xref: /libCEED/tests/t364-basis.c (revision db2becc9f302fe8eb3a32ace50ce3f3a5d42e6c4)
1*db2becc9SJeremy L Thompson /// @file
2*db2becc9SJeremy L Thompson /// Test polynomial interpolation transpose ApplyAdd from arbitrary points in 1D
3*db2becc9SJeremy L Thompson /// \test Test polynomial interpolation transpose ApplyAdd from arbitrary points in 1D
4*db2becc9SJeremy L Thompson #include <ceed.h>
5*db2becc9SJeremy L Thompson #include <math.h>
6*db2becc9SJeremy L Thompson #include <stdio.h>
7*db2becc9SJeremy L Thompson 
8*db2becc9SJeremy L Thompson #define ALEN(a) (sizeof(a) / sizeof((a)[0]))
9*db2becc9SJeremy L Thompson 
Eval(CeedScalar x,CeedInt n,const CeedScalar * c)10*db2becc9SJeremy L Thompson static CeedScalar Eval(CeedScalar x, CeedInt n, const CeedScalar *c) {
11*db2becc9SJeremy L Thompson   CeedScalar y = c[n - 1];
12*db2becc9SJeremy L Thompson   for (CeedInt i = n - 2; i >= 0; i--) y = y * x + c[i];
13*db2becc9SJeremy L Thompson   return y;
14*db2becc9SJeremy L Thompson }
15*db2becc9SJeremy L Thompson 
main(int argc,char ** argv)16*db2becc9SJeremy L Thompson int main(int argc, char **argv) {
17*db2becc9SJeremy L Thompson   Ceed             ceed;
18*db2becc9SJeremy L Thompson   CeedVector       x, x_nodes, x_points, x_point, u, v, u_point, v_point;
19*db2becc9SJeremy L Thompson   CeedBasis        basis_x, basis_u;
20*db2becc9SJeremy L Thompson   const CeedInt    p = 5, q = 5, num_points = 4;
21*db2becc9SJeremy L Thompson   const CeedScalar c[4] = {1, 2, 3, 4};  // 1 + 2x + 3x^2 + ...
22*db2becc9SJeremy L Thompson 
23*db2becc9SJeremy L Thompson   CeedInit(argv[1], &ceed);
24*db2becc9SJeremy L Thompson 
25*db2becc9SJeremy L Thompson   CeedVectorCreate(ceed, 2, &x);
26*db2becc9SJeremy L Thompson   CeedVectorCreate(ceed, p, &x_nodes);
27*db2becc9SJeremy L Thompson   CeedVectorCreate(ceed, num_points, &x_points);
28*db2becc9SJeremy L Thompson   CeedVectorCreate(ceed, 1, &x_point);
29*db2becc9SJeremy L Thompson   CeedVectorCreate(ceed, p, &u);
30*db2becc9SJeremy L Thompson   CeedVectorCreate(ceed, num_points, &v);
31*db2becc9SJeremy L Thompson   CeedVectorCreate(ceed, p, &u_point);
32*db2becc9SJeremy L Thompson   CeedVectorCreate(ceed, 1, &v_point);
33*db2becc9SJeremy L Thompson   CeedVectorSetValue(v_point, 1.0);
34*db2becc9SJeremy L Thompson 
35*db2becc9SJeremy L Thompson   // Get nodal coordinates
36*db2becc9SJeremy L Thompson   CeedBasisCreateTensorH1Lagrange(ceed, 1, 1, 2, p, CEED_GAUSS_LOBATTO, &basis_x);
37*db2becc9SJeremy L Thompson   {
38*db2becc9SJeremy L Thompson     CeedScalar x_array[2];
39*db2becc9SJeremy L Thompson 
40*db2becc9SJeremy L Thompson     for (CeedInt i = 0; i < 2; i++) x_array[i] = CeedIntPow(-1, i + 1);
41*db2becc9SJeremy L Thompson     CeedVectorSetArray(x, CEED_MEM_HOST, CEED_COPY_VALUES, x_array);
42*db2becc9SJeremy L Thompson   }
43*db2becc9SJeremy L Thompson   CeedBasisApply(basis_x, 1, CEED_NOTRANSPOSE, CEED_EVAL_INTERP, x, x_nodes);
44*db2becc9SJeremy L Thompson 
45*db2becc9SJeremy L Thompson   // Set values of u at nodes
46*db2becc9SJeremy L Thompson   {
47*db2becc9SJeremy L Thompson     const CeedScalar *x_array;
48*db2becc9SJeremy L Thompson     CeedScalar        u_array[p];
49*db2becc9SJeremy L Thompson 
50*db2becc9SJeremy L Thompson     CeedVectorGetArrayRead(x_nodes, CEED_MEM_HOST, &x_array);
51*db2becc9SJeremy L Thompson     for (CeedInt i = 0; i < p; i++) u_array[i] = Eval(x_array[i], ALEN(c), c);
52*db2becc9SJeremy L Thompson     CeedVectorRestoreArrayRead(x_nodes, &x_array);
53*db2becc9SJeremy L Thompson     CeedVectorSetArray(u, CEED_MEM_HOST, CEED_COPY_VALUES, (CeedScalar *)&u_array);
54*db2becc9SJeremy L Thompson   }
55*db2becc9SJeremy L Thompson 
56*db2becc9SJeremy L Thompson   // Interpolate to arbitrary points
57*db2becc9SJeremy L Thompson   CeedBasisCreateTensorH1Lagrange(ceed, 1, 1, p, q, CEED_GAUSS, &basis_u);
58*db2becc9SJeremy L Thompson   {
59*db2becc9SJeremy L Thompson     CeedScalar x_array[4] = {-0.33, -0.65, 0.16, 0.99};
60*db2becc9SJeremy L Thompson 
61*db2becc9SJeremy L Thompson     CeedVectorSetArray(x_points, CEED_MEM_HOST, CEED_COPY_VALUES, x_array);
62*db2becc9SJeremy L Thompson   }
63*db2becc9SJeremy L Thompson   CeedBasisApplyAtPoints(basis_u, 1, &num_points, CEED_NOTRANSPOSE, CEED_EVAL_INTERP, x_points, u, v);
64*db2becc9SJeremy L Thompson 
65*db2becc9SJeremy L Thompson   for (CeedInt i = 0; i < num_points; i++) {
66*db2becc9SJeremy L Thompson     const CeedInt     num_point[1] = {1};
67*db2becc9SJeremy L Thompson     CeedScalar        fx           = 0.0;
68*db2becc9SJeremy L Thompson     const CeedScalar *x_array, *u_array, *v_array, *u_point_array;
69*db2becc9SJeremy L Thompson 
70*db2becc9SJeremy L Thompson     CeedVectorGetArrayRead(x_points, CEED_MEM_HOST, &x_array);
71*db2becc9SJeremy L Thompson     CeedVectorGetArrayRead(u, CEED_MEM_HOST, &u_array);
72*db2becc9SJeremy L Thompson     CeedVectorGetArrayRead(v, CEED_MEM_HOST, &v_array);
73*db2becc9SJeremy L Thompson     CeedVectorSetValue(x_point, x_array[i]);
74*db2becc9SJeremy L Thompson     CeedBasisApplyAtPoints(basis_u, 1, num_point, CEED_TRANSPOSE, CEED_EVAL_INTERP, x_point, v_point, u_point);
75*db2becc9SJeremy L Thompson     // Double it
76*db2becc9SJeremy L Thompson     CeedBasisApplyAddAtPoints(basis_u, 1, num_point, CEED_TRANSPOSE, CEED_EVAL_INTERP, x_point, v_point, u_point);
77*db2becc9SJeremy L Thompson     CeedVectorGetArrayRead(u_point, CEED_MEM_HOST, &u_point_array);
78*db2becc9SJeremy L Thompson     for (CeedInt j = 0; j < p; j++) fx += u_array[j] * u_point_array[j];
79*db2becc9SJeremy L Thompson     if (fabs(v_array[i] * 2.0 - fx) > 100. * CEED_EPSILON) printf("%f != %f = f(%f)\n", v_array[i] * 2.0, fx, x_array[i]);
80*db2becc9SJeremy L Thompson     CeedVectorRestoreArrayRead(u_point, &u_point_array);
81*db2becc9SJeremy L Thompson     CeedVectorRestoreArrayRead(x_points, &x_array);
82*db2becc9SJeremy L Thompson     CeedVectorRestoreArrayRead(u, &u_array);
83*db2becc9SJeremy L Thompson     CeedVectorRestoreArrayRead(v, &v_array);
84*db2becc9SJeremy L Thompson   }
85*db2becc9SJeremy L Thompson 
86*db2becc9SJeremy L Thompson   CeedVectorDestroy(&x);
87*db2becc9SJeremy L Thompson   CeedVectorDestroy(&x_nodes);
88*db2becc9SJeremy L Thompson   CeedVectorDestroy(&x_points);
89*db2becc9SJeremy L Thompson   CeedVectorDestroy(&x_point);
90*db2becc9SJeremy L Thompson   CeedVectorDestroy(&u);
91*db2becc9SJeremy L Thompson   CeedVectorDestroy(&v);
92*db2becc9SJeremy L Thompson   CeedVectorDestroy(&u_point);
93*db2becc9SJeremy L Thompson   CeedVectorDestroy(&v_point);
94*db2becc9SJeremy L Thompson   CeedBasisDestroy(&basis_x);
95*db2becc9SJeremy L Thompson   CeedBasisDestroy(&basis_u);
96*db2becc9SJeremy L Thompson   CeedDestroy(&ceed);
97*db2becc9SJeremy L Thompson   return 0;
98*db2becc9SJeremy L Thompson }
99