ILIAS  eassessment Revision 61809
 All Data Structures Namespaces Files Functions Variables Groups Pages
MagicSquareExample.php
Go to the documentation of this file.
1 <?php
6 require_once "../Matrix.php";
7 
12 
17  function magic($n) {
18 
19  // Odd order
20 
21  if (($n % 2) == 1) {
22  $a = ($n+1)/2;
23  $b = ($n+1);
24  for ($j = 0; $j < $n; ++$j)
25  for ($i = 0; $i < $n; ++$i)
26  $M[$i][$j] = $n*(($i+$j+$a) % $n) + (($i+2*$j+$b) % $n) + 1;
27 
28  // Doubly Even Order
29 
30  } else if (($n % 4) == 0) {
31  for ($j = 0; $j < $n; ++$j) {
32  for ($i = 0; $i < $n; ++$i) {
33  if ((($i+1)/2)%2 == (($j+1)/2)%2)
34  $M[$i][$j] = $n*$n-$n*$i-$j;
35  else
36  $M[$i][$j] = $n*$i+$j+1;
37  }
38  }
39 
40  // Singly Even Order
41 
42  } else {
43 
44  $p = $n/2;
45  $k = ($n-2)/4;
46  $A = $this->magic($p);
47  $M = array();
48  for ($j = 0; $j < $p; ++$j) {
49  for ($i = 0; $i < $p; ++$i) {
50  $aij = $A->get($i,$j);
51  $M[$i][$j] = $aij;
52  $M[$i][$j+$p] = $aij + 2*$p*$p;
53  $M[$i+$p][$j] = $aij + 3*$p*$p;
54  $M[$i+$p][$j+$p] = $aij + $p*$p;
55  }
56  }
57 
58  for ($i = 0; $i < $p; ++$i) {
59  for ($j = 0; $j < $k; ++$j) {
60  $t = $M[$i][$j];
61  $M[$i][$j] = $M[$i+$p][$j];
62  $M[$i+$p][$j] = $t;
63  }
64  for ($j = $n-$k+1; $j < $n; ++$j) {
65  $t = $M[$i][$j];
66  $M[$i][$j] = $M[$i+$p][$j];
67  $M[$i+$p][$j] = $t;
68  }
69  }
70 
71  $t = $M[$k][0]; $M[$k][0] = $M[$k+$p][0]; $M[$k+$p][0] = $t;
72  $t = $M[$k][$k]; $M[$k][$k] = $M[$k+$p][$k]; $M[$k+$p][$k] = $t;
73 
74  }
75 
76  return new Matrix($M);
77 
78  }
79 
83  function microtime_float() {
84  list($usec, $sec) = explode(" ", microtime());
85  return ((float)$usec + (float)$sec);
86  }
87 
100  function main() {
101  ?>
102  <p>Test of Matrix Class, using magic squares.</p>
103  <p>See MagicSquareExample.main() for an explanation.</p>
104  <table border='1' cellspacing='0' cellpadding='4'>
105  <tr>
106  <th>n</th>
107  <th>trace</th>
108  <th>max_eig</th>
109  <th>rank</th>
110  <th>cond</th>
111  <th>lu_res</th>
112  <th>qr_res</th>
113  </tr>
114  <?php
115  $start_time = $this->microtime_float();
116  $eps = pow(2.0,-52.0);
117  for ($n = 3; $n <= 6; ++$n) {
118  echo "<tr>";
119 
120  echo "<td align='right'>$n</td>";
121 
122  $M = $this->magic($n);
123  $t = (int) $M->trace();
124 
125  echo "<td align='right'>$t</td>";
126 
127  $O = $M->plus($M->transpose());
128  $E = new EigenvalueDecomposition($O->times(0.5));
129  $d = $E->getRealEigenvalues();
130 
131  echo "<td align='right'>".$d[$n-1]."</td>";
132 
133  $r = $M->rank();
134 
135  echo "<td align='right'>".$r."</td>";
136 
137  $c = $M->cond();
138 
139  if ($c < 1/$eps)
140  echo "<td align='right'>".sprintf("%.3f",$c)."</td>";
141  else
142  echo "<td align='right'>Inf</td>";
143 
144  $LU = new LUDecomposition($M);
145  $L = $LU->getL();
146  $U = $LU->getU();
147  $p = $LU->getPivot();
148  // Java version: R = L.times(U).minus(M.getMatrix(p,0,n-1));
149  $S = $L->times($U);
150  $R = $S->minus($M->getMatrix($p,0,$n-1));
151  $res = $R->norm1()/($n*$eps);
152 
153  echo "<td align='right'>".sprintf("%.3f",$res)."</td>";
154 
155  $QR = new QRDecomposition($M);
156  $Q = $QR->getQ();
157  $R = $QR->getR();
158  $S = $Q->times($R);
159  $R = $S->minus($M);
160  $res = $R->norm1()/($n*$eps);
161 
162  echo "<td align='right'>".sprintf("%.3f",$res)."</td>";
163 
164  echo "</tr>";
165 
166  }
167  echo "<table>";
168  echo "<br />";
169 
170  $stop_time = $this->microtime_float();
171  $etime = $stop_time - $start_time;
172 
173  echo "<p>Elapsed time is ". sprintf("%.4f",$etime) ." seconds.</p>";
174 
175  }
176 
177 }
178 
180 $magic->main();
181 
182 ?>