internal/ceres/conjugate_gradients_solver_test.cc

   1 // Ceres Solver - A fast non-linear least squares minimizer
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  27 // POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  28 //
  29 // Author: fredp@google.com (Fred Pighin)
  30 //
  31 // TODO(sameeragarwal): More comprehensive testing with larger and
  32 // more badly conditioned problem.
  33
  34 #include "gtest/gtest.h"
  35 #include "ceres/conjugate_gradients_solver.h"
  36 #include "ceres/linear_solver.h"
  37 #include "ceres/triplet_sparse_matrix.h"
  38 #include "ceres/internal/eigen.h"
  39 #include "ceres/internal/scoped_ptr.h"
  40 #include "ceres/types.h"
  41
  42 namespace ceres {
  43 namespace internal {
  44
  45 TEST(ConjugateGradientTest, Solves3x3IdentitySystem) {
  46   double diagonal[] = { 1.0, 1.0, 1.0 };
  47   scoped_ptr<TripletSparseMatrix>
  48       A(TripletSparseMatrix::CreateSparseDiagonalMatrix(diagonal, 3));
  49   Vector b(3);
  50   Vector x(3);
  51
  52   b(0) = 1.0;
  53   b(1) = 2.0;
  54   b(2) = 3.0;
  55
  56   x(0) = 1;
  57   x(1) = 1;
  58   x(2) = 1;
  59
  60   LinearSolver::Options options;
  61   options.max_num_iterations = 10;
  62
  63   LinearSolver::PerSolveOptions per_solve_options;
  64   per_solve_options.r_tolerance = 1e-9;
  65
  66   ConjugateGradientsSolver solver(options);
  67   LinearSolver::Summary summary =
  68       solver.Solve(A.get(), b.data(), per_solve_options, x.data());
  69
  70   EXPECT_EQ(summary.termination_type, LINEAR_SOLVER_SUCCESS);
  71   ASSERT_EQ(summary.num_iterations, 1);
  72
  73   ASSERT_DOUBLE_EQ(1, x(0));
  74   ASSERT_DOUBLE_EQ(2, x(1));
  75   ASSERT_DOUBLE_EQ(3, x(2));
  76 }
  77
  78
  79 TEST(ConjuateGradientTest, Solves3x3SymmetricSystem) {
  80   scoped_ptr<TripletSparseMatrix> A(new TripletSparseMatrix(3, 3, 9));
  81   Vector b(3);
  82   Vector x(3);
  83
  84   //      | 2  -1  0|
  85   //  A = |-1   2 -1| is symmetric positive definite.
  86   //      | 0  -1  2|
  87   int* Ai = A->mutable_rows();
  88   int* Aj = A->mutable_cols();
  89   double* Ax = A->mutable_values();
  90   int counter = 0;
  91   for (int i = 0; i < 3; ++i) {
  92     for (int j = 0; j < 3; ++j) {
  93       Ai[counter] = i;
  94       Aj[counter] = j;
  95       ++counter;
  96     }
  97   }
  98   Ax[0] = 2.;
  99   Ax[1] = -1.;
 100   Ax[2] = 0;
 101   Ax[3] = -1.;
 102   Ax[4] = 2;
 103   Ax[5] = -1;
 104   Ax[6] = 0;
 105   Ax[7] = -1;
 106   Ax[8] = 2;
 107   A->set_num_nonzeros(9);
 108
 109   b(0) = -1;
 110   b(1) = 0;
 111   b(2) = 3;
 112
 113   x(0) = 1;
 114   x(1) = 1;
 115   x(2) = 1;
 116
 117   LinearSolver::Options options;
 118   options.max_num_iterations = 10;
 119
 120   LinearSolver::PerSolveOptions per_solve_options;
 121   per_solve_options.r_tolerance = 1e-9;
 122
 123   ConjugateGradientsSolver solver(options);
 124   LinearSolver::Summary summary =
 125       solver.Solve(A.get(), b.data(), per_solve_options, x.data());
 126
 127   EXPECT_EQ(summary.termination_type, LINEAR_SOLVER_SUCCESS);
 128
 129   ASSERT_DOUBLE_EQ(0, x(0));
 130   ASSERT_DOUBLE_EQ(1, x(1));
 131   ASSERT_DOUBLE_EQ(2, x(2));
 132 }
 133
 134 }  // namespace internal
 135 }  // namespace ceres