basis/math/matrices/matrices-tests.factor

   1 USING: math.matrices math.vectors tools.test math kernel ;
   2 IN: math.matrices.tests
   3
   4 {
   5     { { 0 } { 0 } { 0 } }
   6 } [
   7     3 1 zero-matrix
   8 ] unit-test
   9
  10 {
  11     { { 1 0 0 }
  12        { 0 1 0 }
  13        { 0 0 1 } }
  14 } [
  15     3 identity-matrix
  16 ] unit-test
  17
  18 {
  19     { { 1 0 0 }
  20        { 0 2 0 }
  21        { 0 0 3 } }
  22 } [
  23     { 1 2 3 } diagonal-matrix
  24 ] unit-test
  25
  26 {
  27     { { 1 1 1 }
  28       { 4 2 1 }
  29       { 9 3 1 }
  30       { 25 5 1 } }
  31 } [
  32     { 1 2 3 5 } 3 vandermonde-matrix
  33 ] unit-test
  34
  35 {
  36     {
  37         { 1 0 0 }
  38         { 0 1 0 }
  39         { 0 0 1 }
  40     }
  41 } [
  42     3 3 0 eye
  43 ] unit-test
  44
  45 {
  46     {
  47         { 0 1 0 }
  48         { 0 0 1 }
  49         { 0 0 0 }
  50     }
  51 } [
  52     3 3 1 eye
  53 ] unit-test
  54
  55 {
  56     {
  57         { 0 0 0 }
  58         { 1 0 0 }
  59         { 0 1 0 }
  60     }
  61 } [
  62     3 3 -1 eye
  63 ] unit-test
  64
  65 {
  66     {
  67         { 1 0 0 0 }
  68         { 0 1 0 0 }
  69         { 0 0 1 0 }
  70     }
  71 } [
  72     3 4 0 eye
  73 ] unit-test
  74
  75 {
  76     {
  77         { 0 1 0 }
  78         { 0 0 1 }
  79         { 0 0 0 }
  80         { 0 0 0 }
  81     }
  82 } [
  83     4 3 1 eye
  84 ] unit-test
  85
  86 {
  87     {
  88         { 0 0 0 }
  89         { 1 0 0 }
  90         { 0 1 0 }
  91         { 0 0 1 }
  92     }
  93 } [
  94     4 3 -1 eye
  95 ] unit-test
  96
  97 {
  98     { { 1   1/2 1/3 1/4 }
  99       { 1/2 1/3 1/4 1/5 }
 100       { 1/3 1/4 1/5 1/6 }
 101     }
 102 } [ 3 4 hilbert-matrix ] unit-test
 103
 104 {
 105     { { 1 2 3 4 }
 106       { 2 1 2 3 }
 107       { 3 2 1 2 }
 108       { 4 3 2 1 } }
 109 } [ 4 toeplitz-matrix ] unit-test
 110
 111 {
 112     { { 1 2 3 4 }
 113       { 2 3 4 0 }
 114       { 3 4 0 0 }
 115       { 4 0 0 0 } }
 116 } [ 4 hankel-matrix ] unit-test
 117
 118 {
 119     { { 1 0 4 }
 120       { 0 7 0 }
 121       { 6 0 3 } }
 122 } [
 123     { { 1 0 0 }
 124       { 0 2 0 }
 125       { 0 0 3 } }
 126
 127     { { 0 0 4 }
 128       { 0 5 0 }
 129       { 6 0 0 } }
 130
 131     m+
 132 ] unit-test
 133
 134 {
 135     { { 1 0 4 }
 136        { 0 7 0 }
 137        { 6 0 3 } }
 138 } [
 139     { { 1 0 0 }
 140        { 0 2 0 }
 141        { 0 0 3 } }
 142
 143     { { 0 0 -4 }
 144        { 0 -5 0 }
 145        { -6 0 0 } }
 146
 147     m-
 148 ] unit-test
 149
 150 {
 151     { 10 20 30 }
 152 } [
 153     10 { 1 2 3 } n*v
 154 ] unit-test
 155
 156 {
 157     { 3 4 }
 158 } [
 159     { { 1 0 }
 160        { 0 1 } }
 161
 162     { 3 4 }
 163
 164     m.v
 165 ] unit-test
 166
 167 {
 168     { 4 3 }
 169 } [
 170     { { 0 1 }
 171        { 1 0 } }
 172
 173     { 3 4 }
 174
 175     m.v
 176 ] unit-test
 177
 178 {
 179     { { 6 } }
 180 } [
 181     { { 3 } } { { 2 } } m.
 182 ] unit-test
 183
 184 {
 185     { { 11 } }
 186 } [
 187     { { 1 3 } } { { 5 } { 2 } } m.
 188 ] unit-test
 189
 190 {
 191     { { 28 } }
 192 } [
 193     { { 2 4 6 } }
 194
 195     { { 1 }
 196        { 2 }
 197        { 3 } }
 198
 199     m.
 200 ] unit-test
 201
 202 { { 0 0 1 } } [ { 1 0 0 } { 0 1 0 } cross ] unit-test
 203 { { 1 0 0 } } [ { 0 1 0 } { 0 0 1 } cross ] unit-test
 204 { { 0 1 0 } } [ { 0 0 1 } { 1 0 0 } cross ] unit-test
 205 { { 0.0 -0.707 0.707 } } [ { 1.0 0.0 0.0 } { 0.0 0.707 0.707 } cross ] unit-test
 206 { { 0 -2 2 } } [ { -1 -1 -1 } { 1 -1 -1 } cross ] unit-test
 207 { { 1 0 0 } } [ { 1 1 0 } { 1 0 0 } proj ] unit-test
 208
 209 { { { 4181 6765 } { 6765 10946 } } }
 210 [ { { 0 1 } { 1 1 } } 20 m^n ] unit-test
 211 [ { { 0 1 } { 1 1 } } -20 m^n ] [ negative-power-matrix? ] must-fail-with
 212
 213 {
 214     { { 0 5 0 10 } { 6 7 12 14 } { 0 15 0 20 } { 18 21 24 28 } }
 215 }
 216 [ { { 1 2 } { 3 4 } } { { 0 5 } { 6 7 } } kron ] unit-test
 217
 218 {
 219     {
 220         { 1 1 1 1 }
 221         { 1 -1 1 -1 }
 222         { 1 1 -1 -1 }
 223         { 1 -1 -1 1 }
 224     }
 225 } [ { { 1 1 } { 1 -1 } } dup kron ] unit-test
 226
 227 {
 228     {
 229         { 1 1 1 1 1 1 1 1 }
 230         { 1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 }
 231         { 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 }
 232         { 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 }
 233         { 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 }
 234         { 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 }
 235         { 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 }
 236         { 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 }
 237     }
 238 } [ { { 1 1 } { 1 -1 } } dup dup kron kron ] unit-test
 239
 240 {
 241     {
 242         { 1 1 1 1 1 1 1 1 }
 243         { 1 -1 1 -1 1 -1 1 -1 }
 244         { 1 1 -1 -1 1 1 -1 -1 }
 245         { 1 -1 -1 1 1 -1 -1 1 }
 246         { 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 }
 247         { 1 -1 1 -1 -1 1 -1 1 }
 248         { 1 1 -1 -1 -1 -1 1 1 }
 249         { 1 -1 -1 1 -1 1 1 -1 }
 250     }
 251 } [ { { 1 1 } { 1 -1 } } dup dup kron swap kron ] unit-test
 252
 253
 254 ! kron is not generally commutative, make sure we have the right order
 255 {
 256     {
 257         { 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 }
 258         { 6 7 8 9 10 6 7 8 9 10 }
 259         { 1 2 3 4 5 -1 -2 -3 -4 -5 }
 260         { 6 7 8 9 10 -6 -7 -8 -9 -10 }
 261     }
 262 }
 263 [
 264     { { 1 1 } { 1 -1 } }
 265     { { 1 2 3 4 5 } { 6 7 8 9 10 } } kron
 266 ] unit-test
 267
 268 {
 269     {
 270         { 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 }
 271         { 1 -1 2 -2 3 -3 4 -4 5 -5 }
 272         { 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 }
 273         { 6 -6 7 -7 8 -8 9 -9 10 -10 }
 274     }
 275 }
 276 [
 277     { { 1 1 } { 1 -1 } }
 278     { { 1 2 3 4 5 } { 6 7 8 9 10 } } swap kron
 279 ] unit-test
 280
 281 {
 282     { { 5 10 15 }
 283       { 6 12 18 }
 284       { 7 14 21 } }
 285 } [ { 5 6 7 } { 1 2 3 } outer ] unit-test
 286
 287
 288 CONSTANT: test-points {
 289     { 80  27  89 } { 80  27  88 } { 75  25  90 }
 290     { 62  24  87 } { 62  22  87 } { 62  23  87 }
 291     { 62  24  93 } { 62  24  93 } { 58  23  87 }
 292     { 58  18  80 } { 58  18  89 } { 58  17  88 }
 293     { 58  18  82 } { 58  19  93 } { 50  18  89 }
 294     { 50  18  86 } { 50  19  72 } { 50  19  79 }
 295     { 50  20  80 } { 56  20  82 } { 70  20  91 }
 296 }
 297
 298 {
 299     {
 300         { 84+2/35 22+23/35 24+4/7 }
 301         { 22+23/35 9+104/105 6+87/140 }
 302         { 24+4/7 6+87/140 28+5/7 }
 303     }
 304 } [
 305     test-points sample-cov-matrix
 306 ] unit-test
 307
 308 {
 309     {
 310         { 80+8/147 21+85/147 23+59/147 }
 311         { 21+85/147 9+227/441 6+15/49 }
 312         { 23+59/147 6+15/49 27+17/49 }
 313     }
 314 } [
 315     test-points population-cov-matrix
 316 ] unit-test
 317
 318 {
 319     {
 320         { 5 5 }
 321         { 5 5 }
 322     }
 323 } [
 324     2 2 5 <matrix>
 325 ] unit-test
 326
 327 {
 328     {
 329         { 5 5 }
 330         { 5 5 }
 331     }
 332 } [
 333     2 2 [ 5 ] make-matrix
 334 ] unit-test
 335
 336 {
 337     {
 338         { 0 1 2 }
 339         { 1 2 3 }
 340     }
 341 } [
 342     2 3 [ + ] make-matrix-with-indices
 343 ] unit-test
 344
 345 {
 346     {
 347         { 0 1 }
 348         { 0 1 }
 349     }
 350 } [
 351     2 square-rows
 352 ] unit-test
 353
 354 {
 355     {
 356         { 0 0 }
 357         { 1 1 }
 358     }
 359 } [
 360     2 square-cols
 361 ] unit-test
 362
 363 {
 364     {
 365         { 5 6 }
 366         { 5 6 }
 367     }
 368 } [
 369     { 5 6 } square-rows
 370 ] unit-test
 371
 372 {
 373     {
 374         { 5 5 }
 375         { 6 6 }
 376     }
 377 } [
 378     { 5 6 } square-cols
 379 ] unit-test
 380
 381 { t } [ { } square-matrix? ] unit-test
 382 { t } [ { { 1 } } square-matrix? ] unit-test
 383 { t } [ { { 1 2 } { 3 4 } } square-matrix? ] unit-test
 384 { f } [ { { 1 } { 2 3 } } square-matrix? ] unit-test
 385 { f } [ { { 1 2 } } square-matrix? ] unit-test
 386
 387 { 9 }
 388 [ { { 2 -2 1 } { 1 3 -1 } { 2 -4 2 } } m-1norm ] unit-test
 389
 390 { 8 }
 391 [ { { 2 -2 1 } { 1 3 -1 } { 2 -4 2 } } m-infinity-norm ] unit-test
 392
 393 { 2.0 }
 394 [ { { 1 1 } { 1 1 } } frobenius-norm ] unit-test