Planet
navi homePPSaboutscreenshotsdownloaddevelopmentforum

source: downloads/boost_1_33_1/libs/numeric/conversion/test/converter_test.cpp @ 12

Last change on this file since 12 was 12, checked in by landauf, 18 years ago

added boost
File size: 18.5 KB
Line 
1//  © Copyright Fernando Luis Cacciola Carballal 2000-2004
2//  Use, modification, and distribution is subject to the Boost Software
3//  License, Version 1.0. (See accompanying file LICENSE_1_0.txt or copy at
4//  http://www.boost.org/LICENSE_1_0.txt)
5
6//  See library home page at http://www.boost.org/libs/numeric/conversion
7//
8// Contact the author at: fernando_cacciola@hotmail.com
9//
10#include<cstdlib>
11#include<iostream>
12#include<iomanip>
13#include<string>
14#include<typeinfo>
15#include<vector>
16#include<algorithm>
17
18#include "boost/config.hpp"
19#include "boost/cstdint.hpp"
20#include "boost/utility.hpp"
21
22//
23// Borland 5.5 lacks the following math overloads
24//
25#if BOOST_WORKAROUND(__BORLANDC__, <= 0x551)
26namespace std
27{
28
29inline float       ceil  (float       x) { return std::ceil  ( static_cast<double>(x)); }
30inline float       floor (float       x) { return std::floor ( static_cast<double>(x)); }
31inline long double ceil  (long double x) { return std::ceill (x); }
32inline long double floor (long double x) { return std::floorl(x); }
33
34} // namespace std
35#endif
36
37#include "boost/numeric/conversion/converter.hpp"
38#include "boost/numeric/conversion/cast.hpp"
39
40#ifdef __BORLANDC__
41#pragma hdrstop
42#endif
43
44#include "test_helpers.cpp"
45#include "test_helpers2.cpp"
46#include "test_helpers3.cpp"
47
48#include "boost/mpl/alias.hpp"
49
50using std::cout ;
51
52// A generic 'abs' function.
53template<class N> inline N absG ( N v )
54{
55  return v < static_cast<N>(0) ? static_cast<N>(-v) : v ;
56}
57template<> inline unsigned char  absG<unsigned char>  ( unsigned char  v ) { return v ; }
58template<> inline unsigned short absG<unsigned short> ( unsigned short v ) { return v ; }
59template<> inline unsigned int   absG<unsigned int>   ( unsigned int   v ) { return v ; }
60template<> inline unsigned long  absG<unsigned long>  ( unsigned long  v ) { return v ; }
61
62template<class T> inline void unused_variable ( T const& ) {}
63//
64// The following function excersizes specific conversions that cover
65// usual and boundary cases for each relevant combination.
66//
67void test_conversions()
68{
69  using namespace boost ;
70  using namespace numeric ;
71
72  // To help the test found possible bugs a random numbers are used.
73#if !defined(BOOST_NO_STDC_NAMESPACE)
74  using std::rand ;
75#endif
76
77  boost::int16_t v16 ;
78  boost::uint16_t uv16 ;
79  boost::int32_t v32 ;
80  boost::uint32_t uv32 ;
81
82  volatile float  fv ; // avoid this to be cached internally in some fpu register
83  volatile double dv ; // avoid this to be cached internally in some fpu register
84
85  //
86  // sample (representative) conversions:
87  //
88  cout << "Testing representative conversions\n";
89
90  // integral to integral
91
92    // signed to signed
93
94      // not subranged
95      v16 = static_cast<boost::int16_t>(rand());
96      TEST_SUCCEEDING_CONVERSION_DEF(boost::int32_t,boost::int16_t,v16,v16);
97
98      // subranged
99      v16 = static_cast<boost::int16_t>(rand());
100      TEST_SUCCEEDING_CONVERSION_DEF(boost::int16_t,boost::int32_t,v16,v16);
101      TEST_POS_OVERFLOW_CONVERSION_DEF(boost::int16_t,boost::int32_t,bounds<boost::int16_t>::highest() + boost::int32_t(1) ) ;
102      TEST_NEG_OVERFLOW_CONVERSION_DEF(boost::int16_t,boost::int32_t,bounds<boost::int16_t>::lowest()  - boost::int32_t(1) ) ;
103
104    // signed to unsigned
105
106      // subranged
107      v32 = absG(static_cast<boost::int32_t>(rand()));
108      v16 = absG(static_cast<boost::int16_t>(rand()));
109      TEST_SUCCEEDING_CONVERSION_DEF(boost::uint32_t,boost::int32_t,v32,v32);
110      TEST_SUCCEEDING_CONVERSION_DEF(boost::uint16_t,boost::int32_t,v16,v16);
111      TEST_POS_OVERFLOW_CONVERSION_DEF(boost::uint16_t,boost::int32_t,bounds<boost::uint16_t>::highest() + boost::int32_t(1) ) ;
112      TEST_NEG_OVERFLOW_CONVERSION_DEF(boost::uint32_t,boost::int32_t,boost::int32_t(-1) ) ;
113
114    // unsigned to signed
115
116      // not subranged
117      v32 = absG(static_cast<boost::int32_t>(rand()));
118      TEST_SUCCEEDING_CONVERSION_DEF(boost::int32_t,boost::uint32_t,v32,v32);
119
120      // subranged
121      v16 = absG(static_cast<boost::int16_t>(rand()));
122      TEST_SUCCEEDING_CONVERSION_DEF(boost::int16_t,boost::uint32_t,v16,v16);
123      TEST_POS_OVERFLOW_CONVERSION_DEF(boost::int32_t,boost::uint32_t,bounds<boost::uint32_t>::highest() ) ;
124      TEST_POS_OVERFLOW_CONVERSION_DEF(boost::int16_t,boost::uint32_t,bounds<boost::uint32_t>::highest() ) ;
125
126    // unsigned to unsigned
127
128      // not subranged
129      uv16 = static_cast<boost::uint16_t>(rand());
130      TEST_SUCCEEDING_CONVERSION_DEF(boost::uint32_t,boost::uint16_t,uv16,uv16);
131
132      // subranged
133      uv16 = static_cast<boost::uint16_t>(rand());
134      TEST_SUCCEEDING_CONVERSION_DEF(boost::uint16_t,boost::uint32_t,uv16,uv16);
135      TEST_POS_OVERFLOW_CONVERSION_DEF(boost::uint16_t,boost::uint32_t,bounds<boost::uint32_t>::highest() ) ;
136
137  // integral to float
138
139     // from signed integral
140     v32 = static_cast<boost::int32_t>(rand());
141     TEST_SUCCEEDING_CONVERSION_DEF(double,boost::int32_t,v32,v32);
142
143     // from uint32_tegral
144     uv32 = static_cast<boost::uint32_t>(rand());
145     TEST_SUCCEEDING_CONVERSION_DEF(double,boost::uint32_t,uv32,uv32);
146
147  // float to integral
148
149     // to signed integral
150     v32 =  static_cast<boost::int32_t>(rand());
151     TEST_SUCCEEDING_CONVERSION_DEF(boost::int32_t,double,v32,v32);
152
153     dv = static_cast<double>(bounds<boost::uint32_t>::highest()) + 1.0 ;
154     TEST_POS_OVERFLOW_CONVERSION_DEF(boost::int32_t,double,dv) ;
155     TEST_NEG_OVERFLOW_CONVERSION_DEF(boost::int32_t,double,-dv) ;
156
157  // float to float
158
159    // not subranged
160    fv = static_cast<float>(rand()) / static_cast<float>(3) ;
161    TEST_SUCCEEDING_CONVERSION_DEF(double,float,fv,fv);
162
163
164    // subranged
165    fv = static_cast<float>(rand()) / static_cast<float>(3) ;
166    TEST_SUCCEEDING_CONVERSION_DEF(float,double,fv,fv);
167    TEST_POS_OVERFLOW_CONVERSION_DEF(float,double,bounds<double>::highest()) ;
168    TEST_NEG_OVERFLOW_CONVERSION_DEF(float,double,bounds<double>::lowest ()) ;
169}
170
171// Custom OverflowHandler
172struct custom_overflow_handler
173{
174  void operator() ( boost::numeric::range_check_result r )
175  {
176    if ( r == boost::numeric::cNegOverflow )
177      cout << "negative_overflow detected!\n" ;
178    else if ( r == boost::numeric::cPosOverflow )
179           cout << "positive_overflow detected!\n" ;
180  }
181} ;
182
183template<class T, class S,class OverflowHandler>
184void test_overflow_handler( MATCH_FNTPL_ARG(T), MATCH_FNTPL_ARG(S), MATCH_FNTPL_ARG(OverflowHandler),
185                            PostCondition pos,
186                            PostCondition neg
187                          )
188{
189  typedef boost::numeric::conversion_traits<T,S> traits ;
190  typedef boost::numeric::converter<T,S,traits,OverflowHandler> converter ;
191
192  static const S psrc = boost::numeric::bounds<S>::highest();
193  static const S nsrc = boost::numeric::bounds<S>::lowest ();
194
195  static const T pres = static_cast<T>(psrc);
196  static const T nres = static_cast<T>(nsrc);
197
198  test_conv_base ( ConversionInstance<converter>(pres,psrc,pos) ) ;
199  test_conv_base ( ConversionInstance<converter>(nres,nsrc,neg) ) ;
200}
201
202template<class T, class S>
203void test_overflow_handlers( MATCH_FNTPL_ARG(T), MATCH_FNTPL_ARG(S) )
204{
205  cout << "Testing Silent Overflow Handler policy\n";
206
207  test_overflow_handler( SET_FNTPL_ARG(T),
208                         SET_FNTPL_ARG(S),
209                         SET_FNTPL_ARG(boost::numeric::silent_overflow_handler),
210                         c_converted,
211                         c_converted
212                       ) ;
213
214  cout << "Testing Default Overflow Handler policy\n";
215
216  test_overflow_handler( SET_FNTPL_ARG(T),
217                         SET_FNTPL_ARG(S),
218                         SET_FNTPL_ARG(boost::numeric::def_overflow_handler),
219                         c_pos_overflow,
220                         c_neg_overflow
221                       ) ;
222
223  cout << "Testing Custom (User-Defined) Overflow Handler policy\n";
224
225  test_overflow_handler( SET_FNTPL_ARG(T),
226                         SET_FNTPL_ARG(S),
227                         SET_FNTPL_ARG(custom_overflow_handler),
228                         c_converted,
229                         c_converted
230                       ) ;
231}
232
233// For a given float-type number 'n' of integer value (n.0), check the conversions
234// within the range [n-1,n+1] taking values at: (n-1,n-0.5,n,n+0.5,n+1).
235// For each sampled value there is an expected result and a PostCondition according to the
236// specified round_style.
237//
238template<class T, class S, class Float2IntRounder>
239void test_rounding_conversion ( MATCH_FNTPL_ARG(T), MATCH_FNTPL_ARG(Float2IntRounder),
240                                S s,
241                                PostCondition resl1,
242                                PostCondition resl0,
243                                PostCondition res,
244                                PostCondition resr0,
245                                PostCondition resr1
246                              )
247{
248  typedef boost::numeric::conversion_traits<T,S> Traits ;
249
250  typedef boost::numeric::converter<T,S, Traits, boost::numeric::def_overflow_handler,Float2IntRounder>
251           Converter ;
252
253  S sl1 = s - static_cast<S>(1);
254  S sl0 = s - static_cast<S>(0.5);
255  S sr0 = s + static_cast<S>(0.5);
256  S sr1 = s + static_cast<S>(1);
257
258  T tl1 = static_cast<T>( Converter::nearbyint(sl1) );
259  T tl0 = static_cast<T>( Converter::nearbyint(sl0) );
260  T t   = static_cast<T>( Converter::nearbyint(s)   );
261  T tr0 = static_cast<T>( Converter::nearbyint(sr0) );
262  T tr1 = static_cast<T>( Converter::nearbyint(sr1) );
263
264  test_conv_base ( ConversionInstance<Converter>(tl1,sl1,resl1) ) ;
265  test_conv_base ( ConversionInstance<Converter>(tl0,sl0,resl0) ) ;
266  test_conv_base ( ConversionInstance<Converter>(t,s,res) ) ;
267  test_conv_base ( ConversionInstance<Converter>(tr0,sr0,resr0) ) ;
268  test_conv_base ( ConversionInstance<Converter>(tr1,sr1,resr1) ) ;
269}
270
271
272template<class T,class S>
273void test_round_style( MATCH_FNTPL_ARG(T), MATCH_FNTPL_ARG(S) )
274{
275  S min = boost::numeric::bounds<T>::lowest();
276  S max = boost::numeric::bounds<T>::highest();
277
278  cout << "Testing 'Trunc' Float2IntRounder policy\n";
279
280  test_rounding_conversion(SET_FNTPL_ARG(T),
281                           SET_FNTPL_ARG(boost::numeric::Trunc<S>),
282                           min,
283                           c_neg_overflow,
284                           c_converted,
285                           c_converted,
286                           c_converted,
287                           c_converted
288                          ) ;
289
290  test_rounding_conversion(SET_FNTPL_ARG(T),
291                           SET_FNTPL_ARG(boost::numeric::Trunc<S>),
292                           max,
293                           c_converted,
294                           c_converted,
295                           c_converted,
296                           c_converted,
297                           c_pos_overflow
298                          ) ;
299
300  cout << "Testing 'RoundEven' Float2IntRounder policy\n";
301
302  test_rounding_conversion(SET_FNTPL_ARG(T),
303                           SET_FNTPL_ARG(boost::numeric::RoundEven<S>),
304                           min,
305                           c_neg_overflow,
306                           c_converted,
307                           c_converted,
308                           c_converted,
309                           c_converted
310                          ) ;
311
312  test_rounding_conversion(SET_FNTPL_ARG(T),
313                           SET_FNTPL_ARG(boost::numeric::RoundEven<S>),
314                           max,
315                           c_converted,
316                           c_converted,
317                           c_converted,
318                           c_pos_overflow,
319                           c_pos_overflow
320                          ) ;
321
322  cout << "Testing 'Ceil' Float2IntRounder policy\n";
323
324  test_rounding_conversion(SET_FNTPL_ARG(T),
325                           SET_FNTPL_ARG(boost::numeric::Ceil<S>),
326                           min,
327                           c_neg_overflow,
328                           c_converted,
329                           c_converted,
330                           c_converted,
331                           c_converted
332                          ) ;
333
334  test_rounding_conversion(SET_FNTPL_ARG(T),
335                           SET_FNTPL_ARG(boost::numeric::Ceil<S>),
336                           max,
337                           c_converted,
338                           c_converted,
339                           c_converted,
340                           c_pos_overflow,
341                           c_pos_overflow
342                          ) ;
343
344  cout << "Testing 'Floor' Float2IntRounder policy\n" ;
345
346  test_rounding_conversion(SET_FNTPL_ARG(T),
347                           SET_FNTPL_ARG(boost::numeric::Floor<S>),
348                           min,
349                           c_neg_overflow,
350                           c_neg_overflow,
351                           c_converted,
352                           c_converted,
353                           c_converted
354                          ) ;
355
356  test_rounding_conversion(SET_FNTPL_ARG(T),
357                           SET_FNTPL_ARG(boost::numeric::Floor<S>),
358                           max,
359                           c_converted,
360                           c_converted,
361                           c_converted,
362                           c_converted,
363                           c_pos_overflow
364                          ) ;
365
366}
367
368void test_round_even( double n, double x )
369{
370  double r = boost::numeric::RoundEven<double>::nearbyint(n);
371  BOOST_CHECK( r == x ) ;
372}
373
374void test_round_even()
375{
376  cout << "Testing 'RoundEven' tie-breaking\n";
377
378  double min = boost::numeric::bounds<double>::lowest();
379  double max = boost::numeric::bounds<double>::highest();
380
381#if !defined(BOOST_NO_STDC_NAMESPACE)
382  using std::floor ;
383  using std::ceil ;
384#endif
385  test_round_even(min, floor(min));
386  test_round_even(max, ceil (max));
387  test_round_even(2.0, 2.0);
388  test_round_even(2.3, 2.0);
389  test_round_even(2.5, 2.0);
390  test_round_even(2.7, 3.0);
391  test_round_even(3.0, 3.0);
392  test_round_even(3.3, 3.0);
393  test_round_even(3.5, 4.0);
394  test_round_even(3.7, 4.0);
395}
396
397int double_to_int ( double n ) { return static_cast<int>(n) ; }
398
399void test_converter_as_function_object()
400{
401  cout << "Testing converter as function object.\n";
402
403  // Create a sample sequence of double values.
404  std::vector<double> S ;
405  for ( int i = 0 ; i < 10 ; ++ i )
406    S.push_back( i * ( 18.0 / 19.0 ) );
407
408  // Create a sequence of int values from 's' using the standard conversion.
409  std::vector<int> W ;
410  std::transform(S.begin(),S.end(),std::back_inserter(W),double_to_int);
411
412  // Create a sequence of int values from s using a default numeric::converter
413  std::vector<int> I ;
414  std::transform(S.begin(),
415                 S.end(),
416                 std::back_inserter(I),
417                 boost::numeric::converter<int,double>()
418                ) ;
419
420  // Match 'w' and 'i' which should be equal.
421  bool double_to_int_OK = std::equal(W.begin(),W.end(),I.begin()) ;
422  BOOST_CHECK_MESSAGE(double_to_int_OK, "converter (int,double) as function object");
423
424  // Create a sequence of double values from s using a default numeric::converter (which should be the trivial conv).
425  std::vector<double> D ;
426  std::transform(S.begin(),
427                 S.end(),
428                 std::back_inserter(D),
429                 boost::numeric::converter<double,double>()
430                ) ;
431
432  // Match 's' and 'd' which should be equal.
433  bool double_to_double_OK = std::equal(S.begin(),S.end(),D.begin()) ;
434  BOOST_CHECK_MESSAGE(double_to_double_OK, "converter (double,double) as function object");
435}
436
437#if BOOST_WORKAROUND(__IBMCPP__, <= 600 ) // VCAPP6
438#  define UNOPTIMIZED
439#else
440#  define UNOPTIMIZED volatile
441#endif
442
443void test_optimizations()
444{
445  using namespace boost;
446  using namespace numeric;
447
448  float fv0 = 18.0f / 19.0f ;
449
450  // This code deosn't produce any output.
451  // It is intended to show the optimization of numeric::converter<> by manual inspection
452  // of the generated code.
453  // Each test shows first the equivalent hand-coded version.
454  // The numeric_cast<> code should be the same if full compiler optimization/inlining is used.
455
456  //---------------------------------
457  // trivial conversion.
458  //
459    // equivalent code:
460      UNOPTIMIZED float fv1a = fv0 ;
461
462    float fv1b = numeric_cast<float>(fv0);
463    unused_variable(fv1a);
464    unused_variable(fv1b);
465  //
466  //---------------------------------
467
468  //---------------------------------
469  // nonsubranged conversion.
470  //
471    // equivalent code:
472      UNOPTIMIZED double dv1a = static_cast<double>(fv0);
473
474    double dv1b = numeric_cast<double>(fv0);
475    unused_variable(dv1a);
476    unused_variable(dv1b);
477  //
478  //---------------------------------
479
480  //------------------------------------------------------
481  // subranged conversion with both-sided range checking.
482  //
483
484    // equivalent code:
485
486      {
487        double const& s = dv1b ;
488        // range checking
489        range_check_result r =  s < static_cast<double>(bounds<float>::lowest())
490                                  ? cNegOverflow : cInRange ;
491        if ( r == cInRange )
492        {
493          r = s > static_cast<double>(bounds<float>::highest()) ? cPosOverflow : cInRange ;
494        }
495        if ( r == cNegOverflow )
496          throw negative_overflow() ;
497        else if ( r == cPosOverflow )
498               throw positive_overflow() ;
499        // conversion
500        UNOPTIMIZED float fv2a = static_cast<float>(s);
501        unused_variable(fv2a);
502      }
503
504    float fv2b = numeric_cast<float>(dv1b);
505    unused_variable(fv2b);
506  //
507  //---------------------------------
508
509
510  //---------------------------------
511  // subranged rounding conversion
512  //
513    // equivalent code:
514
515      {
516        double const& s = dv1b ;
517        // range checking
518        range_check_result r = s <= static_cast<double>(bounds<int>::lowest()) - static_cast<double>(1.0)
519                                 ? cNegOverflow : cInRange ;
520        if ( r == cInRange )
521        {
522          r = s >= static_cast<double>(bounds<int>::highest()) + static_cast<double>(1.0)
523                ? cPosOverflow : cInRange ;
524        }
525        if ( r == cNegOverflow )
526          throw negative_overflow() ;
527        else if ( r == cPosOverflow )
528               throw positive_overflow() ;
529        // rounding
530
531#if !defined(BOOST_NO_STDC_NAMESPACE)
532        using std::floor ;
533#endif
534
535        double s1 = floor(dv1b + 0.5);
536
537        // conversion
538        UNOPTIMIZED int iv1a = static_cast<int>(s1);
539        unused_variable(iv1a);
540      }
541
542    int iv1b = numeric_cast<int>(dv1b);
543    unused_variable(iv1b);
544  //
545  //---------------------------------
546}
547
548int test_main( int, char* argv[] )
549{
550  std::cout << std::setprecision( std::numeric_limits<long double>::digits10 ) ;
551
552  test_conversions();
553  test_overflow_handlers( SET_FNTPL_ARG(boost::int16_t), SET_FNTPL_ARG(boost::int32_t));
554  test_round_style(SET_FNTPL_ARG(boost::int32_t), SET_FNTPL_ARG(double) ) ;
555  test_round_even() ;
556  test_converter_as_function_object();
557  test_optimizations() ;
558
559  return 0;
560}
561//---------------------------------------------------------------------------
562
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.