开通博客赚积分
发布资源赚积分
分类

源码开发语言/平台
当前位置：首页 > 源码/资料 > 数值算法/人工智能 > 数学计算 > 查看源码
t-gcd.c
资源名称：gmp-5.0.1.tar.gz　[点击查看]
上传用户：qaz666999
上传日期：2022-08-06
资源大小：2570k
文件大小：11k
源码类别：

数学计算

开发平台：

Unix_Linux

t-gcd.c：源码内容
  1. /* Test mpz_gcd, mpz_gcdext, and mpz_gcd_ui.
  3. Copyright 1991, 1993, 1994, 1996, 1997, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005,
  4. 2008, 2009 Free Software Foundation, Inc.
  6. This file is part of the GNU MP Library.
  8. The GNU MP Library is free software; you can redistribute it and/or modify
  9. it under the terms of the GNU Lesser General Public License as published by
  10. the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or (at your
  11. option) any later version.
  13. The GNU MP Library is distributed in the hope that it will be useful, but
  14. WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY
  15. or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU Lesser General Public
  16. License for more details.
  18. You should have received a copy of the GNU Lesser General Public License
  19. along with the GNU MP Library.  If not, see http://www.gnu.org/licenses/.  */
  21. #include <stdio.h>
  22. #include <stdlib.h>
  24. #include "gmp.h"
  25. #include "gmp-impl.h"
  26. #include "tests.h"
  28. void one_test __GMP_PROTO ((mpz_t, mpz_t, mpz_t, int));
  29. void debug_mp __GMP_PROTO ((mpz_t, int));
  31. static int gcdext_valid_p __GMP_PROTO ((const mpz_t a, const mpz_t b, const mpz_t g, const mpz_t s));
  33. void
  34. check_data (void)
  35. {
  36.   static const struct {
  37.     const char *a;
  38.     const char *b;
  39.     const char *want;
  40.   } data[] = {
  41.     /* This tickled a bug in gmp 4.1.2 mpn/x86/k6/gcd_finda.asm. */
  42.     { "0x3FFC000007FFFFFFFFFF00000000003F83FFFFFFFFFFFFFFF80000000000000001",
  43.       "0x1FFE0007FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFC000000000000000000000001",
  44.       "5" }
  45.   };
  47.   mpz_t  a, b, got, want;
  48.   int    i;
  50.   mpz_init (a);
  51.   mpz_init (b);
  52.   mpz_init (got);
  53.   mpz_init (want);
  55.   for (i = 0; i < numberof (data); i++)
  56.     {
  57.       mpz_set_str_or_abort (a, data[i].a, 0);
  58.       mpz_set_str_or_abort (b, data[i].b, 0);
  59.       mpz_set_str_or_abort (want, data[i].want, 0);
  60.       mpz_gcd (got, a, b);
  61.       MPZ_CHECK_FORMAT (got);
  62.       if (mpz_cmp (got, want) != 0)
  63. {
  64.   printf    ("mpz_gcd wrong on data[%d]n", i);
  65.   printf    (" a  %sn", data[i].a);
  66.   printf    (" b  %sn", data[i].b);
  67.   mpz_trace (" a", a);
  68.   mpz_trace (" b", b);
  69.   mpz_trace (" want", want);
  70.   mpz_trace (" got ", got);
  71.   abort ();
  72. }
  73.     }
  75.   mpz_clear (a);
  76.   mpz_clear (b);
  77.   mpz_clear (got);
  78.   mpz_clear (want);
  79. }
  81. /* Keep one_test's variables global, so that we don't need
  82.    to reinitialize them for each test.  */
  83. mpz_t gcd1, gcd2, s, t, temp1, temp2, temp3;
  85. #if GCD_DC_THRESHOLD > GCDEXT_DC_THRESHOLD
  86. #define MAX_SCHOENHAGE_THRESHOLD GCD_DC_THRESHOLD
  87. #else
  88. #define MAX_SCHOENHAGE_THRESHOLD GCDEXT_DC_THRESHOLD
  89. #endif
  91. /* Define this to make all operands be large enough for Schoenhage gcd
  92.    to be used.  */
  93. #ifndef WHACK_SCHOENHAGE
  94. #define WHACK_SCHOENHAGE 0
  95. #endif
  97. #if WHACK_SCHOENHAGE
  98. #define MIN_OPERAND_BITSIZE (MAX_SCHOENHAGE_THRESHOLD * GMP_NUMB_BITS)
  99. #else
  100. #define MIN_OPERAND_BITSIZE 1
  101. #endif
  103. int
  104. main (int argc, char **argv)
  105. {
  106.   mpz_t op1, op2, ref;
  107.   int i, j, chain_len;
  108.   gmp_randstate_ptr rands;
  109.   mpz_t bs;
  110.   unsigned long bsi, size_range;
  111.   int reps = 200;
  113.   tests_start ();
  114.   TESTS_REPS (reps, argv, argc);
  116.   rands = RANDS;
  118.   check_data ();
  120.   mpz_init (bs);
  121.   mpz_init (op1);
  122.   mpz_init (op2);
  123.   mpz_init (ref);
  124.   mpz_init (gcd1);
  125.   mpz_init (gcd2);
  126.   mpz_init (temp1);
  127.   mpz_init (temp2);
  128.   mpz_init (temp3);
  129.   mpz_init (s);
  130.   mpz_init (t);
  132.   /* Testcase to exercise the u0 == u1 case in mpn_gcdext_lehmer_n. */
  133.   mpz_set_ui (op2, GMP_NUMB_MAX);
  134.   mpz_mul_2exp (op1, op2, 100);
  135.   mpz_add (op1, op1, op2);
  136.   mpz_mul_ui (op2, op2, 2);
  137.   one_test (op1, op2, NULL, -1);
  139. #if 0
  140.   mpz_set_str (op1, "4da8e405e0d2f70d6d679d3de08a5100a81ec2cff40f97b313ae75e1183f1df2b244e194ebb02a4ece50d943640a301f0f6cc7f539117b783c3f3a3f91649f8a00d2e1444d52722810562bce02fccdbbc8fe3276646e306e723dd3b", 16);
  141.   mpz_set_str (op2, "76429e12e4fdd8929d89c21657097fbac09d1dc08cf7f1323a34e78ca34226e1a7a29b86fee0fa7fe2cc2a183d46d50df1fe7029590974ad7da77605f35f902cb8b9b8d22dd881eaae5919675d49a337145a029c3b33fc2b0", 16);
  142.   one_test (op1, op2, NULL, -1);
  143. #endif
  145.   for (i = 0; i < reps; i++)
  146.     {
  147.       /* Generate plain operands with unknown gcd.  These types of operands
  148.  have proven to trigger certain bugs in development versions of the
  149.  gcd code.  The "hgcd->row[3].rsize > M" ASSERT is not triggered by
  150.  the division chain code below, but that is most likely just a result
  151.  of that other ASSERTs are triggered before it.  */
  153.       mpz_urandomb (bs, rands, 32);
  154.       size_range = mpz_get_ui (bs) % 17 + 2;
  156.       mpz_urandomb (bs, rands, size_range);
  157.       mpz_urandomb (op1, rands, mpz_get_ui (bs) + MIN_OPERAND_BITSIZE);
  158.       mpz_urandomb (bs, rands, size_range);
  159.       mpz_urandomb (op2, rands, mpz_get_ui (bs) + MIN_OPERAND_BITSIZE);
  161.       mpz_urandomb (bs, rands, 8);
  162.       bsi = mpz_get_ui (bs);
  164.       if ((bsi & 0x3c) == 4)
  165. mpz_mul (op1, op1, op2); /* make op1 a multiple of op2 */
  166.       else if ((bsi & 0x3c) == 8)
  167. mpz_mul (op2, op1, op2); /* make op2 a multiple of op1 */
  169.       if ((bsi & 1) != 0)
  170. mpz_neg (op1, op1);
  171.       if ((bsi & 2) != 0)
  172. mpz_neg (op2, op2);
  174.       one_test (op1, op2, NULL, i);
  176.       /* Generate a division chain backwards, allowing otherwise unlikely huge
  177.  quotients.  */
  179.       mpz_set_ui (op1, 0);
  180.       mpz_urandomb (bs, rands, 32);
  181.       mpz_urandomb (bs, rands, mpz_get_ui (bs) % 16 + 1);
  182.       mpz_rrandomb (op2, rands, mpz_get_ui (bs));
  183.       mpz_add_ui (op2, op2, 1);
  184.       mpz_set (ref, op2);
  186. #if WHACK_SCHOENHAGE
  187.       chain_len = 1000000;
  188. #else
  189.       mpz_urandomb (bs, rands, 32);
  190.       chain_len = mpz_get_ui (bs) % (GMP_NUMB_BITS * MAX_SCHOENHAGE_THRESHOLD / 256);
  191. #endif
  193.       for (j = 0; j < chain_len; j++)
  194. {
  195.   mpz_urandomb (bs, rands, 32);
  196.   mpz_urandomb (bs, rands, mpz_get_ui (bs) % 12 + 1);
  197.   mpz_rrandomb (temp2, rands, mpz_get_ui (bs) + 1);
  198.   mpz_add_ui (temp2, temp2, 1);
  199.   mpz_mul (temp1, op2, temp2);
  200.   mpz_add (op1, op1, temp1);
  202.   /* Don't generate overly huge operands.  */
  203.   if (SIZ (op1) > 3 * MAX_SCHOENHAGE_THRESHOLD)
  204.     break;
  206.   mpz_urandomb (bs, rands, 32);
  207.   mpz_urandomb (bs, rands, mpz_get_ui (bs) % 12 + 1);
  208.   mpz_rrandomb (temp2, rands, mpz_get_ui (bs) + 1);
  209.   mpz_add_ui (temp2, temp2, 1);
  210.   mpz_mul (temp1, op1, temp2);
  211.   mpz_add (op2, op2, temp1);
  213.   /* Don't generate overly huge operands.  */
  214.   if (SIZ (op2) > 3 * MAX_SCHOENHAGE_THRESHOLD)
  215.     break;
  216. }
  217.       one_test (op1, op2, ref, i);
  218.     }
  220.   mpz_clear (bs);
  221.   mpz_clear (op1);
  222.   mpz_clear (op2);
  223.   mpz_clear (ref);
  224.   mpz_clear (gcd1);
  225.   mpz_clear (gcd2);
  226.   mpz_clear (temp1);
  227.   mpz_clear (temp2);
  228.   mpz_clear (temp3);
  229.   mpz_clear (s);
  230.   mpz_clear (t);
  232.   tests_end ();
  233.   exit (0);
  234. }
  236. void
  237. debug_mp (mpz_t x, int base)
  238. {
  239.   mpz_out_str (stderr, base, x); fputc ('n', stderr);
  240. }
  242. void
  243. one_test (mpz_t op1, mpz_t op2, mpz_t ref, int i)
  244. {
  245.   /*
  246.   printf ("%ld %ld %ldn", SIZ (op1), SIZ (op2), SIZ (ref));
  247.   fflush (stdout);
  248.   */
  250.   /*
  251.   fprintf (stderr, "op1=");  debug_mp (op1, -16);
  252.   fprintf (stderr, "op2=");  debug_mp (op2, -16);
  253.   */
  255.   mpz_gcdext (gcd1, s, NULL, op1, op2);
  256.   MPZ_CHECK_FORMAT (gcd1);
  257.   MPZ_CHECK_FORMAT (s);
  259.   if (ref && mpz_cmp (ref, gcd1) != 0)
  260.     {
  261.       fprintf (stderr, "ERROR in test %dn", i);
  262.       fprintf (stderr, "mpz_gcdext returned incorrect resultn");
  263.       fprintf (stderr, "op1=");                 debug_mp (op1, -16);
  264.       fprintf (stderr, "op2=");                 debug_mp (op2, -16);
  265.       fprintf (stderr, "expected result:n");   debug_mp (ref, -16);
  266.       fprintf (stderr, "mpz_gcdext returns:n");debug_mp (gcd1, -16);
  267.       abort ();
  268.     }
  270.   if (!gcdext_valid_p(op1, op2, gcd1, s))
  271.     {
  272.       fprintf (stderr, "ERROR in test %dn", i);
  273.       fprintf (stderr, "mpz_gcdext returned invalid resultn");
  274.       fprintf (stderr, "op1=");                 debug_mp (op1, -16);
  275.       fprintf (stderr, "op2=");                 debug_mp (op2, -16);
  276.       fprintf (stderr, "mpz_gcdext returns:n");debug_mp (gcd1, -16);
  277.       fprintf (stderr, "s=");                   debug_mp (s, -16);
  278.       abort ();
  279.     }
  281.   mpz_gcd (gcd2, op1, op2);
  282.   MPZ_CHECK_FORMAT (gcd2);
  284.   if (mpz_cmp (gcd2, gcd1) != 0)
  285.     {
  286.       fprintf (stderr, "ERROR in test %dn", i);
  287.       fprintf (stderr, "mpz_gcd returned incorrect resultn");
  288.       fprintf (stderr, "op1=");                 debug_mp (op1, -16);
  289.       fprintf (stderr, "op2=");                 debug_mp (op2, -16);
  290.       fprintf (stderr, "expected result:n");   debug_mp (gcd1, -16);
  291.       fprintf (stderr, "mpz_gcd returns:n");   debug_mp (gcd2, -16);
  292.       abort ();
  293.     }
  295.   /* This should probably move to t-gcd_ui.c */
  296.   if (mpz_fits_ulong_p (op1) || mpz_fits_ulong_p (op2))
  297.     {
  298.       if (mpz_fits_ulong_p (op1))
  299. mpz_gcd_ui (gcd2, op2, mpz_get_ui (op1));
  300.       else
  301. mpz_gcd_ui (gcd2, op1, mpz_get_ui (op2));
  302.       if (mpz_cmp (gcd2, gcd1))
  303. {
  304.   fprintf (stderr, "ERROR in test %dn", i);
  305.   fprintf (stderr, "mpz_gcd_ui returned incorrect resultn");
  306.   fprintf (stderr, "op1=");                 debug_mp (op1, -16);
  307.   fprintf (stderr, "op2=");                 debug_mp (op2, -16);
  308.   fprintf (stderr, "expected result:n");   debug_mp (gcd1, -16);
  309.   fprintf (stderr, "mpz_gcd_ui returns:n");   debug_mp (gcd2, -16);
  310.   abort ();
  311. }
  312.     }
  314.   mpz_gcdext (gcd2, temp1, temp2, op1, op2);
  315.   MPZ_CHECK_FORMAT (gcd2);
  316.   MPZ_CHECK_FORMAT (temp1);
  317.   MPZ_CHECK_FORMAT (temp2);
  319.   mpz_mul (temp1, temp1, op1);
  320.   mpz_mul (temp2, temp2, op2);
  321.   mpz_add (temp1, temp1, temp2);
  323.   if (mpz_cmp (gcd1, gcd2) != 0
  324.       || mpz_cmp (gcd2, temp1) != 0)
  325.     {
  326.       fprintf (stderr, "ERROR in test %dn", i);
  327.       fprintf (stderr, "mpz_gcdext returned incorrect resultn");
  328.       fprintf (stderr, "op1=");                 debug_mp (op1, -16);
  329.       fprintf (stderr, "op2=");                 debug_mp (op2, -16);
  330.       fprintf (stderr, "expected result:n");   debug_mp (gcd1, -16);
  331.       fprintf (stderr, "mpz_gcdext returns:n");debug_mp (gcd2, -16);
  332.       abort ();
  333.     }
  334. }
  336. /* Called when g is supposed to be gcd(a,b), and g = s a + t b, for some t.
  337.    Uses temp1, temp2 and temp3. */
  338. static int
  339. gcdext_valid_p (const mpz_t a, const mpz_t b, const mpz_t g, const mpz_t s)
  340. {
  341.   /* It's not clear that gcd(0,0) is well defined, but we allow it and require that
  342.      gcd(0,0) = 0. */
  343.   if (mpz_sgn (g) < 0)
  344.     return 0;
  346.   if (mpz_sgn (a) == 0)
  347.     {
  348.       /* Must have g == abs (b). Any value for s is in some sense "correct",
  349.  but it makes sense to require that s == 0. */
  350.       return mpz_cmpabs (g, b) == 0 && mpz_sgn (s) == 0;
  351.     }
  352.   else if (mpz_sgn (b) == 0)
  353.     {
  354.       /* Must have g == abs (a), s == sign (a) */
  355.       return mpz_cmpabs (g, a) == 0 && mpz_cmp_si (s, mpz_sgn (a)) == 0;
  356.     }
  358.   if (mpz_sgn (g) <= 0)
  359.     return 0;
  361.   mpz_tdiv_qr (temp1, temp3, a, g);
  362.   if (mpz_sgn (temp3) != 0)
  363.     return 0;
  365.   mpz_tdiv_qr (temp2, temp3, b, g);
  366.   if (mpz_sgn (temp3) != 0)
  367.     return 0;
  369.   /* Require that 2 |s| < |b/g|, or |s| == 1. */
  370.   if (mpz_cmpabs_ui (s, 1) > 0)
  371.     {
  372.       mpz_mul_2exp (temp3, s, 1);
  373.       if (mpz_cmpabs (temp3, temp2) > 0)
  374. return 0;
  375.     }
  377.   /* Compute the other cofactor. */
  378.   mpz_mul(temp2, s, a);
  379.   mpz_sub(temp2, g, temp2);
  380.   mpz_tdiv_qr(temp2, temp3, temp2, b);
  382.   if (mpz_sgn (temp3) != 0)
  383.     return 0;
  385.   /* Require that 2 |t| < |a/g| or |t| == 1*/
  386.   if (mpz_cmpabs_ui (temp2, 1) > 0)
  387.     {
  388.       mpz_mul_2exp (temp2, temp2, 1);
  389.       if (mpz_cmpabs (temp2, temp1) > 0)
  390. return 0;
  391.     }
  392.   return 1;
  393. }