]> gitweb.michael.orlitzky.com - spline3.git/blobdiff - src/Cube.hs
Eliminate common subexpressions in Cube.hs (Ben Lippmeier).
[spline3.git] / src / Cube.hs
index 6e67d4cd4d6d3c7311a7c095e4b43be9387ba69b..32b4b652c4ceebf76f4837fd5ed6d1b2a4723cc0 100644 (file)
@@ -25,18 +25,18 @@ import Test.QuickCheck (Arbitrary(..), Gen, Positive(..), choose)
 import Cardinal
 import Comparisons ((~=), (~~=))
 import qualified Face (Face(Face, v0, v1, v2, v3))
-import FunctionValues
+import FunctionValues (FunctionValues, eval, rotate)
 import Misc (all_equal, disjoint)
 import Point
 import Tetrahedron (Tetrahedron(..), c, volume)
 import ThreeDimensional
 
-data Cube = Cube { h :: Double,
-                   i :: Int,
-                   j :: Int,
-                   k :: Int,
-                   fv :: FunctionValues,
-                   tetrahedra_volume :: Double }
+data Cube = Cube { h  :: !Double,
+                   i  :: !Int,
+                   j  :: !Int,
+                   k  :: !Int,
+                   fv :: !FunctionValues,
+                   tetrahedra_volume :: !Double }
             deriving (Eq)
 
 
@@ -49,9 +49,13 @@ instance Arbitrary Cube where
       fv' <- arbitrary :: Gen FunctionValues
       (Positive tet_vol) <- arbitrary :: Gen (Positive Double)
       return (Cube h' i' j' k' fv' tet_vol)
-        where
-          coordmin = -268435456 -- -(2^29 / 2)
-          coordmax = 268435456  -- +(2^29 / 2)
+      where
+        -- The idea here is that, when cubed in the volume formula,
+        -- these numbers don't overflow 64 bits. This number is not
+        -- magic in any other sense than that it does not cause test
+        -- failures, while 2^23 does.
+        coordmax = 4194304 -- 2^22
+        coordmin = -coordmax
 
 
 instance Show Cube where
@@ -151,10 +155,11 @@ top_face :: Cube -> Face.Face
 top_face cube = Face.Face v0' v1' v2' v3'
     where
       delta = (1/2)*(h cube)
-      v0' = (center cube) + (delta, -delta, delta)
-      v1' = (center cube) + (delta, delta, delta)
-      v2' = (center cube) + (-delta, delta, delta)
-      v3' = (center cube) + (-delta, -delta, delta)
+      cc  = center cube
+      v0' = cc + (delta, -delta, delta)
+      v1' = cc + (delta, delta, delta)
+      v2' = cc + (-delta, delta, delta)
+      v3' = cc + (-delta, -delta, delta)
 
 
 
@@ -163,10 +168,11 @@ back_face :: Cube -> Face.Face
 back_face cube = Face.Face v0' v1' v2' v3'
     where
       delta = (1/2)*(h cube)
-      v0' = (center cube) + (delta, -delta, -delta)
-      v1' = (center cube) + (delta, delta, -delta)
-      v2' = (center cube) + (delta, delta, delta)
-      v3' = (center cube) + (delta, -delta, delta)
+      cc  = center cube
+      v0' = cc + (delta, -delta, -delta)
+      v1' = cc + (delta, delta, -delta)
+      v2' = cc + (delta, delta, delta)
+      v3' = cc + (delta, -delta, delta)
 
 
 -- The bottom face (in the direction of -z) of the cube.
@@ -174,10 +180,11 @@ down_face :: Cube -> Face.Face
 down_face cube = Face.Face v0' v1' v2' v3'
     where
       delta = (1/2)*(h cube)
-      v0' = (center cube) + (-delta, -delta, -delta)
-      v1' = (center cube) + (-delta, delta, -delta)
-      v2' = (center cube) + (delta, delta, -delta)
-      v3' = (center cube) + (delta, -delta, -delta)
+      cc  = center cube
+      v0' = cc + (-delta, -delta, -delta)
+      v1' = cc + (-delta, delta, -delta)
+      v2' = cc + (delta, delta, -delta)
+      v3' = cc + (delta, -delta, -delta)
 
 
 
@@ -186,20 +193,22 @@ front_face :: Cube -> Face.Face
 front_face cube = Face.Face v0' v1' v2' v3'
     where
       delta = (1/2)*(h cube)
-      v0' = (center cube) + (-delta, -delta, delta)
-      v1' = (center cube) + (-delta, delta, delta)
-      v2' = (center cube) + (-delta, delta, -delta)
-      v3' = (center cube) + (-delta, -delta, -delta)
+      cc  = center cube
+      v0' = cc + (-delta, -delta, delta)
+      v1' = cc + (-delta, delta, delta)
+      v2' = cc + (-delta, delta, -delta)
+      v3' = cc + (-delta, -delta, -delta)
 
 -- | The left (in the direction of -y) face of the cube.
 left_face :: Cube -> Face.Face
 left_face cube = Face.Face v0' v1' v2' v3'
     where
       delta = (1/2)*(h cube)
-      v0' = (center cube) + (delta, -delta, delta)
-      v1' = (center cube) + (-delta, -delta, delta)
-      v2' = (center cube) + (-delta, -delta, -delta)
-      v3' = (center cube) + (delta, -delta, -delta)
+      cc  = center cube
+      v0' = cc + (delta, -delta, delta)
+      v1' = cc + (-delta, -delta, delta)
+      v2' = cc + (-delta, -delta, -delta)
+      v3' = cc + (delta, -delta, -delta)
 
 
 -- | The right (in the direction of y) face of the cube.
@@ -207,10 +216,11 @@ right_face :: Cube -> Face.Face
 right_face cube = Face.Face v0' v1' v2' v3'
     where
       delta = (1/2)*(h cube)
-      v0' = (center cube) + (-delta, delta, delta)
-      v1' = (center cube) + (delta, delta, delta)
-      v2' = (center cube) + (delta, delta, -delta)
-      v3' = (center cube) + (-delta, delta, -delta)
+      cc  = center cube
+      v0' = cc + (-delta, delta, delta)
+      v1' = cc + (delta, delta, delta)
+      v2' = cc + (delta, delta, -delta)
+      v3' = cc + (-delta, delta, -delta)
 
 
 tetrahedron :: Cube -> Int -> Tetrahedron
@@ -219,18 +229,20 @@ tetrahedron cube 0 =
     Tetrahedron (fv cube) v0' v1' v2' v3' vol
     where
       v0' = center cube
-      v1' = center (front_face cube)
-      v2' = Face.v0 (front_face cube)
-      v3' = Face.v1 (front_face cube)
+      ff  = front_face cube
+      v1' = center ff
+      v2' = Face.v0 ff
+      v3' = Face.v1 ff
       vol = tetrahedra_volume cube
 
 tetrahedron cube 1 =
     Tetrahedron fv' v0' v1' v2' v3' vol
     where
       v0' = center cube
-      v1' = center (front_face cube)
-      v2' = Face.v1 (front_face cube)
-      v3' = Face.v2 (front_face cube)
+      ff  = front_face cube
+      v1' = center ff
+      v2' = Face.v1 ff
+      v3' = Face.v2 ff
       fv' = rotate ccwx (fv cube)
       vol = tetrahedra_volume cube
 
@@ -238,9 +250,10 @@ tetrahedron cube 2 =
     Tetrahedron fv' v0' v1' v2' v3' vol
     where
       v0' = center cube
-      v1' = center (front_face cube)
-      v2' = Face.v2 (front_face cube)
-      v3' = Face.v3 (front_face cube)
+      ff  = front_face cube
+      v1' = center ff
+      v2' = Face.v2 ff
+      v3' = Face.v3 ff
       fv' = rotate ccwx $ rotate ccwx $ fv cube
       vol = tetrahedra_volume cube
 
@@ -248,9 +261,10 @@ tetrahedron cube 3 =
     Tetrahedron fv' v0' v1' v2' v3' vol
     where
       v0' = center cube
-      v1' = center (front_face cube)
-      v2' = Face.v3 (front_face cube)
-      v3' = Face.v0 (front_face cube)
+      ff  = front_face cube
+      v1' = center ff
+      v2' = Face.v3 ff
+      v3' = Face.v0 ff
       fv' = rotate cwx (fv cube)
       vol = tetrahedra_volume cube
 
@@ -258,9 +272,10 @@ tetrahedron cube 4 =
     Tetrahedron fv' v0' v1' v2' v3' vol
     where
       v0' = center cube
-      v1' = center (top_face cube)
-      v2' = Face.v0 (top_face cube)
-      v3' = Face.v1 (top_face cube)
+      tf  = top_face cube
+      v1' = center tf
+      v2' = Face.v0 tf
+      v3' = Face.v1 tf
       fv' = rotate cwy (fv cube)
       vol = tetrahedra_volume cube
 
@@ -268,9 +283,10 @@ tetrahedron cube 5 =
     Tetrahedron fv' v0' v1' v2' v3' vol
     where
       v0' = center cube
-      v1' = center (top_face cube)
-      v2' = Face.v1 (top_face cube)
-      v3' = Face.v2 (top_face cube)
+      tf  = top_face cube
+      v1' = center tf
+      v2' = Face.v1 tf
+      v3' = Face.v2 tf
       fv' = rotate cwy $ rotate cwz $ fv cube
       vol = tetrahedra_volume cube
 
@@ -278,9 +294,10 @@ tetrahedron cube 6 =
     Tetrahedron fv' v0' v1' v2' v3' vol
     where
       v0' = center cube
-      v1' = center (top_face cube)
-      v2' = Face.v2 (top_face cube)
-      v3' = Face.v3 (top_face cube)
+      tf  = top_face cube
+      v1' = center tf
+      v2' = Face.v2 tf
+      v3' = Face.v3 tf
       fv' = rotate cwy $ rotate cwz
                        $ rotate cwz
                        $ fv cube
@@ -290,9 +307,10 @@ tetrahedron cube 7 =
     Tetrahedron fv' v0' v1' v2' v3' vol
     where
       v0' = center cube
-      v1' = center (top_face cube)
-      v2' = Face.v3 (top_face cube)
-      v3' = Face.v0 (top_face cube)
+      tf  = top_face cube
+      v1' = center tf
+      v2' = Face.v3 tf
+      v3' = Face.v0 tf
       fv' = rotate cwy $ rotate ccwz $ fv cube
       vol = tetrahedra_volume cube
 
@@ -300,9 +318,10 @@ tetrahedron cube 8 =
     Tetrahedron fv' v0' v1' v2' v3' vol
     where
       v0' = center cube
-      v1' = center (back_face cube)
-      v2' = Face.v0 (back_face cube)
-      v3' = Face.v1 (back_face cube)
+      bf  = back_face cube
+      v1' = center bf
+      v2' = Face.v0 bf
+      v3' = Face.v1 bf
       fv' = rotate cwy $ rotate cwy $ fv cube
       vol = tetrahedra_volume cube
 
@@ -310,9 +329,10 @@ tetrahedron cube 9 =
     Tetrahedron fv' v0' v1' v2' v3' vol
     where
       v0' = center cube
-      v1' = center (back_face cube)
-      v2' = Face.v1 (back_face cube)
-      v3' = Face.v2 (back_face cube)
+      bf  = back_face cube
+      v1' = center bf
+      v2' = Face.v1 bf
+      v3' = Face.v2 bf
       fv' = rotate cwy $ rotate cwy
                        $ rotate cwx
                        $ fv cube
@@ -322,9 +342,10 @@ tetrahedron cube 10 =
     Tetrahedron fv' v0' v1' v2' v3' vol
     where
       v0' = center cube
-      v1' = center (back_face cube)
-      v2' = Face.v2 (back_face cube)
-      v3' = Face.v3 (back_face cube)
+      bf  = back_face cube
+      v1' = center bf
+      v2' = Face.v2 bf
+      v3' = Face.v3 bf
       fv' = rotate cwy $ rotate cwy
                        $ rotate cwx
                        $ rotate cwx
@@ -336,9 +357,10 @@ tetrahedron cube 11 =
     Tetrahedron fv' v0' v1' v2' v3' vol
     where
       v0' = center cube
-      v1' = center (back_face cube)
-      v2' = Face.v3 (back_face cube)
-      v3' = Face.v0 (back_face cube)
+      bf  = back_face cube
+      v1' = center bf
+      v2' = Face.v3 bf
+      v3' = Face.v0 bf
       fv' = rotate cwy $ rotate cwy
                        $ rotate ccwx
                        $ fv cube
@@ -348,9 +370,10 @@ tetrahedron cube 12 =
     Tetrahedron fv' v0' v1' v2' v3' vol
     where
       v0' = center cube
-      v1' = center (down_face cube)
-      v2' = Face.v0 (down_face cube)
-      v3' = Face.v1 (down_face cube)
+      df  = down_face cube
+      v1' = center df
+      v2' = Face.v0 df
+      v3' = Face.v1 df
       fv' = rotate ccwy $ fv cube
       vol = tetrahedra_volume cube
 
@@ -358,9 +381,10 @@ tetrahedron cube 13 =
     Tetrahedron fv' v0' v1' v2' v3' vol
     where
       v0' = center cube
-      v1' = center (down_face cube)
-      v2' = Face.v1 (down_face cube)
-      v3' = Face.v2 (down_face cube)
+      df  = down_face cube
+      v1' = center df
+      v2' = Face.v1 df
+      v3' = Face.v2 df
       fv' = rotate ccwy $ rotate ccwz $ fv cube
       vol = tetrahedra_volume cube
 
@@ -368,9 +392,10 @@ tetrahedron cube 14 =
     Tetrahedron fv' v0' v1' v2' v3' vol
     where
       v0' = center cube
-      v1' = center (down_face cube)
-      v2' = Face.v2 (down_face cube)
-      v3' = Face.v3 (down_face cube)
+      df  = down_face cube
+      v1' = center df
+      v2' = Face.v2 df
+      v3' = Face.v3 df
       fv' = rotate ccwy $ rotate ccwz
                         $ rotate ccwz
                         $ fv cube
@@ -380,9 +405,10 @@ tetrahedron cube 15 =
     Tetrahedron fv' v0' v1' v2' v3' vol
     where
       v0' = center cube
-      v1' = center (down_face cube)
-      v2' = Face.v3 (down_face cube)
-      v3' = Face.v0 (down_face cube)
+      df  = down_face cube
+      v1' = center df
+      v2' = Face.v3 df
+      v3' = Face.v0 df
       fv' = rotate ccwy $ rotate cwz $ fv cube
       vol = tetrahedra_volume cube
 
@@ -390,9 +416,10 @@ tetrahedron cube 16 =
     Tetrahedron fv' v0' v1' v2' v3' vol
     where
       v0' = center cube
-      v1' = center (right_face cube)
-      v2' = Face.v0 (right_face cube)
-      v3' = Face.v1 (right_face cube)
+      rf  = right_face cube
+      v1' = center rf
+      v2' = Face.v0 rf
+      v3' = Face.v1 rf
       fv' = rotate ccwz $ fv cube
       vol = tetrahedra_volume cube
 
@@ -400,9 +427,10 @@ tetrahedron cube 17 =
     Tetrahedron fv' v0' v1' v2' v3' vol
     where
       v0' = center cube
-      v1' = center (right_face cube)
-      v2' = Face.v1 (right_face cube)
-      v3' = Face.v2 (right_face cube)
+      rf  = right_face cube
+      v1' = center rf
+      v2' = Face.v1 rf
+      v3' = Face.v2 rf
       fv' = rotate ccwz $ rotate cwy $ fv cube
       vol = tetrahedra_volume cube
 
@@ -410,9 +438,10 @@ tetrahedron cube 18 =
     Tetrahedron fv' v0' v1' v2' v3' vol
     where
       v0' = center cube
-      v1' = center (right_face cube)
-      v2' = Face.v2 (right_face cube)
-      v3' = Face.v3 (right_face cube)
+      rf  = right_face cube
+      v1' = center rf
+      v2' = Face.v2 rf
+      v3' = Face.v3 rf
       fv' = rotate ccwz $ rotate cwy
                         $ rotate cwy
                         $ fv cube
@@ -422,9 +451,10 @@ tetrahedron cube 19 =
     Tetrahedron fv' v0' v1' v2' v3' vol
     where
       v0' = center cube
-      v1' = center (right_face cube)
-      v2' = Face.v3 (right_face cube)
-      v3' = Face.v0 (right_face cube)
+      rf  = right_face cube
+      v1' = center rf
+      v2' = Face.v3 rf
+      v3' = Face.v0 rf
       fv' = rotate ccwz $ rotate ccwy
                         $ fv cube
       vol = tetrahedra_volume cube
@@ -433,9 +463,10 @@ tetrahedron cube 20 =
     Tetrahedron fv' v0' v1' v2' v3' vol
     where
       v0' = center cube
-      v1' = center (left_face cube)
-      v2' = Face.v0 (left_face cube)
-      v3' = Face.v1 (left_face cube)
+      lf  = left_face cube
+      v1' = center lf
+      v2' = Face.v0 lf
+      v3' = Face.v1 lf
       fv' = rotate cwz $ fv cube
       vol = tetrahedra_volume cube
 
@@ -443,9 +474,10 @@ tetrahedron cube 21 =
     Tetrahedron fv' v0' v1' v2' v3' vol
     where
       v0' = center cube
-      v1' = center (left_face cube)
-      v2' = Face.v1 (left_face cube)
-      v3' = Face.v2 (left_face cube)
+      lf  = left_face cube
+      v1' = center lf
+      v2' = Face.v1 lf
+      v3' = Face.v2 lf
       fv' = rotate cwz $ rotate ccwy $ fv cube
       vol = tetrahedra_volume cube
 
@@ -453,9 +485,10 @@ tetrahedron cube 22 =
     Tetrahedron fv' v0' v1' v2' v3' vol
     where
       v0' = center cube
-      v1' = center (left_face cube)
-      v2' = Face.v2 (left_face cube)
-      v3' = Face.v3 (left_face cube)
+      lf  = left_face cube
+      v1' = center lf
+      v2' = Face.v2 lf
+      v3' = Face.v3 lf
       fv' = rotate cwz $ rotate ccwy
                        $ rotate ccwy
                        $ fv cube
@@ -465,9 +498,10 @@ tetrahedron cube 23 =
     Tetrahedron fv' v0' v1' v2' v3' vol
     where
       v0' = center cube
-      v1' = center (left_face cube)
-      v2' = Face.v3 (left_face cube)
-      v3' = Face.v0 (left_face cube)
+      lf  = left_face cube
+      v1' = center lf
+      v2' = Face.v3 lf
+      v3' = Face.v0 lf
       fv' = rotate cwz $ rotate cwy
                        $ fv cube
       vol = tetrahedra_volume cube