src/programs/mdrun/tests/energycomparison.h

   1 /*
   2  * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
   3  *
   4  * Copyright (c) 2018,2019,2020, by the GROMACS development team, led by
   5  * Mark Abraham, David van der Spoel, Berk Hess, and Erik Lindahl,
   6  * and including many others, as listed in the AUTHORS file in the
   7  * top-level source directory and at http://www.gromacs.org.
   8  *
   9  * GROMACS is free software; you can redistribute it and/or
  10  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License
  11  * as published by the Free Software Foundation; either version 2.1
  12  * of the License, or (at your option) any later version.
  13  *
  14  * GROMACS is distributed in the hope that it will be useful,
  15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  17  * Lesser General Public License for more details.
  18  *
  19  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  20  * License along with GROMACS; if not, see
  21  * http://www.gnu.org/licenses, or write to the Free Software Foundation,
  22  * Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA.
  23  *
  24  * If you want to redistribute modifications to GROMACS, please
  25  * consider that scientific software is very special. Version
  26  * control is crucial - bugs must be traceable. We will be happy to
  27  * consider code for inclusion in the official distribution, but
  28  * derived work must not be called official GROMACS. Details are found
  29  * in the README & COPYING files - if they are missing, get the
  30  * official version at http://www.gromacs.org.
  31  *
  32  * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
  33  * the research papers on the package. Check out http://www.gromacs.org.
  34  */
  35
  36 /*! \internal \file
  37  * \brief Declares function for comparing energy frames.
  38  *
  39  * \author Mark Abraham <mark.j.abraham@gmail.com>
  40  * \ingroup module_mdrun_integration_tests
  41  */
  42 #ifndef GMX_PROGRAMS_MDRUN_TESTS_ENERGYCOMPARISON_H
  43 #define GMX_PROGRAMS_MDRUN_TESTS_ENERGYCOMPARISON_H
  44
  45 #include <string>
  46 #include <unordered_map>
  47
  48 #include "testutils/testasserts.h"
  49
  50 #include "comparison_helpers.h"
  51
  52 namespace gmx
  53 {
  54
  55 class EnergyFrame;
  56
  57 namespace test
  58 {
  59
  60 class TestReferenceChecker;
  61
  62 //! Convenience type
  63 using EnergyTermsToCompare = std::unordered_map<std::string, FloatingPointTolerance>;
  64
  65 /*! \internal
  66  * \brief Function object to compare all energy terms of reference
  67  * with all matching terms from test within the given tolerances. */
  68 class EnergyComparison
  69 {
  70 public:
  71     //! Defaults for energy comparisons
  72     static EnergyTermsToCompare defaultEnergyTermsToCompare();
  73     //! Constructor
  74     EnergyComparison(const EnergyTermsToCompare& energyTermsToCompare, MaxNumFrames maxNumFrames);
  75     /*! \brief Return the names of energies that will be compared
  76      *
  77      * This function can be used to provide an input for
  78      * openEnergyFileToReadTerms().
  79      *
  80      * \todo This returns a copy of the keys, which is convenient, but
  81      * inefficient. Alternatively, this could return a view of the keys
  82      * from a range rather than a container, but there's no implementation
  83      * of that in C++11 at the moment. */
  84     std::vector<std::string> getEnergyNames() const;
  85     /*! \brief Compare \c reference with \c test within \c
  86      * energyTermsToCompare_
  87      *
  88      * Ignore any key found in either \c reference or \c test that is not
  89      * found in the other. For all keys found in both frames, compare the
  90      * values with EXPECT_REAL_EQ_TOL and the given tolerance for that
  91      * key. */
  92     void operator()(const EnergyFrame& reference, const EnergyFrame& test) const;
  93
  94 private:
  95     //! Energy terms to match with given tolerances.
  96     EnergyTermsToCompare energyTermsToCompare_;
  97     //! How many frames should be compared.
  98     MaxNumFrames maxNumFrames_ = MaxNumFrames::compareAllFrames();
  99     /*! \brief The number of frames that have been compared until now
 100      *
 101      * This field is mutable because the need to update the flag
 102      * when checking frames is merely an implementation detail,
 103      * rather than a proper change of internal state triggered
 104      * by the caller. */
 105     mutable unsigned int numComparedFrames_ = 0;
 106 };
 107
 108 /*! \brief Check a subset of the energies found in an energy file
 109  * against reference data.
 110  *
 111  * Opens the energy file, loops over all frames, matching the
 112  * indicated energies against refdata at the given tolerance.
 113  *
 114  * \param[in]  energyFilename        The name of an energy file.
 115  * \param[in]  energyTermsToCompare  Set of energies to match at given tolerances.
 116  * \param[in]  checker               Root checker for reference data.
 117  * \param[in]  maxNumEnergyFrames    The maximum number of frames to check
 118  *
 119  * \todo This is quite similar to the functionality used in PmeTest,
 120  * and we should consider reducing the duplication.
 121  */
 122 void checkEnergiesAgainstReferenceData(const std::string&          energyFilename,
 123                                        const EnergyTermsToCompare& energyTermsToCompare,
 124                                        TestReferenceChecker*       checker,
 125                                        MaxNumFrames                maxNumEnergyFrames);
 126
 127 /*!
 128  * \brief Check a subset of the energies found in an energy file
 129  * against reference data.
 130  *
 131  * Convenience overload using all frames
 132  *
 133  * \see checkEnergiesAgainstReferenceData(const std::string&, const EnergyTermsToCompare&, TestReferenceChecker*, MaxNumFrames)
 134  */
 135 void checkEnergiesAgainstReferenceData(const std::string&          energyFilename,
 136                                        const EnergyTermsToCompare& energyTermsToCompare,
 137                                        TestReferenceChecker*       checker);
 138
 139 } // namespace test
 140 } // namespace gmx
 141
 142 #endif