mcs/class/System.Numerics/Test/System.Numerics/BigIntegerTest.cs

   1 // BigIntegerTest.cs
   2 //
   3 // Authors:
   4 // Rodrigo Kumpera <rkumpera@novell.com>
   5 //
   6 // Copyright (C) 2010 Novell, Inc (http://www.novell.com)
   7 //
   8
   9 using System;
  10 using System.Numerics;
  11 using NUnit.Framework;
  12
  13
  14 namespace MonoTests.System.Numerics
  15 {
  16         [TestFixture]
  17         public class BigIntegerTest
  18         {
  19                 static byte[] huge_a = new byte[] {0x1D, 0x33, 0xFB, 0xFE, 0xB1, 0x2, 0x85, 0x44, 0xCA, 0xDC, 0xFB, 0x70, 0xD, 0x39, 0xB1, 0x47, 0xB6, 0xE6, 0xA2, 0xD1, 0x19, 0x1E, 0x9F, 0xE4, 0x3C, 0x1E, 0x16, 0x56, 0x13, 0x9C, 0x4D, 0xD3, 0x5C, 0x74, 0xC9, 0xBD, 0xFA, 0x56, 0x40, 0x58, 0xAC, 0x20, 0x6B, 0x55, 0xA2, 0xD5, 0x41, 0x38, 0xA4, 0x6D, 0xF6, 0x8C, };
  20
  21                 static byte[] huge_b = new byte[] {0x96, 0x5, 0xDA, 0xFE, 0x93, 0x17, 0xC1, 0x93, 0xEC, 0x2F, 0x30, 0x2D, 0x8F, 0x28, 0x13, 0x99, 0x70, 0xF4, 0x4C, 0x60, 0xA6, 0x49, 0x24, 0xF9, 0xB3, 0x4A, 0x41, 0x67, 0xDC, 0xDD, 0xB1, 0xA5, 0xA6, 0xC0, 0x3D, 0x57, 0x9A, 0xCB, 0x29, 0xE2, 0x94, 0xAC, 0x6C, 0x7D, 0xEF, 0x3E, 0xC6, 0x7A, 0xC1, 0xA8, 0xC8, 0xB0, 0x20, 0x95, 0xE6, 0x4C, 0xE1, 0xE0, 0x4B, 0x49, 0xD5, 0x5A, 0xB7, };
  22
  23                 static byte[] huge_add = new byte[] {0xB3, 0x38, 0xD5, 0xFD, 0x45, 0x1A, 0x46, 0xD8, 0xB6, 0xC, 0x2C, 0x9E, 0x9C, 0x61, 0xC4, 0xE0, 0x26, 0xDB, 0xEF, 0x31, 0xC0, 0x67, 0xC3, 0xDD, 0xF0, 0x68, 0x57, 0xBD, 0xEF, 0x79, 0xFF, 0x78, 0x3, 0x35, 0x7, 0x15, 0x95, 0x22, 0x6A, 0x3A, 0x41, 0xCD, 0xD7, 0xD2, 0x91, 0x14, 0x8, 0xB3, 0x65, 0x16, 0xBF, 0x3D, 0x20, 0x95, 0xE6, 0x4C, 0xE1, 0xE0, 0x4B, 0x49, 0xD5, 0x5A, 0xB7, };
  24
  25
  26                 static byte[][] add_a = new byte[][] {
  27                         new byte[] {1},
  28                         new byte[] {0xFF},
  29                         huge_a
  30                 };
  31
  32                 static byte[][] add_b = new byte[][] {
  33                         new byte[] {1},
  34                         new byte[] {1},
  35                         huge_b
  36                 };
  37
  38                 static byte[][] add_c = new byte[][] {
  39                         new byte[] {2},
  40                         new byte[] {0},
  41                         huge_add
  42                 };
  43
  44                 [Test]
  45                 public void TestAdd () {
  46                         for (int i = 0; i < add_a.Length; ++i) {
  47                                 var a = new BigInteger (add_a [i]);
  48                                 var b = new BigInteger (add_b [i]);
  49                                 var c = new BigInteger (add_c [i]);
  50
  51                                 Assert.AreEqual (c, a + b, "#" + i + "a");
  52                                 Assert.AreEqual (c, b + a, "#" + i + "b");
  53                                 Assert.AreEqual (c, BigInteger.Add (a, b), "#" + i + "c");
  54                                 Assert.AreEqual (add_c [i], (a + b).ToByteArray (), "#" + i + "d");
  55                         }
  56                 }
  57
  58                 [Test]
  59                 public void TestAdd2 () {
  60                         long[] values = new long [] { -100000000000L, -1000, -1, 0, 1, 1000, 100000000000L };
  61                         for (int i = 0; i < values.Length; ++i) {
  62                                 for (int j = 0; j < values.Length; ++j) {
  63                                         var a = new BigInteger (values [i]);
  64                                         var b = new BigInteger (values [j]);
  65                                         var c = a + b;
  66                                         Assert.AreEqual (values [i] + values [j], (long)c, "#_" + i + "_" + j);
  67                                 }
  68                         }
  69                 }
  70
  71                 [Test]
  72                 public void CompareOps () {
  73                         long[] values = new long [] { -100000000000L, -1000, -1, 0, 1, 1000, 100000000000L };
  74                         for (int i = 0; i < values.Length; ++i) {
  75                                 for (int j = 0; j < values.Length; ++j) {
  76                                         var a = new BigInteger (values [i]);
  77                                         var b = new BigInteger (values [j]);
  78
  79                                         Assert.AreEqual (values [i].CompareTo (values [j]), a.CompareTo (b), "#a_" + i + "_" + j);
  80                                         Assert.AreEqual (values [i].CompareTo (values [j]), BigInteger.Compare (a, b), "#b_" + i + "_" + j);
  81
  82                                         Assert.AreEqual (values [i] < values [j], a < b, "#c_" + i + "_" + j);
  83                                         Assert.AreEqual (values [i] <= values [j], a <= b, "#d_" + i + "_" + j);
  84                                         Assert.AreEqual (values [i] == values [j], a == b, "#e_" + i + "_" + j);
  85                                         Assert.AreEqual (values [i] != values [j], a != b, "#f_" + i + "_" + j);
  86                                         Assert.AreEqual (values [i] >= values [j], a >= b, "#g_" + i + "_" + j);
  87                                         Assert.AreEqual (values [i] > values [j], a > b, "#h_" + i + "_" + j);
  88                                 }
  89                         }
  90                 }
  91
  92                 [Test]
  93                 public void CompareOps2 () {
  94                         BigInteger a = new BigInteger (100000000000L);
  95                         BigInteger b = new BigInteger (28282828282UL);
  96
  97                         Assert.IsTrue (a >= b, "#1");
  98                         Assert.IsTrue (a >= b, "#2");
  99                         Assert.IsFalse (a < b, "#3");
 100                         Assert.IsFalse (a <= b, "#4");
 101                         Assert.AreEqual (1, a.CompareTo (b), "#5");
 102                 }
 103
 104                 [Test]
 105                 public void CompareULong () {
 106                         long[] values = new long [] { -100000000000L, -1000, -1, 0, 1, 1000, 100000000000L, 0xAA00000000L };
 107                         ulong[] uvalues = new ulong [] {0, 1, 1000, 100000000000L, 999999, 28282828282, 0xAA00000000, ulong.MaxValue };
 108                         for (int i = 0; i < values.Length; ++i) {
 109                                 for (int j = 0; j < uvalues.Length; ++j) {
 110                                         var a = new BigInteger (values [i]);
 111                                         var b = uvalues [j];
 112                                         var c = new BigInteger (b);
 113
 114                                         Assert.AreEqual (a.CompareTo (c), a.CompareTo (b), "#a_" + i + "_" + j);
 115
 116                                         Assert.AreEqual (a > c, a > b, "#b_" + i + "_" + j);
 117                                         Assert.AreEqual (a < c, a < b, "#c_" + i + "_" + j);
 118                                         Assert.AreEqual (a <= c, a <= b, "#d_" + i + "_" + j);
 119                                         Assert.AreEqual (a == c, a == b, "#e_" + i + "_" + j);
 120                                         Assert.AreEqual (a != c, a != b, "#f_" + i + "_" + j);
 121                                         Assert.AreEqual (a >= c, a >= b, "#g_" + i + "_" + j);
 122
 123                                         Assert.AreEqual (c > a, b > a, "#ib_" + i + "_" + j);
 124                                         Assert.AreEqual (c < a, b < a, "#ic_" + i + "_" + j);
 125                                         Assert.AreEqual (c <= a, b <= a, "#id_" + i + "_" + j);
 126                                         Assert.AreEqual (c == a, b == a, "#ie_" + i + "_" + j);
 127                                         Assert.AreEqual (c != a, b != a, "#if_" + i + "_" + j);
 128                                         Assert.AreEqual (c >= a, b >= a, "#ig_" + i + "_" + j);
 129                                 }
 130                         }
 131                 }
 132
 133                 [Test]
 134                 public void TestEquals () {
 135                                 var a = new BigInteger (10);
 136                                 var b = new BigInteger (10);
 137                                 var c = new BigInteger (-10);
 138
 139                                 Assert.AreEqual (a, b, "#1");
 140                                 Assert.AreNotEqual (a, c, "#2");
 141                                 Assert.AreNotEqual (a, 10, "#3");
 142                 }
 143
 144                 [Test]
 145                 public void ByteArrayCtor ()
 146                 {
 147                         try {
 148                                 new BigInteger (null);
 149                                 Assert.Fail ("#1");
 150                         } catch (ArgumentNullException) {}
 151
 152                         Assert.AreEqual (0, (int)new BigInteger (new byte [0]), "#2");
 153                 }
 154
 155                 [Test]
 156                 public void IntCtorRoundTrip ()
 157                 {
 158                         int[] values = new int [] {
 159                                 int.MinValue, -0x2F33BB, -0x1F33, -0x33, 0, 0x33,
 160                                 0x80, 0x8190, 0xFF0011, 0x1234, 0x11BB99, 0x44BB22CC,
 161                                 int.MaxValue };
 162                         foreach (var val in values) {
 163                                 var a = new BigInteger (val);
 164                                 var b = new BigInteger (a.ToByteArray ());
 165
 166                                 Assert.AreEqual (val, (int)a, "#a_" + val);
 167                                 Assert.AreEqual (val, (int)b, "#b_" + val);
 168                         }
 169                 }
 170
 171                 [Test]
 172                 public void LongCtorRoundTrip ()
 173                 {
 174                         long[] values = new long [] {
 175                                 0, long.MinValue, long.MaxValue, -1, 1L + int.MaxValue, -1L + int.MinValue, 0x1234, 0xFFFFFFFFL, 0x1FFFFFFFFL, -0xFFFFFFFFL, -0x1FFFFFFFFL,
 176                                 0x100000000L, -0x100000000L, 0x100000001L, -0x100000001L };
 177                         foreach (var val in values) {
 178                                 var a = new BigInteger (val);
 179                                 var b = new BigInteger (a.ToByteArray ());
 180
 181                                 Assert.AreEqual (val, (long)a, "#a_" + val);
 182                                 Assert.AreEqual (val, (long)b, "#b_" + val);
 183                         }
 184                 }
 185
 186                 [Test]
 187                 public void ByteArrayCtorRoundTrip ()
 188                 {
 189                         var arr = new byte [] { 1,2,3,4,5,6,7,8,9 };
 190                         Assert.AreEqual (arr, new BigInteger (arr).ToByteArray (), "#1");
 191
 192                         arr = new byte [] { 1,2,3,4,5,6,7,8,0xFF, 0x0};
 193                         Assert.AreEqual (arr, new BigInteger (arr).ToByteArray (), "#2");
 194
 195                         arr = new byte [] { 1,2,3,4,5,6,7,8,9, 0xF0 };
 196                         Assert.AreEqual (arr, new BigInteger (arr).ToByteArray (), "#3");
 197
 198                         arr = new byte [] { 1};
 199                         Assert.AreEqual (arr, new BigInteger (arr).ToByteArray (), "#4");
 200
 201                         arr = new byte [] { 1,2 };
 202                         Assert.AreEqual (arr, new BigInteger (arr).ToByteArray (), "#5");
 203
 204                         arr = new byte [] { 1,2,3 };
 205                         Assert.AreEqual (arr, new BigInteger (arr).ToByteArray (), "#6");
 206
 207                         arr = new byte [] { 1,2,3,4 };
 208                         Assert.AreEqual (arr, new BigInteger (arr).ToByteArray (), "#7");
 209
 210                         arr = new byte [] { 1,2,3,4,5 };
 211                         Assert.AreEqual (arr, new BigInteger (arr).ToByteArray (), "#8");
 212
 213                         arr = new byte [] { 1,2,3,4,5,6 };
 214                         Assert.AreEqual (arr, new BigInteger (arr).ToByteArray (), "#9");
 215
 216                         arr = new byte [] { 1,2,3,4,5,6,7 };
 217                         Assert.AreEqual (arr, new BigInteger (arr).ToByteArray (), "#10");
 218
 219                         arr = new byte [] { 1,2,3,4,5 };
 220                         Assert.AreEqual (arr, new BigInteger (arr).ToByteArray (), "#11");
 221
 222                         arr = new byte [] { 0 };
 223                         Assert.AreEqual (arr, new BigInteger (arr).ToByteArray (), "#12");
 224
 225                         arr = new byte [] { 0xFF, 00 };
 226                         Assert.AreEqual (arr, new BigInteger (arr).ToByteArray (), "#13");
 227
 228                         arr = new byte [] { 1, 0, 0, 0, 0, 0, };
 229                         Assert.AreEqual (new byte [1] {1}, new BigInteger (arr).ToByteArray (), "#14");
 230                 }
 231
 232                 [Test]
 233                 public void TestIntCtorProperties ()
 234                 {
 235                         BigInteger a = new BigInteger (10);
 236                         Assert.IsTrue (a.IsEven, "#1");
 237                         Assert.IsFalse (a.IsOne, "#2");
 238                         Assert.IsFalse (a.IsPowerOfTwo, "#3");
 239                         Assert.IsFalse (a.IsZero, "#4");
 240                         Assert.AreEqual (1, a.Sign, "#5");
 241
 242                         Assert.IsFalse (new BigInteger (11).IsEven, "#6");
 243                         Assert.IsTrue (new BigInteger (1).IsOne, "#7");
 244                         Assert.IsTrue (new BigInteger (32).IsPowerOfTwo, "#8");
 245                         Assert.IsTrue (new BigInteger (0).IsZero, "#9");
 246                         Assert.AreEqual (0, new BigInteger (0).Sign, "#10");
 247                         Assert.AreEqual (-1, new BigInteger (-99999).Sign, "#11");
 248
 249                         Assert.IsFalse (new BigInteger (0).IsPowerOfTwo, "#12");
 250                         Assert.IsFalse (new BigInteger (-16).IsPowerOfTwo, "#13");
 251                         Assert.IsTrue (new BigInteger (1).IsPowerOfTwo, "#14");
 252                 }
 253
 254                 /*[Test]
 255                 public void TestIntCtorToString ()
 256                 {
 257                         Assert.AreEqual ("5555", new BigInteger (5555).ToString (), "#1");
 258                         Assert.AreEqual ("-99999", new BigInteger (-99999).ToString (), "#2");
 259                 }*/
 260
 261                 [Test]
 262                 public void TestToIntOperator ()
 263                 {
 264                         try {
 265                                 int v = (int)new BigInteger (huge_a);
 266                                 Assert.Fail ("#1");
 267                         } catch (OverflowException) {}
 268
 269                         try {
 270                                 int v = (int)new BigInteger (1L + int.MaxValue);
 271                                 Assert.Fail ("#2");
 272                         } catch (OverflowException) {}
 273
 274                         try {
 275                                 int v = (int)new BigInteger (-1L + int.MinValue);
 276                                 Assert.Fail ("#3");
 277                         } catch (OverflowException) {}
 278
 279                         Assert.AreEqual (int.MaxValue, (int)new BigInteger (int.MaxValue), "#4");
 280                         Assert.AreEqual (int.MinValue, (int)new BigInteger (int.MinValue), "#5");
 281                 }
 282
 283
 284                 [Test]
 285                 public void TestToLongOperator ()
 286                 {
 287                         try {
 288                                 long v = (long)new BigInteger (huge_a);
 289                                 Assert.Fail ("#1");
 290                         } catch (OverflowException) {}
 291
 292                         //long.MaxValue + 1
 293                         try {
 294                                 long v = (long)new BigInteger (new byte[] { 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x80, 0x00 });
 295                                 Assert.Fail ("#2");
 296                         } catch (OverflowException) {}
 297
 298                         //TODO long.MinValue - 1
 299                         try {
 300                                 long v = (long)new BigInteger (new byte[] { 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0x7F, 0xFF });
 301                                 Assert.Fail ("#3");
 302                         } catch (OverflowException) {}
 303
 304                         Assert.AreEqual (long.MaxValue, (long)new BigInteger (long.MaxValue), "#4");
 305                         Assert.AreEqual (long.MinValue, (long)new BigInteger (long.MinValue), "#5");
 306                 }
 307
 308                 [Test]
 309                 public void TestIntCtorToByteArray ()
 310                 {
 311                         Assert.AreEqual (new byte[] { 0xFF }, new BigInteger (-1).ToByteArray (), "#1");
 312                         Assert.AreEqual (new byte[] { 0xD4, 0xFE }, new BigInteger (-300).ToByteArray (), "#2");
 313                         Assert.AreEqual (new byte[] { 0x80, 0x00 }, new BigInteger (128).ToByteArray (), "#3");
 314                         Assert.AreEqual (new byte[] { 0x00, 0x60 }, new BigInteger (0x6000).ToByteArray (), "#4");
 315                         Assert.AreEqual (new byte[] { 0x00, 0x80, 0x00 }, new BigInteger (0x8000).ToByteArray (), "#5");
 316                         Assert.AreEqual (new byte[] { 0xDD, 0xBC, 0x00, 0x7A }, new BigInteger (0x7A00BCDD).ToByteArray (), "#6");
 317                         Assert.AreEqual (new byte[] { 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0x7F }, new BigInteger (int.MaxValue).ToByteArray (), "#7");
 318                         Assert.AreEqual (new byte[] { 0x00, 0x00, 0x00, 0x80 }, new BigInteger (int.MinValue).ToByteArray (), "#8");
 319                         Assert.AreEqual (new byte[] { 0x01, 0x00, 0x00, 0x80 }, new BigInteger (int.MinValue + 1).ToByteArray (), "#9");
 320                         Assert.AreEqual (new byte[] { 0x7F }, new BigInteger (0x7F).ToByteArray (), "#10");
 321                         Assert.AreEqual (new byte[] { 0x45, 0xCC, 0xD0 }, new BigInteger (-0x2F33BB).ToByteArray (), "#11");
 322                         Assert.AreEqual (new byte[] { 0 }, new BigInteger (0).ToByteArray (), "#12");
 323                 }
 324
 325                 [Test]
 326                 public void TestLongCtorToByteArray ()
 327                 {
 328                         Assert.AreEqual (new byte[] { 0x01 }, new BigInteger (0x01L).ToByteArray (), "#1");
 329                         Assert.AreEqual (new byte[] { 0x02, 0x01 }, new BigInteger (0x0102L).ToByteArray (), "#2");
 330                         Assert.AreEqual (new byte[] { 0x03, 0x02, 0x01 }, new BigInteger (0x010203L).ToByteArray (), "#3");
 331                         Assert.AreEqual (new byte[] { 0x04, 0x03, 0x2, 0x01 }, new BigInteger (0x01020304L).ToByteArray (), "#4");
 332                         Assert.AreEqual (new byte[] { 0x05, 0x04, 0x03, 0x2, 0x01 }, new BigInteger (0x0102030405L).ToByteArray (), "#5");
 333                         Assert.AreEqual (new byte[] { 0x06, 0x05, 0x04, 0x03, 0x2, 0x01 }, new BigInteger (0x010203040506L).ToByteArray (), "#6");
 334                         Assert.AreEqual (new byte[] { 0x07, 0x06, 0x05, 0x04, 0x03, 0x2, 0x01 }, new BigInteger (0x01020304050607L).ToByteArray (), "#7");
 335                         Assert.AreEqual (new byte[] { 0x08, 0x07, 0x06, 0x05, 0x04, 0x03, 0x2, 0x01 }, new BigInteger (0x0102030405060708L).ToByteArray (), "#8");
 336
 337                         Assert.AreEqual (new byte[] { 0xFF }, new BigInteger (-0x01L).ToByteArray (), "#1m");
 338                         Assert.AreEqual (new byte[] { 0xFE, 0xFE}, new BigInteger (-0x0102L).ToByteArray (), "#2m");
 339                         Assert.AreEqual (new byte[] { 0xFD, 0xFD, 0xFE }, new BigInteger (-0x010203L).ToByteArray (), "#3m");
 340                         Assert.AreEqual (new byte[] { 0xFC, 0xFC, 0xFD, 0xFE}, new BigInteger (-0x01020304L).ToByteArray (), "#4m");
 341                         Assert.AreEqual (new byte[] { 0xFB, 0xFB, 0xFC, 0xFD, 0xFE }, new BigInteger (-0x0102030405L).ToByteArray (), "#5m");
 342                         Assert.AreEqual (new byte[] { 0xFA, 0xFA, 0xFB, 0xFC, 0xFD, 0xFE }, new BigInteger (-0x010203040506L).ToByteArray (), "#6m");
 343                         Assert.AreEqual (new byte[] { 0xF9, 0xF9, 0xFA, 0xFB, 0xFC, 0xFD, 0xFE }, new BigInteger (-0x01020304050607L).ToByteArray (), "#7m");
 344                         Assert.AreEqual (new byte[] { 0xF8, 0xF8, 0xF9, 0xFA, 0xFB, 0xFC, 0xFD, 0xFE }, new BigInteger (-0x0102030405060708L).ToByteArray (), "#8m");
 345
 346
 347                         Assert.AreEqual (new byte[] { 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0x7F }, new BigInteger (long.MaxValue).ToByteArray (), "#9");
 348                         Assert.AreEqual (new byte[] { 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x80 }, new BigInteger (long.MinValue).ToByteArray (), "#10");
 349
 350                         Assert.AreEqual (new byte[] { 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0x7F, 0xFF }, new BigInteger (-2147483649L).ToByteArray (), "11");
 351
 352
 353                 }
 354
 355                 [Test]
 356                 public void IComparable () {
 357                         var a = new BigInteger (99);
 358                         Assert.AreEqual (-1, a.CompareTo (100), "#1");
 359                         Assert.AreEqual (1, a.CompareTo (null), "#2");
 360                 }
 361         }
 362 }