A);
52     }
53 
54     for (i = 0; i < 1000 * flint_test_multiplier(); i++)
55     {
56         m = n_randint(state, 10);
57 
58         fmpz_mat_init(A, m, m);
59         fmpz_mat_init(B, m, m);
60         fmpz_mat_init(C, m, m);
61         fmpz_mat_init(I, m, m);
62         fmpz_init(den);
63 
64         for (j = 0; j < m; j++)
65             fmpz_set_ui(&I->rows[j][j], UWORD(1));
66 
67         /* Verify that A * A^-1 = I for random matrices */
68 
69         fmpz_mat_randrank(A, state, m, 1+n_randint(state, 2)*n_randint(state, 100));
70         /* Dense or sparse? */
71         if (n_randint(state, 2))
72             fmpz_mat_randops(A, state, 1+n_randint(state, 1 + m*m));
73 
74         fmpz_mat_inv(B, den, A);
75         fmpz_mat_mul(C, A, B);
76 
77         _fmpz_vec_scalar_divexact_fmpz(C->entries, C->entries, m*m, den);
78 
79         if (!fmpz_mat_equal(C, I))
80         {
81             flint_printf("FAIL:\n");
82             flint_printf("A * A^-1 != I!\n");
83             flint_printf("A:\n"),         fmpz_mat_print_pretty(A), flint_printf("\n");
84             flint_printf("A^-1:\n"),      fmpz_mat_print_pretty(B), flint_printf("\n");
85             flint_printf("den(A^-1) = "), fmpz_print(den), flint_printf("\n");
86             flint_printf("A * A^-1:\n"),  fmpz_mat_print_pretty(C), flint_printf("\n");
87             abort();
88         }
89 
90         /* Test aliasing */
91         fmpz_mat_set(C, A);
92         fmpz_mat_inv(A, den, A);
93         fmpz_mat_mul(B, A, C);
94         _fmpz_vec_scalar_divexact_fmpz(B->entries, B->entries, m*m, den);
95 
96         if (!fmpz_mat_equal(B, I))
97         {
98             flint_printf("FAIL:\n");
99             flint_printf("aliasing failed!\n");
100             fmpz_mat_print(C); flint_printf("\n");
101             abort();
102         }
103 
104         fmpz_mat_clear(A);
105         fmpz_mat_clear(B);
106         fmpz_mat_clear(C);
107         fmpz_mat_clear(I);
108         fmpz_clear(den);
109     }
110 
111     /* Test singular matrices */
112     /* Test singular systems */
113     for (i = 0; i < 1000 * flint_test_multiplier(); i++)
114     {
115         m = 1 + n_randint(state, 10);
116         r = n_randint(state, m);
117 
118         fmpz_mat_init(A, m, m);
119         fmpz_mat_init(B, m, m);
120         fmpz_init(den);
121 
122         fmpz_mat_randrank(A, state, r, 1+n_randint(state, 2)*n_randint(state, 100));
123 
124         /* Dense */
125         if (n_randint(state, 2))
126             fmpz_mat_randops(A, state, 1+n_randint(state, 1 + m*m));
127 
128         fmpz_mat_inv(B, den, A);
129         if (!fmpz_is_zero(den))
130         {
131             flint_printf("FAIL:\n");
132             flint_printf("singular system gave nonzero denominator\n");
133             abort();
134         }
135 
136         /* Aliasing */
137         fmpz_mat_inv(A, den, A);
138         if (!fmpz_is_zero(den))
139         {
140             flint_printf("FAIL:\n");
141             flint_printf("singular system gave nonzero denominator\n");
142             abort();
143         }
144 
145         fmpz_mat_clear(A);
146         fmpz_mat_clear(B);
147         fmpz_clear(den);
148     }
149 
150     FLINT_TEST_CLEANUP(state);
151 
152     flint_printf("PASS\n");
153     return 0;
154 }
155