1 /*
2     Copyright (C) 2012 Fredrik Johansson
3     Copyright (C) 2013 Mike Hansen
4 
5     This file is part of FLINT.
6 
7     FLINT is free software: you can redistribute it and/or modify it under
8     the terms of the GNU Lesser General Public License (LGPL) as published
9     by the Free Software Foundation; either version 2.1 of the License, or
10     (at your option) any later version.  See <https://www.gnu.org/licenses/>.
11 */
12 
13 #ifdef T
14 
15 #include "templates.h"
16 
17 #include <stdio.h>
18 #include <stdlib.h>
19 #include <gmp.h>
20 #include "perm.h"
21 #include "flint.h"
22 
23 int
check_rref_form(slong * perm,TEMPLATE (T,mat_t)A,slong rank,const TEMPLATE (T,ctx_t)ctx)24 check_rref_form(slong * perm, TEMPLATE(T, mat_t) A, slong rank,
25                 const TEMPLATE(T, ctx_t) ctx)
26 {
27     slong i, j, k, prev_pivot;
28 
29     /* bottom should be zero */
30     for (i = rank; i < A->r; i++)
31         for (j = 0; j < A->c; j++)
32             if (!TEMPLATE(T, is_zero) (TEMPLATE(T, mat_entry) (A, i, j), ctx))
33                 return 0;
34 
35     prev_pivot = -1;
36 
37     for (i = 0; i < rank; i++)
38     {
39         for (j = 0; j < A->c; j++)
40         {
41             if (!TEMPLATE(T, is_zero) (TEMPLATE(T, mat_entry) (A, i, j), ctx))
42             {
43                 /* pivot should have a higher column index than previous */
44                 if (j <= prev_pivot)
45                     return 0;
46 
47                 /* column should be 0 ... 0 1 0 ... 0 */
48                 for (k = 0; k < rank; k++)
49                 {
50                     if (i == k)
51                     {
52                         if (!TEMPLATE(T, is_one)
53                             (TEMPLATE(T, mat_entry) (A, k, j), ctx))
54                             return 0;
55                     }
56                     else
57                     {
58                         if (!TEMPLATE(T, is_zero)
59                             (TEMPLATE(T, mat_entry) (A, k, j), ctx))
60                             return 0;
61                     }
62                 }
63 
64                 prev_pivot = j;
65                 break;
66             }
67         }
68     }
69 
70     return 1;
71 }
72 
73 int
main(void)74 main(void)
75 {
76     slong i;
77     FLINT_TEST_INIT(state);
78 
79     printf("rref....");
80     fflush(stdout);
81 
82     for (i = 0; i < 10 * flint_test_multiplier(); i++)
83     {
84         TEMPLATE(T, ctx_t) ctx;
85         TEMPLATE(T, mat_t) A, B, C, D;
86         TEMPLATE(T, t) c;
87         slong j, k, m, n, rank1, rank2;
88         slong *perm;
89         int equal;
90 
91         TEMPLATE(T, ctx_randtest) (ctx, state);
92 
93         TEMPLATE(T, init) (c, ctx);
94 
95         m = n_randint(state, 20);
96         n = n_randint(state, 20);
97         perm = _perm_init(2 * m);
98 
99         TEMPLATE(T, mat_init) (A, m, n, ctx);
100         TEMPLATE(T, mat_init) (D, 2 * m, n, ctx);
101 
102         TEMPLATE(T, mat_randtest) (A, state, ctx);
103         TEMPLATE(T, mat_init_set) (B, A, ctx);
104         TEMPLATE(T, mat_init_set) (C, A, ctx);
105 
106         rank1 = TEMPLATE(T, mat_rref) (B, ctx);
107 
108         if (!check_rref_form(perm, B, rank1, ctx))
109         {
110             printf("FAIL (malformed rref)\n");
111             TEMPLATE(T, mat_print_pretty) (A, ctx);
112             printf("\n\n");
113             TEMPLATE(T, mat_print_pretty) (B, ctx);
114             printf("\n\n");
115             abort();
116         }
117 
118         /* Concatenate the original matrix with the rref, scramble the rows,
119            and check that the rref is the same */
120         _perm_randtest(perm, 2 * m, state);
121 
122         for (j = 0; j < m; j++)
123         {
124             TEMPLATE(T, randtest_not_zero) (c, state, ctx);
125             for (k = 0; k < n; k++)
126             {
127                 TEMPLATE(T, mul) (TEMPLATE(T, mat_entry) (D, perm[j], k),
128                                   TEMPLATE(T, mat_entry) (A, j, k), c, ctx);
129             }
130         }
131 
132         for (j = 0; j < m; j++)
133         {
134             TEMPLATE(T, randtest_not_zero) (c, state, ctx);
135             for (k = 0; k < n; k++)
136             {
137                 TEMPLATE(T, mul) (TEMPLATE(T, mat_entry) (D, perm[m + j], k),
138                                   TEMPLATE(T, mat_entry) (B, j, k), c, ctx);
139 
140             }
141         }
142 
143         rank2 = TEMPLATE(T, mat_rref) (D, ctx);
144         equal = (rank1 == rank2);
145 
146         if (equal)
147         {
148             for (j = 0; j < rank2; j++)
149                 for (k = 0; k < n; k++)
150                 {
151                     equal = equal
152                         && TEMPLATE(T,
153                                     equal) (TEMPLATE(T, mat_entry) (B, j, k),
154                                             TEMPLATE(T, mat_entry) (D, j, k),
155                                             ctx);
156                 }
157             for (j = rank2; j < 2 * rank2; j++)
158                 for (k = 0; k < n; k++)
159                 {
160                     equal = equal
161                         && TEMPLATE(T,
162                                     is_zero) (TEMPLATE(T, mat_entry) (D, j, k),
163                                               ctx);
164                 }
165         }
166 
167         if (!equal)
168         {
169             flint_printf("FAIL (rank1 = %wd, rank2 = %wd)!\n", rank1, rank2);
170             TEMPLATE(T, mat_print_pretty) (A, ctx);
171             printf("\n\n");
172             TEMPLATE(T, mat_print_pretty) (B, ctx);
173             printf("\n\n");
174             TEMPLATE(T, mat_print_pretty) (D, ctx);
175             printf("\n\n");
176             abort();
177         }
178 
179         _perm_clear(perm);
180         TEMPLATE(T, mat_clear) (A, ctx);
181         TEMPLATE(T, mat_clear) (B, ctx);
182         TEMPLATE(T, mat_clear) (C, ctx);
183         TEMPLATE(T, mat_clear) (D, ctx);
184 
185         TEMPLATE(T, clear) (c, ctx);
186         TEMPLATE(T, ctx_clear) (ctx);
187     }
188 
189     FLINT_TEST_CLEANUP(state);
190     printf("PASS\n");
191     return 0;
192 }
193 
194 
195 #endif
196