libs/multiprecision/performance/voronoi_performance.cpp

   1 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
   2 //  Copyright 2012 John Maddock. Distributed under the Boost
   3 //  Software License, Version 1.0. (See accompanying file
   4 //  LICENSE_1_0.txt or copy at http://www.boost.org/LICENSE_1_0.txt)
   5
   6 #ifdef _MSC_VER
   7 #pragma warning(disable:4244)
   8 #endif
   9
  10 #include <boost/polygon/detail/voronoi_predicates.hpp>
  11 #include <boost/polygon/detail/voronoi_structures.hpp>
  12 #include <boost/polygon/detail/skeleton_predicates.hpp>
  13 #include <boost/random/mersenne_twister.hpp>
  14 #include <boost/random/uniform_int_distribution.hpp>
  15 #include <vector>
  16 #include <map>
  17 #include <boost/chrono.hpp>
  18 #include <boost/multiprecision/cpp_int.hpp>
  19
  20 #ifdef TEST_GMP
  21 #include <boost/multiprecision/gmp.hpp>
  22 #endif
  23 #ifdef TEST_TOMMATH
  24 #include <boost/multiprecision/tommath.hpp>
  25 #endif
  26
  27 #include "arithmetic_backend.hpp"
  28
  29 typedef boost::polygon::detail::point_2d<boost::int32_t> i_point;
  30
  31 template <class Clock>
  32 struct stopwatch
  33 {
  34    typedef typename Clock::duration duration;
  35    stopwatch()
  36    {
  37       m_start = Clock::now();
  38    }
  39    duration elapsed()
  40    {
  41       return Clock::now() - m_start;
  42    }
  43    void reset()
  44    {
  45       m_start = Clock::now();
  46    }
  47
  48 private:
  49    typename Clock::time_point m_start;
  50 };
  51
  52 std::vector<i_point> points;
  53 boost::random::mt19937 gen;
  54
  55 template <class Big>
  56 struct cpp_int_voronoi_traits
  57 {
  58   typedef boost::int32_t int_type;
  59   typedef boost::int64_t int_x2_type;
  60   typedef boost::uint64_t uint_x2_type;
  61   typedef Big big_int_type;
  62   typedef double fpt_type;
  63   typedef boost::polygon::detail::extended_exponent_fpt<fpt_type> efpt_type;
  64   typedef boost::polygon::detail::ulp_comparison<fpt_type> ulp_cmp_type;
  65   struct to_fpt_converter_type
  66   {
  67      template <class B, boost::multiprecision::expression_template_option ET>
  68      double operator ()(const boost::multiprecision::number<B, ET>& val)
  69      {
  70         return val.template convert_to<double>();
  71      }
  72      double operator ()(double val)
  73      {
  74         return val;
  75      }
  76      double operator()(const efpt_type& that) const
  77      {
  78         return that.d();
  79      }
  80      template <class tag, class Arg1, class Arg2, class Arg3, class Arg4>
  81      double operator()(const boost::multiprecision::detail::expression<tag, Arg1, Arg2, Arg3, Arg4>& e)
  82      {
  83         typedef typename boost::multiprecision::detail::expression<tag, Arg1, Arg2, Arg3, Arg4>::result_type r_t;
  84         r_t r(e);
  85         return r.template convert_to<double>();
  86      }
  87   };
  88   struct to_efpt_converter_type
  89   {
  90      template <class B, boost::multiprecision::expression_template_option ET>
  91      efpt_type operator ()(const boost::multiprecision::number<B, ET>& val)
  92      {
  93         return efpt_type(val.template convert_to<double>(), 0);
  94      }
  95      efpt_type operator ()(double val)
  96      {
  97         return efpt_type(val, 0);
  98      }
  99      template <class tag, class Arg1, class Arg2, class Arg3, class Arg4>
 100      double operator()(const boost::multiprecision::detail::expression<tag, Arg1, Arg2, Arg3, Arg4>& e)
 101      {
 102         typedef typename boost::multiprecision::detail::expression<tag, Arg1, Arg2, Arg3, Arg4>::result_type r_t;
 103         r_t r(e);
 104         return efpt_type(r.template convert_to<double>(), 0);
 105      }
 106   };
 107 };
 108
 109 template <class Big>
 110 struct native_int_voronoi_traits
 111 {
 112   typedef boost::int32_t int_type;
 113   typedef boost::int64_t int_x2_type;
 114   typedef boost::uint64_t uint_x2_type;
 115   typedef Big big_int_type;
 116   typedef double fpt_type;
 117   typedef boost::polygon::detail::extended_exponent_fpt<fpt_type> efpt_type;
 118   typedef boost::polygon::detail::ulp_comparison<fpt_type> ulp_cmp_type;
 119   struct to_fpt_converter_type
 120   {
 121      template <class T>
 122      double operator ()(const T& val)const
 123      {
 124         return val;
 125      }
 126      double operator()(const efpt_type& that) const
 127      {
 128         return that.d();
 129      }
 130   };
 131   struct to_efpt_converter_type
 132   {
 133      template <class T>
 134      efpt_type operator ()(const T& val)const
 135      {
 136         return efpt_type(val, 0);
 137      }
 138   };
 139 };
 140
 141 std::map<std::string, double> results;
 142 double min_time = (std::numeric_limits<double>::max)();
 143
 144 template <class Traits>
 145 double test(const char* name)
 146 {
 147    typedef boost::polygon::detail::voronoi_predicates<Traits> preds;
 148    typedef boost::polygon::detail::circle_event<boost::int32_t> circle_event;
 149    typedef boost::polygon::detail::site_event<boost::int32_t> site_event;
 150    typedef typename preds::template mp_circle_formation_functor<site_event, circle_event> circle_pred;
 151
 152    boost::random::uniform_int_distribution<> dist(0, points.size() - 1);
 153    circle_pred pc;
 154    circle_event event;
 155
 156    stopwatch<boost::chrono::high_resolution_clock> w;
 157
 158    for(unsigned i = 0; i < 10000; ++i)
 159    {
 160       site_event s1(points[dist(gen)]);
 161       site_event s2(points[dist(gen)]);
 162       site_event s3(points[dist(gen)]);
 163       pc.ppp(s1, s2, s3, event);
 164       pc.pps(s1, s2, s3, 0, event);
 165       pc.pss(s1, s2, s3, 0, event);
 166       pc.sss(s1, s2, s3, event);
 167    }
 168    double d = boost::chrono::duration_cast<boost::chrono::duration<double> >(w.elapsed()).count();
 169    if(d < min_time)
 170       min_time = d;
 171    results[name] = d;
 172    std::cout << "Time for " << std::setw(30) << std::left << name << " = " << d << std::endl;
 173    return d;
 174 }
 175
 176 void generate_quickbook()
 177 {
 178    std::cout << "[table\n[[Integer Type][Relative Performance (Actual time in parenthesis)]]\n";
 179
 180    std::map<std::string, double>::const_iterator i(results.begin()), j(results.end());
 181
 182    while(i != j)
 183    {
 184       double rel = i->second / min_time;
 185       std::cout << "[[" << i->first << "][" << rel << "(" << i->second << "s)]]\n";
 186       ++i;
 187    }
 188
 189    std::cout << "]\n";
 190 }
 191
 192
 193 int main()
 194 {
 195    boost::random::uniform_int_distribution<> dist((std::numeric_limits<boost::int32_t>::min)() / 2, (std::numeric_limits<boost::int32_t>::max)() / 2);
 196
 197    for(unsigned i = 0; i < 100; ++i)
 198    {
 199       points.push_back(i_point(dist(gen), dist(gen)));
 200    }
 201
 202    test<boost::polygon::detail::voronoi_ctype_traits<boost::int32_t> >("extended_int");
 203
 204    test<cpp_int_voronoi_traits<boost::multiprecision::int256_t> >("int256_t");
 205    test<cpp_int_voronoi_traits<boost::multiprecision::int512_t> >("int512_t");
 206    test<cpp_int_voronoi_traits<boost::multiprecision::int1024_t> >("int1024_t");
 207
 208    test<cpp_int_voronoi_traits<boost::multiprecision::checked_int256_t> >("checked_int256_t");
 209    test<cpp_int_voronoi_traits<boost::multiprecision::checked_int512_t> >("checked_int512_t");
 210    test<cpp_int_voronoi_traits<boost::multiprecision::checked_int1024_t> >("checked_int1024_t");
 211
 212    test<cpp_int_voronoi_traits<boost::multiprecision::number<boost::multiprecision::cpp_int_backend<>, boost::multiprecision::et_off> > >("cpp_int");
 213
 214 #ifdef TEST_GMP
 215    test<cpp_int_voronoi_traits<boost::multiprecision::number<boost::multiprecision::gmp_int, boost::multiprecision::et_off> > >("mpz_int");
 216 #endif
 217 #ifdef TEST_TOMMATH
 218    test<cpp_int_voronoi_traits<boost::multiprecision::number<boost::multiprecision::tommath_int, boost::multiprecision::et_off> > >("tom_int");
 219 #endif
 220
 221    generate_quickbook();
 222
 223    test<native_int_voronoi_traits<boost::int64_t> >("int64_t");
 224    test<cpp_int_voronoi_traits<boost::multiprecision::number<boost::multiprecision::arithmetic_backend<boost::int64_t>, boost::multiprecision::et_off> > >("number<arithmetic_backend<boost::int64_t>, et_off>");
 225    //test<cpp_int_voronoi_traits<boost::multiprecision::number<boost::multiprecision::arithmetic_backend<boost::int64_t>, boost::multiprecision::et_on> > >("number<arithmetic_backend<boost::int64_t>, et_on>");
 226
 227    return 0;
 228 }
 229