]> gitweb.michael.orlitzky.com - spline3.git/blobdiff - src/Tests/Cube.hs
Add a bunch more exact volume tests.
[spline3.git] / src / Tests / Cube.hs
index 5a9ca19330465e1e6e9a7b56ab2dfc62405f7060..11df961836d709565cb8f68e3f3b319a09376e4a 100644 (file)
@@ -1,11 +1,14 @@
 module Tests.Cube
 where
 
+import Prelude hiding (LT)
 import Test.QuickCheck
 
+import Cardinal
 import Comparisons
 import Cube
 import FunctionValues
+import Misc (all_equal)
 import Tests.FunctionValues ()
 import Tetrahedron (b0, b1, b2, b3, c, fv,
                     v0, v1, v2, v3, volume)
@@ -41,16 +44,17 @@ prop_all_volumes_positive cube =
 --   we'd expect the volume of each one to be (1/24)*h^3.
 prop_tetrahedron0_volumes_exact :: Cube -> Bool
 prop_tetrahedron0_volumes_exact cube =
-    volume (tetrahedron0 cube) ~= (1/24)*(delta^(3::Int))
+    volume (tetrahedron0 cube) ~~= (1/24)*(delta^(3::Int))
     where
       delta = h cube
 
+
 -- | In fact, since all of the tetrahedra are identical, we should
 --   already know their volumes. There's 24 tetrahedra to a cube, so
 --   we'd expect the volume of each one to be (1/24)*h^3.
 prop_tetrahedron1_volumes_exact :: Cube -> Bool
 prop_tetrahedron1_volumes_exact cube =
-    volume (tetrahedron1 cube) ~= (1/24)*(delta^(3::Int))
+    volume (tetrahedron1 cube) ~~= (1/24)*(delta^(3::Int))
     where
       delta = h cube
 
@@ -59,7 +63,7 @@ prop_tetrahedron1_volumes_exact cube =
 --   we'd expect the volume of each one to be (1/24)*h^3.
 prop_tetrahedron2_volumes_exact :: Cube -> Bool
 prop_tetrahedron2_volumes_exact cube =
-    volume (tetrahedron2 cube) ~= (1/24)*(delta^(3::Int))
+    volume (tetrahedron2 cube) ~~= (1/24)*(delta^(3::Int))
     where
       delta = h cube
 
@@ -68,7 +72,7 @@ prop_tetrahedron2_volumes_exact cube =
 --   we'd expect the volume of each one to be (1/24)*h^3.
 prop_tetrahedron3_volumes_exact :: Cube -> Bool
 prop_tetrahedron3_volumes_exact cube =
-    volume (tetrahedron3 cube) ~= (1/24)*(delta^(3::Int))
+    volume (tetrahedron3 cube) ~~= (1/24)*(delta^(3::Int))
     where
       delta = h cube
 
@@ -77,7 +81,7 @@ prop_tetrahedron3_volumes_exact cube =
 --   we'd expect the volume of each one to be (1/24)*h^3.
 prop_tetrahedron4_volumes_exact :: Cube -> Bool
 prop_tetrahedron4_volumes_exact cube =
-    volume (tetrahedron4 cube) ~= (1/24)*(delta^(3::Int))
+    volume (tetrahedron4 cube) ~~= (1/24)*(delta^(3::Int))
     where
       delta = h cube
 
@@ -86,7 +90,7 @@ prop_tetrahedron4_volumes_exact cube =
 --   we'd expect the volume of each one to be (1/24)*h^3.
 prop_tetrahedron5_volumes_exact :: Cube -> Bool
 prop_tetrahedron5_volumes_exact cube =
-    volume (tetrahedron5 cube) ~= (1/24)*(delta^(3::Int))
+    volume (tetrahedron5 cube) ~~= (1/24)*(delta^(3::Int))
     where
       delta = h cube
 
@@ -95,7 +99,7 @@ prop_tetrahedron5_volumes_exact cube =
 --   we'd expect the volume of each one to be (1/24)*h^3.
 prop_tetrahedron6_volumes_exact :: Cube -> Bool
 prop_tetrahedron6_volumes_exact cube =
-    volume (tetrahedron6 cube) ~= (1/24)*(delta^(3::Int))
+    volume (tetrahedron6 cube) ~~= (1/24)*(delta^(3::Int))
     where
       delta = h cube
 
@@ -104,7 +108,151 @@ prop_tetrahedron6_volumes_exact cube =
 --   we'd expect the volume of each one to be (1/24)*h^3.
 prop_tetrahedron7_volumes_exact :: Cube -> Bool
 prop_tetrahedron7_volumes_exact cube =
-    volume (tetrahedron7 cube) ~= (1/24)*(delta^(3::Int))
+    volume (tetrahedron7 cube) ~~= (1/24)*(delta^(3::Int))
+    where
+      delta = h cube
+
+-- | In fact, since all of the tetrahedra are identical, we should
+--   already know their volumes. There's 24 tetrahedra to a cube, so
+--   we'd expect the volume of each one to be (1/24)*h^3.
+prop_tetrahedron8_volumes_exact :: Cube -> Bool
+prop_tetrahedron8_volumes_exact cube =
+    volume (tetrahedron8 cube) ~~= (1/24)*(delta^(3::Int))
+    where
+      delta = h cube
+
+-- | In fact, since all of the tetrahedra are identical, we should
+--   already know their volumes. There's 24 tetrahedra to a cube, so
+--   we'd expect the volume of each one to be (1/24)*h^3.
+prop_tetrahedron9_volumes_exact :: Cube -> Bool
+prop_tetrahedron9_volumes_exact cube =
+    volume (tetrahedron9 cube) ~~= (1/24)*(delta^(3::Int))
+    where
+      delta = h cube
+
+-- | In fact, since all of the tetrahedra are identical, we should
+--   already know their volumes. There's 24 tetrahedra to a cube, so
+--   we'd expect the volume of each one to be (1/24)*h^3.
+prop_tetrahedron10_volumes_exact :: Cube -> Bool
+prop_tetrahedron10_volumes_exact cube =
+    volume (tetrahedron10 cube) ~~= (1/24)*(delta^(3::Int))
+    where
+      delta = h cube
+
+-- | In fact, since all of the tetrahedra are identical, we should
+--   already know their volumes. There's 24 tetrahedra to a cube, so
+--   we'd expect the volume of each one to be (1/24)*h^3.
+prop_tetrahedron11_volumes_exact :: Cube -> Bool
+prop_tetrahedron11_volumes_exact cube =
+    volume (tetrahedron11 cube) ~~= (1/24)*(delta^(3::Int))
+    where
+      delta = h cube
+
+-- | In fact, since all of the tetrahedra are identical, we should
+--   already know their volumes. There's 24 tetrahedra to a cube, so
+--   we'd expect the volume of each one to be (1/24)*h^3.
+prop_tetrahedron12_volumes_exact :: Cube -> Bool
+prop_tetrahedron12_volumes_exact cube =
+    volume (tetrahedron12 cube) ~~= (1/24)*(delta^(3::Int))
+    where
+      delta = h cube
+
+-- | In fact, since all of the tetrahedra are identical, we should
+--   already know their volumes. There's 24 tetrahedra to a cube, so
+--   we'd expect the volume of each one to be (1/24)*h^3.
+prop_tetrahedron13_volumes_exact :: Cube -> Bool
+prop_tetrahedron13_volumes_exact cube =
+    volume (tetrahedron13 cube) ~~= (1/24)*(delta^(3::Int))
+    where
+      delta = h cube
+
+-- | In fact, since all of the tetrahedra are identical, we should
+--   already know their volumes. There's 24 tetrahedra to a cube, so
+--   we'd expect the volume of each one to be (1/24)*h^3.
+prop_tetrahedron14_volumes_exact :: Cube -> Bool
+prop_tetrahedron14_volumes_exact cube =
+    volume (tetrahedron14 cube) ~~= (1/24)*(delta^(3::Int))
+    where
+      delta = h cube
+
+-- | In fact, since all of the tetrahedra are identical, we should
+--   already know their volumes. There's 24 tetrahedra to a cube, so
+--   we'd expect the volume of each one to be (1/24)*h^3.
+prop_tetrahedron15_volumes_exact :: Cube -> Bool
+prop_tetrahedron15_volumes_exact cube =
+    volume (tetrahedron15 cube) ~~= (1/24)*(delta^(3::Int))
+    where
+      delta = h cube
+
+-- | In fact, since all of the tetrahedra are identical, we should
+--   already know their volumes. There's 24 tetrahedra to a cube, so
+--   we'd expect the volume of each one to be (1/24)*h^3.
+prop_tetrahedron16_volumes_exact :: Cube -> Bool
+prop_tetrahedron16_volumes_exact cube =
+    volume (tetrahedron16 cube) ~~= (1/24)*(delta^(3::Int))
+    where
+      delta = h cube
+
+-- | In fact, since all of the tetrahedra are identical, we should
+--   already know their volumes. There's 24 tetrahedra to a cube, so
+--   we'd expect the volume of each one to be (1/24)*h^3.
+prop_tetrahedron17_volumes_exact :: Cube -> Bool
+prop_tetrahedron17_volumes_exact cube =
+    volume (tetrahedron17 cube) ~~= (1/24)*(delta^(3::Int))
+    where
+      delta = h cube
+
+-- | In fact, since all of the tetrahedra are identical, we should
+--   already know their volumes. There's 24 tetrahedra to a cube, so
+--   we'd expect the volume of each one to be (1/24)*h^3.
+prop_tetrahedron18_volumes_exact :: Cube -> Bool
+prop_tetrahedron18_volumes_exact cube =
+    volume (tetrahedron18 cube) ~~= (1/24)*(delta^(3::Int))
+    where
+      delta = h cube
+
+-- | In fact, since all of the tetrahedra are identical, we should
+--   already know their volumes. There's 24 tetrahedra to a cube, so
+--   we'd expect the volume of each one to be (1/24)*h^3.
+prop_tetrahedron19_volumes_exact :: Cube -> Bool
+prop_tetrahedron19_volumes_exact cube =
+    volume (tetrahedron19 cube) ~~= (1/24)*(delta^(3::Int))
+    where
+      delta = h cube
+
+-- | In fact, since all of the tetrahedra are identical, we should
+--   already know their volumes. There's 24 tetrahedra to a cube, so
+--   we'd expect the volume of each one to be (1/24)*h^3.
+prop_tetrahedron20_volumes_exact :: Cube -> Bool
+prop_tetrahedron20_volumes_exact cube =
+    volume (tetrahedron20 cube) ~~= (1/24)*(delta^(3::Int))
+    where
+      delta = h cube
+
+-- | In fact, since all of the tetrahedra are identical, we should
+--   already know their volumes. There's 24 tetrahedra to a cube, so
+--   we'd expect the volume of each one to be (1/24)*h^3.
+prop_tetrahedron21_volumes_exact :: Cube -> Bool
+prop_tetrahedron21_volumes_exact cube =
+    volume (tetrahedron21 cube) ~~= (1/24)*(delta^(3::Int))
+    where
+      delta = h cube
+
+-- | In fact, since all of the tetrahedra are identical, we should
+--   already know their volumes. There's 24 tetrahedra to a cube, so
+--   we'd expect the volume of each one to be (1/24)*h^3.
+prop_tetrahedron22_volumes_exact :: Cube -> Bool
+prop_tetrahedron22_volumes_exact cube =
+    volume (tetrahedron22 cube) ~~= (1/24)*(delta^(3::Int))
+    where
+      delta = h cube
+
+-- | In fact, since all of the tetrahedra are identical, we should
+--   already know their volumes. There's 24 tetrahedra to a cube, so
+--   we'd expect the volume of each one to be (1/24)*h^3.
+prop_tetrahedron23_volumes_exact :: Cube -> Bool
+prop_tetrahedron23_volumes_exact cube =
+    volume (tetrahedron23 cube) ~~= (1/24)*(delta^(3::Int))
     where
       delta = h cube
 
@@ -538,6 +686,69 @@ prop_c1011_identity cube =
 
 
 
+-- | The function values at the interior should be the same for all tetrahedra.
+prop_interior_values_all_identical :: Cube -> Bool
+prop_interior_values_all_identical cube =
+    all_equal [i0, i1, i2, i3, i4, i5, i6, i7, i8,
+               i9, i10, i11, i12, i13, i14, i15, i16,
+               i17, i18, i19, i20, i21, i22, i23]
+    where
+      i0 = eval (Tetrahedron.fv (tetrahedron0 cube)) $ I
+      i1 = eval (Tetrahedron.fv (tetrahedron1 cube)) $ I
+      i2 = eval (Tetrahedron.fv (tetrahedron2 cube)) $ I
+      i3 = eval (Tetrahedron.fv (tetrahedron3 cube)) $ I
+      i4 = eval (Tetrahedron.fv (tetrahedron4 cube)) $ I
+      i5 = eval (Tetrahedron.fv (tetrahedron5 cube)) $ I
+      i6 = eval (Tetrahedron.fv (tetrahedron6 cube)) $ I
+      i7 = eval (Tetrahedron.fv (tetrahedron7 cube)) $ I
+      i8 = eval (Tetrahedron.fv (tetrahedron8 cube)) $ I
+      i9 = eval (Tetrahedron.fv (tetrahedron9 cube)) $ I
+      i10 = eval (Tetrahedron.fv (tetrahedron10 cube)) $ I
+      i11 = eval (Tetrahedron.fv (tetrahedron11 cube)) $ I
+      i12 = eval (Tetrahedron.fv (tetrahedron12 cube)) $ I
+      i13 = eval (Tetrahedron.fv (tetrahedron13 cube)) $ I
+      i14 = eval (Tetrahedron.fv (tetrahedron14 cube)) $ I
+      i15 = eval (Tetrahedron.fv (tetrahedron15 cube)) $ I
+      i16 = eval (Tetrahedron.fv (tetrahedron16 cube)) $ I
+      i17 = eval (Tetrahedron.fv (tetrahedron17 cube)) $ I
+      i18 = eval (Tetrahedron.fv (tetrahedron18 cube)) $ I
+      i19 = eval (Tetrahedron.fv (tetrahedron19 cube)) $ I
+      i20 = eval (Tetrahedron.fv (tetrahedron20 cube)) $ I
+      i21 = eval (Tetrahedron.fv (tetrahedron21 cube)) $ I
+      i22 = eval (Tetrahedron.fv (tetrahedron22 cube)) $ I
+      i23 = eval (Tetrahedron.fv (tetrahedron23 cube)) $ I
+
+
+-- | We know what (c t6 2 1 0 0) should be from Sorokina and Zeilfelder, p. 87.
+--   This test checks the rotation works as expected.
+prop_c_tilde_2100_rotation_correct :: Cube -> Bool
+prop_c_tilde_2100_rotation_correct cube =
+    expr1 == expr2
+    where
+      t0 = tetrahedron0 cube
+      t6 = tetrahedron6 cube
+
+      -- What gets computed for c2100 of t6.
+      expr1 = eval (Tetrahedron.fv t6) $
+          (3/8)*I +
+          (1/12)*(T + R + L + D) +
+          (1/64)*(FT + FR + FL + FD) +
+          (7/48)*F +
+          (1/48)*B +
+          (1/96)*(RT + LD + LT + RD) +
+          (1/192)*(BT + BR + BL + BD)
+
+      -- What should be computed for c2100 of t6.
+      expr2 = eval (Tetrahedron.fv t0) $
+              (3/8)*I +
+              (1/12)*(F + R + L + B) +
+              (1/64)*(FT + RT + LT + BT) +
+              (7/48)*T +
+              (1/48)*D +
+              (1/96)*(FR + FL + BR + BL) +
+              (1/192)*(FD + RD + LD + BD)
+
+
 -- | We know what (c t6 2 1 0 0) should be from Sorokina and Zeilfelder, p. 87.
 --   This test checks the actual value based on the FunctionValues of the cube.
 prop_c_tilde_2100_correct :: Cube -> Bool
@@ -546,8 +757,9 @@ prop_c_tilde_2100_correct cube =
                               + (7/48)*t + (1/48)*d + (1/96)*(fr + fl + br + bl)
                               + (1/192)*(fd + rd + ld + bd)
     where
+      t0 = tetrahedron0 cube
       t6 = tetrahedron6 cube
-      fvs = Tetrahedron.fv t6
+      fvs = Tetrahedron.fv t0
       int = interior fvs
       f = front fvs
       r = right fvs