Free cookie consent management tool by TermsFeed Policy Generator

source: trunk/sources/HeuristicLab.Problems.DataAnalysis/3.3/Tests/SimpleArithmeticExpressionInterpreterTest.cs @ 4068

Last change on this file since 4068 was 4068, checked in by swagner, 12 years ago

Sorted usings and removed unused usings in entire solution (#1094)

File size: 11.0 KB
Line 
1#region License Information
2/* HeuristicLab
3 * Copyright (C) 2002-2010 Heuristic and Evolutionary Algorithms Laboratory (HEAL)
4 *
5 * This file is part of HeuristicLab.
6 *
7 * HeuristicLab is free software: you can redistribute it and/or modify
8 * it under the terms of the GNU General Public License as published by
9 * the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
10 * (at your option) any later version.
11 *
12 * HeuristicLab is distributed in the hope that it will be useful,
13 * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14 * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15 * GNU General Public License for more details.
16 *
17 * You should have received a copy of the GNU General Public License
18 * along with HeuristicLab. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
19 */
20#endregion
21
22using System;
23using System.Collections.Generic;
24using System.Globalization;
25using System.Linq;
26using HeuristicLab.Encodings.SymbolicExpressionTreeEncoding;
27using HeuristicLab.Problems.DataAnalysis.Symbolic;
28using HeuristicLab.Random;
29using Microsoft.VisualStudio.TestTools.UnitTesting;
30namespace HeuristicLab.Problems.DataAnalysis.Tests {
31
32
33  /// <summary>
34  ///This is a test class for SimpleArithmeticExpressionInterpreter and is intended
35  ///to contain all SimpleArithmeticExpressionInterpreter Unit Tests
36  ///</summary>
37  [TestClass()]
38  public class SimpleArithmeticExpressionInterpreterTest {
39    private const int N = 1000;
40    private const int Rows = 1000;
41    private const int Columns = 50;
42    private static SymbolicExpressionTree[] randomTrees;
43    private static Dataset dataset;
44    private static MersenneTwister twister;
45    private TestContext testContextInstance;
46
47    /// <summary>
48    ///Gets or sets the test context which provides
49    ///information about and functionality for the current test run.
50    ///</summary>
51    public TestContext TestContext {
52      get {
53        return testContextInstance;
54      }
55      set {
56        testContextInstance = value;
57      }
58    }
59
60    [ClassInitialize()]
61    public static void CreateRandomTrees(TestContext testContext) {
62      twister = new MersenneTwister();
63      dataset = Util.CreateRandomDataset(twister, Rows, Columns);
64      var grammar = new GlobalSymbolicExpressionGrammar(new FullFunctionalExpressionGrammar());
65      grammar.MaxFunctionArguments = 0;
66      grammar.MaxFunctionDefinitions = 0;
67      grammar.MinFunctionArguments = 0;
68      grammar.MinFunctionDefinitions = 0;
69      randomTrees = Util.CreateRandomTrees(twister, dataset, grammar, N, 1, 100, 0, 0);
70    }
71
72
73    [TestMethod()]
74    public void SimpleArithmeticExpressionInterpreterPerformanceTest() {
75      double[] estimation = new double[Rows];
76      foreach (SymbolicExpressionTree tree in randomTrees) {
77        Util.InitTree(tree, twister, new List<string>(dataset.VariableNames));
78      }
79      SimpleArithmeticExpressionInterpreter interpreter = new SimpleArithmeticExpressionInterpreter();
80      Util.EvaluateTrees(randomTrees, interpreter, dataset, 10);
81    }
82
83
84    /// <summary>
85    ///A test for Evaluate
86    ///</summary>
87    [TestMethod()]
88    public void SimpleArithmeticExpressionInterpreterEvaluateTest() {
89
90      Dataset ds = new Dataset(new string[] { "Y", "A", "B" }, new double[,] {
91        { 1.0, 1.0, 1.0 },
92        { 2.0, 2.0, 2.0 },
93        { 3.0, 1.0, 2.0 }
94      });
95
96      SimpleArithmeticExpressionInterpreter interpreter = new SimpleArithmeticExpressionInterpreter();
97
98      // constants
99      Evaluate(interpreter, ds, "(+ 1.5 3.5)", 0, 5.0);
100
101      // variables
102      Evaluate(interpreter, ds, "(variable 2.0 a)", 0, 2.0);
103      Evaluate(interpreter, ds, "(variable 2.0 a)", 1, 4.0);
104
105
106      // addition
107      Evaluate(interpreter, ds, "(+ (variable 2.0 a ))", 1, 4.0);
108      Evaluate(interpreter, ds, "(+ (variable 2.0 a ) (variable 3.0 b ))", 0, 5.0);
109      Evaluate(interpreter, ds, "(+ (variable 2.0 a ) (variable 3.0 b ))", 1, 10.0);
110      Evaluate(interpreter, ds, "(+ (variable 2.0 a) (variable 3.0 b ))", 2, 8.0);
111      Evaluate(interpreter, ds, "(+ 8.0 2.0 2.0)", 0, 12.0);
112
113      // subtraction
114      Evaluate(interpreter, ds, "(- (variable 2.0 a ))", 1, -4.0);
115      Evaluate(interpreter, ds, "(- (variable 2.0 a ) (variable 3.0 b))", 0, -1.0);
116      Evaluate(interpreter, ds, "(- (variable 2.0 a ) (variable 3.0 b ))", 1, -2.0);
117      Evaluate(interpreter, ds, "(- (variable 2.0 a ) (variable 3.0 b ))", 2, -4.0);
118      Evaluate(interpreter, ds, "(- 8.0 2.0 2.0)", 0, 4.0);
119
120      // multiplication
121      Evaluate(interpreter, ds, "(* (variable 2.0 a ))", 0, 2.0);
122      Evaluate(interpreter, ds, "(* (variable 2.0 a ) (variable 3.0 b ))", 0, 6.0);
123      Evaluate(interpreter, ds, "(* (variable 2.0 a ) (variable 3.0 b ))", 1, 24.0);
124      Evaluate(interpreter, ds, "(* (variable 2.0 a ) (variable 3.0 b ))", 2, 12.0);
125      Evaluate(interpreter, ds, "(* 8.0 2.0 2.0)", 0, 32.0);
126
127      // division
128      Evaluate(interpreter, ds, "(/ (variable 2.0 a ))", 1, 1.0 / 4.0);
129      Evaluate(interpreter, ds, "(/ (variable 2.0 a ) 2.0)", 0, 1.0);
130      Evaluate(interpreter, ds, "(/ (variable 2.0 a ) 2.0)", 1, 2.0);
131      Evaluate(interpreter, ds, "(/ (variable 3.0 b ) 2.0)", 2, 3.0);
132      Evaluate(interpreter, ds, "(/ 8.0 2.0 2.0)", 0, 2.0);
133
134      // gt
135      Evaluate(interpreter, ds, "(> (variable 2.0 a) 2.0)", 0, -1.0);
136      Evaluate(interpreter, ds, "(> 2.0 (variable 2.0 a))", 0, -1.0);
137      Evaluate(interpreter, ds, "(> (variable 2.0 a) 1.9)", 0, 1.0);
138      Evaluate(interpreter, ds, "(> 1.9 (variable 2.0 a))", 0, -1.0);
139      //Evaluate(interpreter, ds, "(> (sqrt -1.0) (log -1.0))", 0, -1.0); // (> nan nan) should be false
140
141      // lt
142      Evaluate(interpreter, ds, "(< (variable 2.0 a) 2.0)", 0, -1.0);
143      Evaluate(interpreter, ds, "(< 2.0 (variable 2.0 a))", 0, -1.0);
144      Evaluate(interpreter, ds, "(< (variable 2.0 a) 1.9)", 0, -1.0);
145      Evaluate(interpreter, ds, "(< 1.9 (variable 2.0 a))", 0, 1.0);
146      //Evaluate(interpreter, ds, "(< (sqrt -1,0) (log -1,0))", 0, -1.0); // (< nan nan) should be false
147
148      // If
149      Evaluate(interpreter, ds, "(if -10.0 2.0 3.0)", 0, 3.0);
150      Evaluate(interpreter, ds, "(if -1.0 2.0 3.0)", 0, 3.0);
151      Evaluate(interpreter, ds, "(if 0.0 2.0 3.0)", 0, 3.0);
152      Evaluate(interpreter, ds, "(if 1.0 2.0 3.0)", 0, 2.0);
153      Evaluate(interpreter, ds, "(if 10.0 2.0 3.0)", 0, 2.0);
154      // Evaluate(interpreter, ds, "(if (sqrt -1.0) 2.0 3.0)", 0, 3.0); // if(nan) should return the else branch
155
156      // NOT
157      Evaluate(interpreter, ds, "(not -1.0)", 0, 1.0);
158      Evaluate(interpreter, ds, "(not -2.0)", 0, 2.0);
159      Evaluate(interpreter, ds, "(not 1.0)", 0, -1.0);
160      Evaluate(interpreter, ds, "(not 2.0)", 0, -2.0);
161      Evaluate(interpreter, ds, "(not 0.0)", 0, 0.0);
162
163      // AND
164      Evaluate(interpreter, ds, "(and -1.0 -2.0)", 0, -1.0);
165      Evaluate(interpreter, ds, "(and -1.0 2.0)", 0, -1.0);
166      Evaluate(interpreter, ds, "(and 1.0 -2.0)", 0, -1.0);
167      Evaluate(interpreter, ds, "(and 1.0 0.0)", 0, -1.0);
168      Evaluate(interpreter, ds, "(and 0.0 0.0)", 0, -1.0);
169      Evaluate(interpreter, ds, "(and 1.0 2.0)", 0, 1.0);
170      Evaluate(interpreter, ds, "(and 1.0 2.0 3.0)", 0, 1.0);
171      Evaluate(interpreter, ds, "(and 1.0 -2.0 3.0)", 0, -1.0);
172
173      // OR
174      Evaluate(interpreter, ds, "(or -1.0 -2.0)", 0, -1.0);
175      Evaluate(interpreter, ds, "(or -1.0 2.0)", 0, 1.0);
176      Evaluate(interpreter, ds, "(or 1.0 -2.0)", 0, 1.0);
177      Evaluate(interpreter, ds, "(or 1.0 2.0)", 0, 1.0);
178      Evaluate(interpreter, ds, "(or 0.0 0.0)", 0, -1.0);
179      Evaluate(interpreter, ds, "(or -1.0 -2.0 -3.0)", 0, -1.0);
180      Evaluate(interpreter, ds, "(or -1.0 -2.0 3.0)", 0, 1.0);
181
182      // sin, cos, tan
183      Evaluate(interpreter, ds, "(sin " + Math.PI.ToString(NumberFormatInfo.InvariantInfo) + ")", 0, 0.0);
184      Evaluate(interpreter, ds, "(sin 0.0)", 0, 0.0);
185      Evaluate(interpreter, ds, "(cos " + Math.PI.ToString(NumberFormatInfo.InvariantInfo) + ")", 0, -1.0);
186      Evaluate(interpreter, ds, "(cos 0.0)", 0, 1.0);
187      Evaluate(interpreter, ds, "(tan " + Math.PI.ToString(NumberFormatInfo.InvariantInfo) + ")", 0, Math.Tan(Math.PI));
188      Evaluate(interpreter, ds, "(tan 0.0)", 0, Math.Tan(Math.PI));
189
190      // exp, log
191      Evaluate(interpreter, ds, "(log (exp 7.0))", 0, Math.Log(Math.Exp(7)));
192      Evaluate(interpreter, ds, "(exp (log 7.0))", 0, Math.Exp(Math.Log(7)));
193      Evaluate(interpreter, ds, "(log -3.0)", 0, Math.Log(-3));
194
195      // mean
196      Evaluate(interpreter, ds, "(mean -1.0 1.0 -1.0)", 0, -1.0 / 3.0);
197
198      // ADF     
199      Evaluate(interpreter, ds, @"(PROG
200                                    (MAIN
201                                      (CALL ADF0))
202                                    (defun ADF0 1.0))", 1, 1.0);
203      Evaluate(interpreter, ds, @"(PROG
204                                    (MAIN
205                                      (* (CALL ADF0) (CALL ADF0)))
206                                    (defun ADF0 2.0))", 1, 4.0);
207      Evaluate(interpreter, ds, @"(PROG
208                                    (MAIN
209                                      (CALL ADF0 2.0 3.0))
210                                    (defun ADF0
211                                      (+ (ARG 0) (ARG 1))))", 1, 5.0);
212      Evaluate(interpreter, ds, @"(PROG
213                                    (MAIN (CALL ADF1 2.0 3.0))
214                                    (defun ADF0
215                                      (- (ARG 1) (ARG 0)))
216                                    (defun ADF1
217                                      (+ (CALL ADF0 (ARG 1) (ARG 0))
218                                         (CALL ADF0 (ARG 0) (ARG 1)))))", 1, 0.0);
219      Evaluate(interpreter, ds, @"(PROG
220                                    (MAIN (CALL ADF1 (variable 2.0 a) 3.0))
221                                    (defun ADF0
222                                      (- (ARG 1) (ARG 0)))
223                                    (defun ADF1                                                                             
224                                      (CALL ADF0 (ARG 1) (ARG 0))))", 1, 1.0);
225      Evaluate(interpreter, ds, @"(PROG
226                                    (MAIN (CALL ADF1 (variable 2.0 a) 3.0))
227                                    (defun ADF0
228                                      (- (ARG 1) (ARG 0)))
229                                    (defun ADF1                                                                             
230                                      (+ (CALL ADF0 (ARG 1) (ARG 0))
231                                         (CALL ADF0 (ARG 0) (ARG 1)))))", 1, 0.0);
232    }
233
234    private void Evaluate(SimpleArithmeticExpressionInterpreter interpreter, Dataset ds, string expr, int index, double expected) {
235      var importer = new SymbolicExpressionImporter();
236      SymbolicExpressionTree tree = importer.Import(expr);
237
238      double actual = interpreter.GetSymbolicExpressionTreeValues(tree, ds, Enumerable.Range(index, 1)).First();
239
240      Assert.AreEqual(expected, actual, 1.0E-12, expr);
241    }
242  }
243}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.