Add tester for numerical calculation of PI
[ipdf/code.git] / src / tests / calculatepi.cpp
diff --git a/src/tests/calculatepi.cpp b/src/tests/calculatepi.cpp
new file mode 100644 (file)
index 0000000..46348ff
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,63 @@
+/**
+ * Tester
+ * Calculates PI using integration
+ * Compares results obtained with float, double, and Real.
+ */
+#include "main.h"
+#include <cmath> // for PI
+#include <ctime> // for performance measurements
+
+/** Function to integrate
+ *
+ */
+template <class T> T f(const T & x)
+{
+       // Use reference because Real might get big
+       return T(4.0) / (T(1.0) + x*x);
+}
+
+/**
+ * Integrate f using the simpson rule
+ */
+template <class T> T Integrate(T(*f)(const T&), const T & xmin, const T & xmax, uint64_t intervals)
+{
+       T sum = 0.0;
+       T dx = (xmax - xmin) / T(intervals);
+       
+       T odd = 0.0;
+       T even = 0.0;
+       uint64_t i = 0; 
+       for (i = 1; i < intervals-1; i+=2)
+               odd += f(xmin + dx*T(i));
+       for (i = 2; i < intervals-1; i+=2)
+               even += f(xmin + dx*T(i));
+
+       sum = (f(xmin) + T(4.0)*odd + T(2.0)*even + f(xmin+T(intervals)*dx))*dx / T(3.0);
+       return sum;
+
+}
+
+#define MAX_INTERVALS 1e9
+
+/**
+ * main
+ */
+int main(int argc, char ** argv)
+{
+       printf("# intervals\terror_float\tclock_float\terror_double\tclock_double\terror_real\tclock_real\n");
+       for (uint64_t intervals = 1; intervals < (uint64_t)(MAX_INTERVALS); intervals*=10)
+       {
+               clock_t start = clock();
+               float error_float = Integrate<float>(f<float>, 0.0, 1.0, intervals) - (float)(M_PI);
+               clock_t clock_float = clock() - start;
+               start = clock();
+               double error_double = Integrate<double>(f<double>, 0.0, 1.0, intervals) - (double)(M_PI);
+               clock_t clock_double = clock() - start;
+               start = clock();
+               Real error_real = Integrate<Real>(f<Real>, 0.0, 1.0, intervals) - Real(M_PI);
+               clock_t clock_real = clock() - start;
+       
+               printf("%lu\t%.30f\t%li\t%.30f\t%li\t%.30f\t%li\n", intervals, error_float, clock_float, error_double, clock_double, Float(error_real), clock_real);
+       }
+}
+

UCC git Repository :: git.ucc.asn.au